Ступень-сепаратор Советский патент 1982 года по МПК F01D25/32 

( СТУПЕНЬ-СЕПАРАТОР

Изобретение относится к атомной энергетике, а более конкретно - к влажнопаровым турбинам атомных электростанций, и может быть использовано в виде специальной турбинной ступени-сепаратора для сепарации влаги в проточной части турбины. По основному авт.св. N 595522 известна ступень-сепаратор, содержащая неподвижную направляющую решетку, в лагоула вливающую камеру на пери ферии и свободно установленное на подшипниках колесо с рабочей решетко выполненной из криволинейных пластин каждая из которых имеет в поперечном сечении, по крайней мере, по две точ ки перегиба, а конструктивные угля входа и выхода составляют от 60 до 90° 1. Недостатком известной ступени-сепаратора является уменьшение эффективности с ростом влажности пара; Эт обусловлено тем, что с увеличением влажности пара растет толщина пленки на поверхности лопаток. Это приводит к турбулизации пленки, возникновению волн на ее поверхности и, в конечном итоге, к срыву капель и уносу их потоком пара. Кроме того, недостатком такой ступени-сепаратора является низкая эффективность сепарации капель диаметром менее 5 мкм. Цель изобретения - повышение сепарирующей способности ступени-сепаратора. Цель достигается тем, что в ступени-сепараторе наружный слой пластин рабочей решетки выполнен пористым. При этом размеры пор выполнены уменьшающимися от наружной поверхности пластин к внутренней, а поры - сообщающимися между собой. На наружной поверхности пластин выполнены выступы, направленные перпендикулярно к сепарируемому потоку. На чертеже изображена пластина рабочей решетки ступени-сепаратора. Пластина 1 снабжена пористой оболочкой 2, которая жестко закртеплена на пластине 1. Размеры пор 3 выполне ны уменьшающимися от наружной поверх ности оболочки 2 к пластине 1 (по мере углубления), а сами поры 3 со общаются между собой. На наружной по берхности А оболочки 2 размещены выступы 5. расположенные вдоль ступени-сепаратора и направлены перпендикулярно направлению 6 движения сепарируемого потока пара. Высота выступов 5 зависит от пористости оболочки 2 и должна быть больше толщины пленки высаженной на рабочую решетку пластин 1 (наружную поверхность Ц оболочки 2), влаги на величину, обес печивающую интенсивное осаждение микрокапель при наибольших значениях влажности лара. Ступень-сепаратор работает следующим образом. Капли влаги, транспортируемые паровым потоком, соприкасаются с вращающимися пластинами 1 (лопатками) CTyneHVi-сепаратора и оседают на их поверхности,образуя жидкую пленку.Под действием центробежной силы пленка жидкости движется в радиальном напра лении к периферийной части пластин 1 Здесь влага сбрасывается во влагоула,вливающие камеры (не показаны). Благодаря тому, что пластины 1 рабочей решетки снабжены пористой оболочкой 2, высаженная влага под действием капиллярных сил стягивается в ячейки пор 3. В результате толг дина пленки на поверхности пластин уменьшается, а это даже при значительных скоростях потока обеспечивает ламинарный режим течения жидкости в пленке и уменьшает вероятность сры ва капель с ее поверхности. Так как размеры пор 3 выполнены уменьшающимися по мере углубления, капиллярные силы увеличиваются. Поэтому, двигаясь под действием центробежной силы к периферии пластин 1, жидкость одновременно втягивается вглубь пористой оболочки 2, что обес пе 1вает устойчивый характер течения но дкости по всей поверхности пластин 1. Выступы 5 создают благоприятные условия для увеличения сепарирующей способности ступени за счет повышения эффективности улавг 1вания капель 9 диаметром менее 5 мкм, так как их обтекание сопровождается отрывом потока с последующим его присоединением. Вихревой характер движения потока в замкнутых отрывных зонах увеличивает скорость осаждения капель менее 5 мкм вблизи точки присоединения в десятки раз. Таким образом, выполнение пластин рабочей решетки с пористой оболочкой (наружным слоем) предотвращает вторичный унос высаженной влаги в паровой поток, а наличие размещенных на наружной поверхности оболочки выступов позволяет увеличить скорость осаждения капель диаметром менее 5 мкм. Это обеспечивает увеличение сепарирующей способности ступени-сепаратора, способствует увеличению КПД влажнопаровых турбин и увеличивает их надежность. Предлагаемая ступень-сепаратор может быть использована в компрессорах габотурбинных двигателей (ГТД) для очистки воздуха от капель морской воды в случае применения ГТД на судах или для очистки природного г,аза от капель конденсата в случае применения ГТД в качестве газоперекачивающих агрегатов магистральных газопроводов. Формула изобретения 1.Ступень-сепаратор по авт.св. 595522, отличающаяся тем, что, с целью повышения сепарирущей способности ступени, пластины абочей решетки покрыты пористой обоочкой, жестко закрепленной на пласинах. 2.Ступень-сепаратор по п.1, о ти чающая с я тем, что размеры ор выполнены уменьшающимися от наужной поверхности пластин к внутреней, а поры - сообщающимися между обой. 3.Ступень-сепаратор по п.1, о т ичающаяся тем, что на наужной поверхности пластин выполнены ыступы, направленные перпендикуляро к сепарируемому потоку. Источники информации, ринятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 595522, кл. F 01 D 25/32, 197+.