Впрыскивающий пароохладитель выхлопной части паровой турбины

Впрыскивающий пароохладитель выхлопной части паровой турбины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ВПРЫСКИВАЮЩИЙ ПАРООХЛАДИТЕЛЬ ВЫХЛОПНОЙ ЧАСГИ ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ, содержащий установленную в сбросном паропроводе смесительную камеру, в конфузорной части которой размещен кольцевой распылитель с трубопроводами подвода охлаждающей жидкости и впрыскивающими отверстиями, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности дробления охлаждающей жидкости и увлажнения сбрасываемого в выхлопную часть турбины пара, кольцевой распыгтель выполнен обтекаемой форки и разделен перегородкой на внутреннюю и внешнюю каииеры, к кгокдой из которых подключен трубопровод подвода охлаждающей жидкости, а впрыскивающие отверстия выполнены в стенках камер со стороны входа потока пара.I (Л х 3 4 4 СЛ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3551030/24-06 (22) 11.02. 83 (46) 07. 06. 84. Бюл. Р 21 (72) П.В.Храбров, A.Ï.Oãóðöîâ, В.A.Хаимов, В.A.Пахомов, М.В.Бакурадзе A.A.Ìèõàéëîâ и М.Я.Ицкович (53) 621.181.187(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 324890, кп ° F 01 P 11/10, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 652409, кл. F 22 5/12, 1977.

3, Авторское свидетельство СССР

М 523244, кл. F 22 5 5/12, 1973. (54) (57) ВПРЫСКИВАЮЩИЙ ПАРООХЛАДИТЕЛЬ ВЫХЛОПНОЙ ЧАСТИ ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ, содержащий установленную в сбросном

„„Su„„445 А

1(5П " 22 6 5 12 F 01D 25 30 паропроводе смесительную камеру, в конфузорной части которОй размещен кольцевой распылитель с трубопроводами подвода охлаждающей жидкости и впрыскивающими отверстиями, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности дробления охлаждающей жидкости и увлажнения сбрасываемого в выхлопную часть турбины пара, кольцевой распыл-.тель выполнен обтекаемой форьы и разделен перегородкой на внутреннюю и внешнюю камеры, к каждой иэ которых подключен трубопровод подвода охлаждающей жидкости, а впрыскивающие отверстия выполнены в стенках камер со стороны входа потока пара.

И

1096445

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для охлаждения выхлопных частей паровых турбин на пусковых и малорасходных режимах.

Изнестна конструкция охлаждаю5 щего устройства выхлопной части турбины, использующая увлажнение сбрасываемого на малорасходных и пусКовых режимах пара от котла через паросбросное устройство, представляющее собой трубу с паровыми насадками на ее боковых поверхностях и водяными соплами, расположенными соосно с паровыми насадками, в паровое пространство низкопотенциальной 15 части турбоустанонки и создающее охлаждающий пароводяной поток за счет аэродинамического дробления струй жидкости скоростным потоком пара, При работе охлаждающего устрой-7р ства над трубным пучком конденсатора образуется система горизонтальных паровых и (н центре их) водяных струй, охлаждающих посредством обратных потоков выхлопные части турбоустановки (lj.

К недостатками устройства относится во-первых, насыщение обратных потоков пара эрозионноопасной влагой, а, во-вторых, неравномерное охлаждение выхлопных частей, ввиду несогласованности направления пароводяных охлаждающих струй устройства и вращения рабочих колес.

Известен впрыскивающий пароохлади тель, содержащий установленную н паропроноде смесительную камеру типа сопла Вентури, к которой подключены трубопроводы подвода охлаждающей жидкости (2).

Недостатком такого пароохладителя 40 в режимах с малыми расходами жидкости, а следонательно, и низкой проникающей в паровое ядро способностью струй. жидкости является наличие в паровом потоке на выходе влаги, спо- 45 собной создать эрозионную угрозу лопаточному аппарату последних ступеней.

Известен нпрыскивающий пароохладитель выхлопной части паровой турбины, содержащий установленную в сбросном паропроводе смесительную камеру, н конфузорной части которой размещен кольцевой распылитель с трубопроводами подвода охлаждающей жидкости и впрыскинающими отнерстиями (3) .

Недостатки известного пароохладителя заключаются в том, что размещение распылителя в центральной зоне б() суженного участка загррмождает проходное сечение и ухудшает газодинамику дробящего потока, Наличие сквозных отверстий в трубках, соединяющих кольцевые камеры, при малых скоростя:; дробящего потока способствует образованию пристенного слоя жидкости на стенках суженного участка, которая впоследствии образует влагу, представляющую эрозионную угрозу лопаточному аппарату, а выполнение распылителя с неудобнообтекаемой формой создает за ним обширный кромочный след, в котором скорости дробящего потока низки и интенсив ность дробления мала, что также ведет к появлению на выходе из устройства влаги.

Цель изобретения — повышение эффективности дробления охлаждающей жидкости и увлажнения сбрасываемого в выхлопную часть турбины пара.

Указанная цель достигается тем, что в впрыскинающем пароохладителе выхлопной части паровой турбины, содержащем установленную в сбросном паропроводе смесительную ка" меру, в конфузорной части которой размещен кольцевой распылитель с трубопроводами подвода охлаждающеи жидкости и нпрыскинающими отверстиями, кольцевой распылитель выполнен обтекаемой формы и разделен перегородкбй на внутреннюю и внешнюю камеры, к каждой из которых подключен трубопровод подвода охлаждающей жидкости, а нпрыскивающие отверстия выполнены н стенках камер со стороны входа потока пара.

На фиг. 1 показано расположение пароохладителя н выхлопной части турбины, общий вид; на фиг. 2 — сечение A-А на фиг. 1; на фиг. 3 конструкция пароохладителя; на фиг. 4 — сечение Б-Б на фиг. 3.

Ьпрыскивающий пароохладитель 1 установлен в сбросном паропроводе 2, соединяющем через паросбросное устройство (ПСБУ) котел с выхлопной частью турбины (не показаны) . Ввод пароохладителя в паровое пространство выхлопной части турбины выполнен с учетом вращения ротора через боковую стенку 3 между выхлопным патрубком 4 и трубным пучком 5 конденсатора 6. Впрыскинающий пароохладитель 1 включает в себя три последонательно расположенные по ходу пара части 7,8 и 9 — соответственно конфузорную, суженную цилиндрическую и диффузорную. B конфузорной части 7 размещен разделенный перегородкой 10 на внутреннюю и внешнюю камеры 11 и 12 с автономными трубопроводами 13 и 14 подвода охлаждающей жидкости (конденсата) кольцевой распылитель

15. Каждый из трубопроводов 13 и 14 подвода конденсата вместе с обтекателями. 16 образует ребро жесткости, фиксирующее кольцевой распылитель

15 н конфузорной части 7. На внутренней и внешней стенках 17 и 18

3096445

40 выхлопных частей.

65 кольцевого распылителя 15 со сторонь входа парового потока выполнены по окружности впрыскивающие отверстия

19 и 20, ориентированные под углом к направлению потока. Часть 8 выбирается такой, чтобы во всем диапазоне эксплуатационных режимов в ней или в ее выходноь. сечении устанавливались максимальная — критическая скорость пара, что предопределяет интенсивность процессов дробления и перемешивания.

Конструкция распылителя 15 .=ыполнена обтекаемой формы с учетом аэродинамики потока в условиях околокритической скорости, минимального загромождения проточной части, создания оптимальных условий для подвода и впрыска конденсата и маневренности.

Осевая протяженность распылителя

)5 имеет важное значение в том диапазоне режимов работы пароохладителя 1, в котором струи жидкости обладают пониженным динамическим напором и не в состоянии полностью оторваться от впрыскивающих отверстий 19 и 20. При достаточной осевой протяженности распылителя 15 образующиеся за впрыскивающими отверстиями 19 и 20 ручьевые течения успевают до срыва сформироваться в упорядоченный пленочный поток, что сокращает путь и время последующего дробления капель в следе.

Работа впрыскивающего пароохладителя осуществляется следующим образом.

Íà ïóñêîâûõ ðåæèìà, à òàêæå ðåжимах холостого хода и малых нarpy3QK сбрасываемлй от котла через ПСБУ пар поступает по сбросному паропроводу 2 в впрыскивающий пароохладитель 1.

Одновременно конденсат по трубопроводу 13 подвода подается во внутреннюю камеру 11, а оттуда через впрыскивающие отверстия 19 — в конфузорную часть 7. Проникая в высокоскоростное ядро разогнанного в конфузорной части 7 пара, струи жидкости дробятся и равномерно увлажняют его.

Выбрасываемая из пароохладителя 1 охла>хдающая пароводяная струя подхватывается обратными течениями и; перемещаясь в выхлопной патрубок 4, реализует теплосъем.

В режимах с малыми расходами конденсата струи на выходе из впрыскивающих отверстий 19 и 20 отжимаются-паровым потоком к внутренней поверхности кольцевого распылителя

15 и образуют на ней пленочное течение, которое за распылителем 15 формирует двухфазный кромочный след. Поскольку в кромочном следе дробящая способность пара пониже на, распад капель совершается менее

60 интенсивно и на большем пути, что в свою очередь определяет минимально допустимую длину суженной цилиндрической части 8, которая не должна быть настолько большой и при которой возможно образование пристенного слоя жидкости в результате вторичной сепарации на стенках суженной. цилиндрической части 8. Рациональное соотношение размеров распылителя проточной части устройства пристенного слоя жидкости — источника эрозионноопасной влаги и обеспечивает равномерное увлажнение всего расхода сбрасываемого пара.

При аварийном сбросе нагрузки, когда расход пара через сбросный паропровод 2 возрастает в несколько раз, конденсат подается одновременно во внутреннюю и внешнюю камеры 11 и 12, а для предотвращения образования пристенного течения динамический напор струй конденсата, истекающих из внешней камеры 12, поддерживается меньшим, чем для внутренней камеры 11. Это требование выполняется либо за счет уменьшения расхода кон денсата через внутреннюю камеру 11, ! либо (что предпочтительней с точки зрения равномерности увлажнения ! сбрасываемого пара) — за счет увеличения количества впрыскивающих отверстий 20 во внешней камере 12 при равных расходах конденсата через обе камеры 11 и 12 распылителя 15.

Таким образом, удобообтекаемая форма предотвращает отрывные явления э окрестности распылителя, а малая ширина (следовательно, и протяженность) кромочного следа способствует более раннему завершению дробления жидкости в следе, что исключает выброс крупной влаги в выхлопную часть турбины. Высокая интенсивность дробления в кромочном следе достигается за счет применения тонкой выходной кромки распылителя. Равно- . мерное распределение по окружности и наклон навстречу паровому потоку впрыскивающих отверстий позволяет существенно увеличить область проникновения жидкости в паровое ядро и. тем самым интенсифицировать процесс увлажнения. Разделение распылителя перегородкой на внутреннюю и внешнюю камеры, каждая из которых имеет свой диапазон режимов работы, позволяет обеспечить равномерное увлажнение пара и избежать эрозионноопасной влаги в широком эксплуатационном интервале, охватывающем пропорционалЪное изменение расходов пара и конденсата в широком диапазоне, и повысить надежность турбины путем снижения эрозионных повреждений выходных к,юмок рабочих лопаток последних ступеней и улучшения условий охлаждения

Составитель .В. Гуторов

Редактор Л.Филь Техред И.Асталош Корректор A.Hoax

Заказ 3776/26 Тираж 405 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1l 3035, Москва, Е-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4