Система утилизации отработавшего пара вспомогательных турбомеханизмов корабельной энергетической установки

(71)Красиной иим. Ссудо ни леМ. Китро теорииротурбиноение",109. ССУД)ЧУВСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЮ ОПИСАНИЕ,К АВТОРСИОМУ СВИД нградский ордрна ТрудЗназени институт тексткой провваиленностирова и Ленинградскийтельный завод им.А.А.(56) 1. Курзон А.Г. Основыи проектирования судовыхных установок. Л., фСудос1974, с. 48.2. Там же, с(54)(57) СИСТЕМА УТИЛИЗАЦИИ ОТРАВТАВШЕГО ПАРА ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ ТУРБИЕХАНИЗМОВ КОРАБЕЛЬНОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕС.КОЙ УСТАНОВКИ, включакшей конденсатор с подключенным к нему черезтрубопровод отсоса неконденсирующихся газов главным эжектором, содержащая подогреватель питательной воды, подключенный посредством трубопровода отработавшего пара к турбине вспомогательных турбомеханизмов,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью повышения экономичности, онаснабжена дополнительным имекщим холодильник эжектором, установленнымв трубопроводе отсоса перед главнымзжектором и подключенным по рабочейсреде к трубопроводу отработавшегопара при помощи регулируемого подавлению пара после турбины клапана,Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть примененопреимущественно в энергетических установках, работакщих в широком диапазоне нагрузок и имекщих в своемсоставе вспомогательные турбомеханизами (ВМ), отработавший пар которыхиспользуется для регенеративного подогрева питательной воды.Известна корабельная энергетическая установка, содержащая главный 10турбозубчатый.агрегат (ГТЗА), конденсатор с подключенным к нему эжектором, турбину вспомогательных турбомеханизмов, выход которой соединенподогревателем питательной воды с 15 общесудовыми потребителями пара 13.Недостатком данной установкиявляется невозможность ликвидациивсего избытка пара во всем диапазоневозможных переменных нагрузок ГТЗЛ,Применение специальных ВМ малых ходов так же, как дроблений мощностиВМ и чрезмерное их резервированиеухудшает маневренные и массогабаритные характеристики установки, отрицательно влияют на удобство ее обслуживания и т.п, Применение последнихдвух вариантов не всегда возможнои, как правило, также не в состоянииобеспечить полной ликвидации всегоколичества избыточного пара.Известна система утилизации отработавшего пара вспомогательных механизмов корабельной энергетическойустановки, включающая турбину ГТЗЛ,конденсатор с подключенным к немучерез трубопровод отсоса неконденсирующихся газов главным эжектором,содержащая подогреватель питательнойводы, подключенный посредством трубо провода отработавшего пара к турбине вспомогательных турбомеханизмов,снабженной также патрубком отводаотработавшего пара в .проточную частьтурбины ГТЗА 23.45полезный эффект от подобного использования избыточного пара сопровождается дополнительным выигрышем в виде приращения внутреннего КПД пос.ледних ступеней главной турбины на частичных ее нагрузках, так как при50 оптимальном выборе места для ввода избыточного пара в последующих за ним ступенях проточной части отношение окружной скорости лопаток к скорости входа в них пара приближается 55 к значениям, имеющим место в других ступенях турбины, обуславливая общий рост внутреннего КПД всей турбины,Недостатком известной установки является существенное усложнение кон 60 струкции главной турбины, связанной с необходимостью подвода в ее проТдчную часть избыточного отработавшего пара ВМ. Более того, перемен- ность параметров этого пара ня различных режимах установки, обуславливая переменное значение оптимальной координаты точки ввода в турбинувдоль ее проточной части, вообще ставит под сомнение целесообразность такого усложнения, поскольку разработка устройства, реализующего ввод пара в различных местах проточной части турбины в зависимости от егопараметров, становится проблематичной.Целью изобретения является повышение экономичностиПоставленная цель достигается тем, что система утилизации отработавшего пара вспомогательных турбомеханизмов корабельной энергетической установки, включающей конденсатор с подключенным к нему через трубопровод отсоса неконденсируеьих газов главным эжектором, содержащая подогреватель питательной воды, подключенный посредством трубопровода отработавшего пара к турбине вспомогательных турбомеханизмов (ВМ), снабжена дополнительным, имеющим холодильник, эжектором, установленным в трубопроводе отсоса перед главным эжектором и подключенным по рабочей среде к трубопроводу отработавшегопара при помощи регулируемого по давалению пара после турбины клапана.На чертеже изображена система утилизации отработавшего пара вспомогательных механизмов корабельной энергетической установки.Система содержит турбину 1 вспомогательных турбомеханизмов с трубопроводом 2 отработавшего пара, подключенным к подогревателю 3 питательной воды, конденсатор 4 с трубопроводом 5 отсоса неконденсируемых газов, на котором последовательно по ходу газов установлены дополнительный эжектор 6 с холодиль ником 7 и главный эжектор 8, регулируемяй по давлению клапан 9 с дополнительным механизм 10, размещенный на дополнительно установленном трубопроводе 11 между дополнительным эжектором 6 и трубопроводом 2 отработавшего пара, устройство 12,измеритель 13 давления пара в трубопроводе 2, задатчик 14, причем исполнительный механизм 10 клапана 9 подключен к устройству 12.Система работает следукщим образом.Отрабдтавший пар турбины 1 ВМ,по трубопроводу 2 поступает в качест.ве греющей среды в подогреватель 3,где отдает свое тепло питательнойводе. На частичных режимах работыустановки уменьшакщееся со снижением нагрузки ВМ количество отработавщегопара начинает превышать уменьшающуюся .потребность в этом паредля подогрева питательной воды. В, Заказ 11439/28 Тираж 508 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 результате давление пара в трубопроводе 2 начинает расти. С достижением определенн"го давления, заданного при настройке задатчика 14, уст-ройство 12, сравнивающее сигналы отизмерителя 13 и задатчика 14, подает на исполнительный механизм 10управляющий сигнал для открытия регулируемого. клапана 9,Клапан 9 соединяет трубопровод 2с дополнительным эжектором 6 и избыток пара по трубопроводу 11 поступает к соплу дополнительного эжектора 6. Даже при допущении, что турбины вспомогательных механизмовимеют на выходе гораздо более низкие противодавления порядка 25 кг/см , чем ранее указанные, от 2работавший пар, имея при этом удельные объемы У, = 0,892-0,36 м 3/кг,при попадании в дополнительный 20эжектор получает возможность расшириться в нем до УЗдельных объемовЧ = 68,2-35,6 м /кг, соответствующих минимально достижимым в конденсаторе давлениям 0,02-0,04 кг/см,т.е может расшириться в У")Чи в= .75 - 100 раэПриведенные цифры доказывают работоспособность такого эжектора, предназначенного для углубления вакуумав главном конденсаторе от значений, обеспечиваемых при работе главного эжектора, до более низких значений, достижимых при последовательном подключении дополнительного35 эжектора к работающему главному, Через диффузор дополнительного эжек.тора,6, минимальное проходное сечение которого определяют исходя из минимально достижимых к конденсато ре 4 давлений, предварительно сжатая в нем паровоздушная смесь из приемной камеры эжектора 6 попадает в холодильник 7, где большая ча:ть пара из этой смеси конденсируется. Оставшаяся часть отсасывается нз холодильника 7 в приемную камеру главного эжектора 8.При возрастании нагрузки установки давление в трубопроводе 2 падает. С падением этого давления ниже значения,на которое настроен задатчик 14, клапан 9 отключает трубопровод 2 от трубопровода 11 и эжектора 6 . При этом отсасываемая из конденсатора 4 паровоздушная смесь .с параметрами, соответствующими месту отсоса из конденсатора 4, через проточную часть бездействующего эжектора 6 пос-. тупает в его холодильник 7 и после конденсации из нее части пара с уменьшенным массовым расходом - в приемную камеру главного эжектора 8. Благодаря сокращению массового расхода среды, сжимаемой в эжекторе 8, у него появляется способность снизить давление в конденсаторе. Таким образом, использование отработавшего пара турбины 1 ВМ корабельной энергетической установки для предварительного сжатия отсасываемой из конденсатора 4 паровоздушной смеси позволяет повысить экономичность и надежность установки за счет повышения располагаемого теплоперепада и внутреннего КПД главной турбины и улучшения качества конденсата, получаемого в главном конденсаторе 4 при обеспечении полноценного участия в теплообмене практически всей его поверхности охлаждения.