Впрыскивающий пароохладитель

Впрыскивающий пароохладитель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к теплоэнергетике . Цель - улучшение качества смещения. Использование: в турбинных блоках электростанций для охлаждения пара. Сущность изобретения: впрыскивающий пароохладитель содержит на входе 1 смесителя 2 расположенный по оси инжекционный распылитель 3 с устройством 4 для подачи гг воды. Смеситель 2 и распылитель 3 выполнены из последовательно расположенных конфузорных 5 и диффузорных б участков и параллельно подключены на входе к паропроводу 7. Конфузорные 5 участки смесителя 2 и распылителя 3 выполнены ступенчатыми в виде ступеней 8 и 9 с шероховатыми поверхностями 10 и 11 ступеней 8,9. Последние сопряжены друг с другом по полуторовой поверхности 12, причем устройство для подачи воды 4 выполнено в виде форсунки, расположенной на оси инжекционного распылителя 3, Пароохладитель снабжен датчиком температуры свежего пара 13, вход которого 14 подключен к входу 15 по дифференциальной схеме с датчиком 16 температуры охлажденного пара, а выходы 17 - к приводу регулирующего клапана 18. Это позволяет повысить точность дозирования доли впрыска воды и повышает безынерционность регулирования , в конечном итоге повышая качество смешения. 3 ил. СП С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК. (51)5 F 22 G 5/12

Г1/ . . 1- . :, ьi <„. фр ф. >1

1:1кКЯ .

KKdN%Cea

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

М (21) 4823104/06 (22) 03.05.90 (46) 23.04.92..бюл. М 15 (71) Алма-Атинский энергетический институт (72) М. С. Жаркой, А. M. Достияров и б. Б. Аспандияров (53) 621.181.87(088.8) (56} Авторское свидетельство СССР

N. 1390478, кл. F 22 G 5/12, 1988.

Авторское свидетельство СССР

М 1097857, кл. F 22 G 5/12, 1982. (54) ВПРЫСКИВАЮЩИЙ ПАРООХЛАДИТЕЛЬ (57) Изобретение относится к теплоэнергетике. Цель — улучшение качества смещения.

Использование: в турбинных блоках электростанций для охлаждения пара, Сущность изобретения: впрыскивающий пароохладитель содержит на входе 1 смесителя 2 расположенный по оси инжекционный распылитель 3 с устройством 4 для подачи

Г

Г

„„ Ы„, 1728580 А1 воды. Смеситель 2 и распылитель 3 выполнены из последовательно расположенных конфузорных 5 и диффузорных 6 участков и параллельно подключены на входе к паропроводу 7. Конфузорные 5 участки смесителя 2 и распылителя 3 выполнены ступенчатыми s виде ступеней 8 и 9 с шероховатыми поверхностями 10 и 11 ступеней

8, 9. Последние сопряжены друг с другом по полуторовой поверхности 12, причем устройство для подачи воды 4 выполнено в виде форсунки, расположенной на оси инжекционного распылителя 3, Пароохладитель снабжен датчиком температуры свежего пара 13, вход которого 14 подключен к входу 15 по дифференциальной схеме с датчиком 16 температуры охлажденного пара, а выходы 17 — к приводу регулирующего клапана 18. Это позволяет повысить точность дозирования доли впрыска воды и повышает беэынерционность регулирования, в конечном итоге повышая качество смешения. 3 ил. I !

1728580

Изобретение относится к теплоэнергетике, преимущественно к впрыскивающим пароохладителям, и может быть использовано в котлотурбинных блоках электростанций для охлаждения пара, 5

Известен впрыскивающий пароохладитель, содержащий установленную в трубопроводе камеру смешения., выполненную в виде трубы Вентури с отверстием в ее узкой части, подключенным к водоподводящим 10 трубкам и направленным попарно параллельно и под углом друг другу к радиусам камеры смешения, а водоподводящие трубки заведены внутрь камеры смещения через параллельные отверстия каждой несмеж- 15 ной пары.

Недостатком этого пароохладителя является низкое качсство смешения. Последнее связано с тем, что водоподводящие трубки выведены внутрь горловины камеры смешения, что ухудшает работу горловины 20 как ускорителя потока и вследствие малого времени пребывания среды (из-за высокой скорости истечения пара) происходит грубое смешение жидкости со свежим паром, чтс че исключает попадания на стенки па- 25 роп>овода охлажденного пара, содержащего капли влаги. Все это в конечном итоге снижает надежность работы паропровода в целом, а следовательно, тепловой электростанции в целом. 30

Известен впрыскивающий пароохладитель, содержащий смеситель в виде трубы

Вентури, снабженный на входе инжекционным распылителем с форсункой, к которому подводится среда по дополнительной об- 35 водной линии, через регулирующий клапан с приводом регулятора от датчика температуры охлажденного пара, Недостатками известного впрыскивающего пароохладителя является низкое каче- 40 ство смешения пара с водой за счет того, что вода поступает в большой обьем инжекционного распылителя асимметрично, что является причиной плохого качества смешения и связано с тем, что в горловине 45 смесителя и распылителя транспортируется двухфазная среда с высокой скоростью, что уменьшает ее время пребывания в смесителе до уровня, недостаточного для смешения. Последнее усугубляется большой 50 степенью скольжения капель влаги относительно паровой фазы. Поэтому паровая фаза с каплями влаги поступает даже на выход пароохладителя, что ведет к недостаточному уровню охлаждения пара в нем и„тем 55 самым, ведет к увеличению длины участка испарения пароохладителя.

Целью изобретения является улучшение качества смешения.

Поставленная цель достигается тем, что впрыскивающий пароохладитель содержит на входе смесителя расположенный по оси инжекционный распылитель с устройством для подачи воды, причем смеситель и распылитель выполнены из последовательно расположенных конфузорных и диффузор-. ных участков и параллельно подключены на входе к паропроводу. Конфузорные участки смесителя и распылителя выполнены ступенчатыми с шероховатыми поверхностями ступеней, сопряженных друг с другом по полуторовой поверхности, причем устройство для подачи воды выполнено в виде форсунки, расположенной по оси инжекционного распылителя. Смеситель, в частности, выполнен в виде трубы Вентури.

Пароохладитель снабжен с целью контроля температуры охлажденного пара датчиком температуры свежего пара, вход которого подсоединен к входу датчика температуры охлажденного пара по дифференциальной схеме, а выходы — к приводу регулирующего клапана, расположенного на линии подвода воды в форсунку, установленную соосно инжекционному распылителю.

Качество смешения повышается за счет соосного размещения форсунки относительно инжекционного распылителя, ступенчатости изготовления горловин инжекционного распылителя и камеры смешения. Первое позволяет организовать симметричное распыливание жидкости внутри инжекционного распылителя. Второе позволяет генерировать поперечновстречные струи пара и двухфазной среды, что, в свою очередь, увеличивает эффективность смешения сред. Все зто сопрово>кдается локальными процессами дросселирования в ряде зон ступенчатой горловины. В горловинахтакой конструкции происходят одновременно многофакторные процессы резкопеременного характера с каплями влаги, паром, двухфазной средой при их нахождении в мертвых зонах ступеней. Все это на порядок повышает качество смешения. Кроме того, это уменьшает длину испарительного участка в пароохладителе, что пони>кает его габаритные размеры. Этой же цели способствует создание искусственной шероховатости на боковых поверхностях горловин распылителя и смесителя, так как последние создают эффект оребрения, повыша|от вероятность прилипания капель влаги к ним, увеличивают аккумуляционную способность этих поверхностей с точки зрения сохранения энергетического потенциала на них.

На фиг. 1 представлен впрыскивающий параохладитель, общий вид; на фиг. 2 — сту1728580

10

15 сред в распылителе 3 и в смесителе 2 также

25

50 рования, образования мертвых зон, вторичного испарения с запаздыванием с пенчатэя горловина смесителя с полуторовыми торцовыми поверхностями сопряжения ступеней смесителя; на фиг. 3 — разрез

А-А на фиг. 2.

Впрыскивающий пароохладитель содержит на входе 1 смесителя 2 расположенный по оси инжекционный распылитель 3 с устройством 4 для подачи воды. Смеситель

2 и распылитель 3 выполнены из последовательно расположенных конфузорных 5 и диффузорных 6 участков и параллельно подключены на входе к паропроводу 7. Конфузорные участки 5 смесителя 2 и распылителя 3 выполнены ступенчатыми в виде ступеней 8 и 9 с шероховатыми поверхностями 10 и 11 ступеней 8 и 9. Последние сопряжены друг с другом по полуторовой поверхности 12, причем устройство 4 для подачи воды выполнено в виде форсунки, расположенной по оси инжекционного распылителя 3. Пароохладитель снабжен датчиком 13 температуры свежего пара, вход

14 которого подсоединен к входу 15 термопары (по дифференциальной схеме) датчика

16 температуры охлажденного пара, а выходы 17 — к приводу 18 регулирующего клапана. Дифференциальность подключения термопар датчиков 13 и 16 к приводу 18 регулирующего клапана позволяет повысить точность дозирования доли впрыска воды и повышает безынерционность регулирования параметрами пароохладителя, в конечном итоге повышая качество смешения, Выполнение конфузорной части 5 ступенчатой в виде ступеней 8 и 9 смесителя 2 и распылителя 3 и генерации в горловинах этих устройств поперечно- встречныхетруй парэ, воды и двухфазной среды приводит к повышению качества смешения, как и соосное расположение в инжекционном распылителе 3 форсунки 4 подвода воды, Впрыскивающий пароохладитель работает следующим образом.

На вход 1 смесителя 2 поступает из инжекционного распылителя 3 двухфазная среда, образующаяся при смешении воды, поступающей через форсунку 4 подвода воды, с паром, который параллельным потоком подводится из патрубка 7 подачи свежего пара. Другой поток свежего пара из патрубка 7 поступает в смеситель 2. где происходит дополнительное вторичное смешение его с двухфазной средой, истечение которой происходит из распылителя 3 в смеситель 2. Двухфазная среда, проходя через ступени 8 и 9 с шероховатостями 10 и 11, 5 торцовыми полуторовыми поверхностями

12 сопряжения смесителя 2 и распылителя

3, вызывает прилипание капель воды, имеющейся в двухфазной среде, к шероховатостям поверхностей 10 и 11. с одной стороны, а. с другой, — при ударе о ступени 8 и 9 генерирует поперечно-встречные струи в потоке пара, воды, двухфазной среды, движущейся навстречу первичным потокам пара, воды, двухфазной среды, истекающим из форсунки 4 подвода воды, инжекционного распылителя 3 в смесителе 2, Процесс прилипания капель влаги ведет к замедленному испарению с этих поверхностей с запаздыванием во времени и вектором процесса испарения, не совпадающим с направлением движения потока среды в горловинах смесителя 2 и распылителя 3.

Создание поперечно-встречных струй увеличивает время пребывания смешивающихся сред в области смешения распылителя 3 и смесителя 2, что повышает, качество

1 смешения. Этот сложный процесс многофакторного взаимодействия создает интенсивное активное смешение в распылителе 3 и смесителе 2 в условйях, когда скорость пара снижается, приближаясь к оптимальной, с точки зрения процесса смешения пара и воды. Такой поток охлажденной двухфазной среды далее, выходя из распылителя 3, вторично подвергается смешению в смесителе 2, где происходит его смешение с основным потоком парэ, подводимым в него из патрубка 7 свежего пара.

Активному процессу образования вихревой траектории движения сред способствует вогнутость полуторовых торцовых поверхностей 12 сопряжения ступеней 8 и 9 распылителя 3 и смесителя 2. На некоторых участках распылителя 3 и смесителя 2 создаются обратные токи сред навстречу движению основного потока, как и потоку среды. испаряющемуся с запаздыванием на оребренных поверхностях 10 и 11 с шероховатостями распылителя 3 и смесителя 2. Кроме того, ступенчатость горловины со ступенями 8 и 9, шероховатость поверхностей 10 и

11 приводит в пределах горловин распылителя 3 и смесителя 2 к внезапному изменению параметров. — скорости, давления, сухости двухфазной среды и т.д

Все это происходит на фоне повышения гидравлического сопротивления, дросселишероховатых поверхностей ступеней 8 и 9

Одновременно происходит прямое и обратное отражение потоков сред в связи со ступенчатостью и наличием полуторовых поверхностей 12 сопряжения ступеней 8 и

9. В конечном итоге основной поток свежего пара. смешиваясь с двухфазной средой из распылителя 3, выходит из смесителя 2 ох1728580 лажденным до требуемого уровня. Если температура его охлаждения не соответствует требуемой, то это фиксируется датчиками температуры охлажденного 16 и свежего пара 13 вследствие дифференциальности подключения входов 14.и 15 к датчикам 13 и

16, а выходов 17 — к приводу 18 регулирующего клапана. Это значит, что сигнал коррекции — сигнал высокой чувствительности, изменяющий дозу впрыскиваемой воды в форсунку 4 подвода воды, будет поступать безынерционно, за счет изменения положения штока привода 18. Таким образом достигается требуемая для впрыскивающего пароохладителя степень охлаждения, Технико-экономические преимущества предлагаемого впрыскивающего пароохладителя по сравнению с известными состоят в повышении качаства смешения пара и воды за счет изменения параметров пара, волы, двухфазной среды в ступенчатых горловинах распылителя 3 и смесителя 2 за счет -.упен-лютости, организации поперечно-or речнь!х с1руй, наличия торцовых полутоповых поверхностей 12 сопряжения, в

i,ол: шении гидравлического сопротивле:.ия в г;роцессе истечения паров среды за счег лыпол анил ступеней 8 и 9 распылителя 3 и смесителя 2 с шероховатыми поверхностями 10 и 11, Это повышает качество смешения пара за счет снижения скорости пара, увеличивая время его пребывания в зоне смешения распылителя 3 и смесителя

2.

Крома того, повышается качество смешения за счет организации высокой степени прилипания капель влаги с использованием капиллярных сил, эффекта оребрения на шероховатых поверхностях

10 и 11 ступеней 8 и 9 распылителя 3 и горловины. Шероховатость этих поверхностей одновременно увеличивает величину площади активного взаимодействия, повышается качество распыливания в распылителе и смесителе за счет образования отражательных потоков в ступенях 8 и 9, что в конечном итоге приводит к повышению качества смешения, 5 Повышается надежность работы пароохладителя за счет уменьшения узлов и деталей по сравнению с количеством деталей в известном пароохладителе повышается качество регулирования температуры ох10 лажденного пара за счет того, что регулирование его параметров происходит на сигнале высокой чувствительности — дифференциальной разности температур свежего и охлажденного пара. замеренных датчика15 ми 13 и 16 и посланных на привод 18 регулирующего клапана, повышается качество смешения за счет того, что ступени 8 и 9 распылителя 3 и смесителя 2 генерируют на сопряженных полуторовых поверхностях 12

20 отрывные вихри среды.

Все это ведет к повышению глубины охлаждения, с одной стороны, за счет повышения качества смешения пара, воды и двухфазной среды, а, с другой, — за счет

25 более эффективного использования парообразования воды для охлаждения.

Формула изобретения

Впрыскивающий пароохладитель, содержащий на входе смесителя расположен30 ный по оси инжекционный распылитель с устройством для подачи воды, причем смеситель и распылитель выполнены из последовательно расположенных конфузорных и диффузорных участков и параллельно под35 ключены на входе к паропроводу, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью улучшения качества смешения, конфузорные участки смесителя и распылителя выполнены ступенчатыми с шероховатыми поверхностями

40 ступеней, сопряженных друг с другом по полуторовой поверхности, причем устройство для подачи воды выполнено в виде форсунки, расположенной по оси инжекционного распылителя.

Составитель Б,Аспандияров

Редактор Н.Тупица Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Т.Малец

Заказ 1395 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101