Впрыскивающий пароохладитель выхлопной части паровой турбины

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН У 06 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ(54)(57) ВПРЫСКИВАЮЩИЙ ПАРООХЛАДИТЕЛЬ ВЫХЛОПНОЙ ЧАСТИ ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ,содержащий установленную в сбросном 80445 А(.111 Г 22 6 5 12 Е 012 25 паропроводе смесительную камеру, вконфуэорной части которрй раэмещенкольцевой распылитель с трубопроводами подвода охлаждающей жидкостии впрыскивающими отверстиями, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения эффективности дробления охлаждающей жидкости и увлажнения сбрасываемого в выхлопную частурбины пара, кольцевой распыл-,тельвыполнен обтекаемой форьи и раэделен перегородкой на внутреннюю ивнешнюю камеры, к каждой иэ которыхподключен трубопровод подвода охлаждающей жидкости, а впрыскивающиеотверстия выполнены в стенках камерсо стороны входа потока пара.Изобретение относится к энергетике и может быть использовано дляохлаждения выхлопных частей паровыхтурбин на пусковых и малорасходныхрежимах,Известна конструкция охлаждаю 5щего устройства выхлопной частитурбины, использующая увлажнениесбрасываемого на малорасходных и пусКовых режимах пара от котла черезпаросбросное устройство, представ Оляющее собой трубу с паровыми насадками на ее боковых поверхностях иводяными соплами, расположеннымисоосно с паровыми насадками, в паровое пространство низкопотенциальной 15части турбоустановки и создающееохлаждающий пароводяной поток засчет аэродинамического дробленияструй жидкости скоростным потокомпара, При работе охлаждающего устройОства над трубным пучком конденсатораобразуется система горизонтальныхпаровых и (в центре их) водяныхструй, охлаждающих посредством обратных потоков выхлопные части турбоустановки (1).К недостатками устройства относится во-первых, насыщение обратныхпотоков пара эрозионноопасной влагой, а, во-вторых, неравномерноеохлаждение выхлопных частей, ввидунесогласованности направления пароводяных охлаждающих струй устройства и вращения рабочих колес.Известен впрыскивающий пароохладитель, содержащий установленную в паропроводе смесительную камеру типасопла Вентури, к которой подключенытрубопроводы подвода охлаждающей жидкости (21.Недостатком такого пароохладителя 40в режимах с малыми расходами жидкости, а следовательно, и низкой проникающей в паровое ядро способностьюструй. жидкости является наличие впаровом потоке на выходе влаги, способной создать эрозионную угрозу лопаточному аппарату последних ступеней.Известен впрыскивающий пароохладитель выхлопной части паровой турбины, содержащий установленную всбросном паропроводе смесительнуюкамеру, в конфузорной части которойразмещен кольцевой распылитель струбопроводами подвода охлаждающейжидкости и впрыскивающими отверстиями (3),Недостатки известного пароохладителя заключаются в том, что размещение распылителя в центральной зоне бО суженного участка загррмождает проходное сечение и ухудшает газодинамику дробящего потока, Наличие сквозных отверстий в трубках, соединяющих кольцевые камеры, при малых ско ростя:; дробящего потока способствует образованию пристенного слоя жидкости на стенках суженного участка,которая впоследствии образует влагу, представляющую эрозионную угрозулопаточному аппарату, а выполнениераспылителя с неудобнообтекаемойформой создает за ним обширный кромочный след, в котором скоростидробящего потока низки и интенсивность дробления мала, что также ведет к появлению на выходе из устройства влаги,Цель изобретения - повышение эффективности дробления охлаждающейжидкости и увлажнения сбрасываемого в выхлопную часть турбины пара.Указанная цель достигаетсятем, что в впрыскивающем пароохладителе выхлопной части паровой турбины, содержащем установленную всбросном паропроводе смесительную ка"меру, в конфузорной части которойразмещен кольцевой распылитель струбопроводами подвода охлаждающеижидкости и впрыскивающими отверстиями, кольцевой распылитель выполненобтекаемой формы и разделен перегородкбй на внутреннюю и внешнюю камеры, к каждой из которых подключентрубопровод подвода охлаждающей жидкости, а впрыскивающие отверстия выполнены в стенках камер со сторонывхода потока пара.На Фиг, 1 показано расположениепароохладителя в выхлопной частитурбины, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на Фиг. 1; на фиг. 3конструкция пароохладителя; наФиг. 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 боко" вую стенку 3 между выхлопным патрубком 4 и трубным пучком 5 конденсатора б. Впрыскивающий пароохладитель 1 включает в себя три последовательно расположенные по ходу пара части 7,8 и 9 - соответственно конфузорную, суженную цилиндрическую и диффузорную, Б 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 в конфузорной части 7, На внутренней и внешней стенках 17 и 18кольцевого распылителя 15 со стороньвхода парового потока выполнены поокружности впрыскивающие отверстия19 и 20, ориентированные под угломк направлению потока. Часть 8 выбирается такой, чтобы во всем диапазоне эксплуатационных режимов в нейили в ее выходноь. сечении устанавливались максимальная - критическаяскорость пара, что предопределяетинтенсивность процессов дробленияи перемешивания,Конструкция распылителя 15 .ыполнена обтекаемой формы с учетом аэродинамики потока в условиях околокритической скорости, минимального загромохдения 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 динамическимнапором и не в состоянии полностьюоторваться от впрыскивающих отверстий 19 и 20. При достаточной осевой протяженности распылителя 15образующиеся за впрыскивающими отверстиями 19 и 20 ручьевые теченияуспевают до срыва сформироватьсяв упорядоченный пленочный поток,что сокращает путь и время последующего дробления капель в следе.Работа впрыскивающего пароохладителя осуществляется следующим образом.На пусковых режима, а также режимах холостого хода и малыхнагрузок сбрасываемзй от котла через ПСБУ пар поступаетпо сбросному паропроводу 2 ввпрыскивающий пароохладитель 1,Одновременно конденсат по трубопроводу 13 подвода подается во внутреннюю камеру 11, а оттуда черезвпрыскивающие отверстия 19 - в конфузорную часть 7, Проникая в высоко"скоростное ядро разогнанного в конфузорной части 7 пара, струи жидкости дробятся и равномерно увлажняют его,Выбрасываемая из пароохладителя 1охлахдающая 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 внутреннейповерхности кольцевого распылителя15 и образуют на ней пленочное течение, которое за распылителем 15формирует двухфазный кромочныйслед. Поскольку в кромочном следедробящая способность пара понижена, распад капель совершается менее5 10 15 20 25 30 35 45 50 55 60 40 65 выхлопных частей. 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 конденсата через внутреннюю камеру 11,либо (что предпочтительней с точки зрения равномерности увлажнениясбрасываемого 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 ререгородкой 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 пропорционалЪ- ное 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 охлажденияЗака ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,ф 776/26 Тираж 405 ВНИИПИ Государстве по делам изобре 113035, Москва, 3 го комитета ий и открыт Раушская н ПодписноеССРд. 4/5