CS229218B1

CS229218B1 - Apparatus for separating a liquid phase from a flowing biphasic mixture

Info

Publication number: CS229218B1
Application number: CS850882A
Authority: CS
Inventors: Jan Ing Csc Valha
Original assignee: Jan Ing Csc Valha
Priority date: 1982-11-26
Filing date: 1982-11-26
Publication date: 1984-06-18

Abstract

Účelem vynálezu je na výstupu z vysokotlaké části turbiny, na sytou páru, odstranit část kapalné fáze obsažené v proudící mokré páře. Využíváse toho, že se v procesu expanze v průtočné části turbiny kapalné fáze odstřeluje v periferii a tím v této oblasti narůstá její koncentrace. Odvod kapalné fáze se dosahuje tím, že na výstupu z difuzoru je vložena dutá anulárni lopatka,která napomáhá zakřivení proudového pole. Na jejím povrchu se v důsledku odstředivých ' sil separuje kapalná fáze obsažená v proudící mokré páře. Kapalinové filmy, které vznikají na povrchu anulárni lopatky, jsou odsávány štěrbinou do její vnitřní duté části, kde pomoci separačních lamel je odseparovaňá kapalná fáze odvedena do spodní části této lopatky a je vyvedena z tělesa turbiny. Pro zintenzivnění procesu odsáváni kapalné fáze je vnitřní prostor anulárni lopatky spojen s podtlakovou stranou této lopatky. Kapalinové filmy vytvořené na vnitřním povrchu difuzoru jsou také odsávány do speciální sběrné komory, jejíž vnější tvar tvoří výstupní část difuzoru. Navrhovaného uspořádání se dá využít u turbin na sytou páru (jaderných), turbin expanzních, v oborech, kde se požaduje separace kapalné fáze z proudící dvoufázové látky.The purpose of the invention is to remove a part of the liquid phase contained in the flowing wet steam at the outlet of the high-pressure part of the turbine, to saturated steam. It is used that in the process of expansion in the flow-through part of the turbine, the liquid phase is shot off in the periphery and thus its concentration increases in this area. The liquid phase is removed by inserting a hollow annular blade at the outlet of the diffuser, which helps to curve the flow field. On its surface, the liquid phase contained in the flowing wet steam is separated due to centrifugal forces. The liquid films that form on the surface of the annular blade are sucked through a slot into its inner hollow part, where the separated liquid phase is drained to the lower part of this blade by means of separation lamellae and is taken out of the turbine body. To intensify the process of suction of the liquid phase, the inner space of the annular blade is connected to the vacuum side of this blade. Liquid films formed on the inner surface of the diffuser are also sucked into a special collection chamber, the outer shape of which forms the outlet part of the diffuser. The proposed arrangement can be used in saturated steam turbines (nuclear), expansion turbines, in industries where separation of the liquid phase from a flowing two-phase substance is required.

Description

(54) Zařízení k separování kapalné fáze z proudící dvoufázové směsi(54) Device for separating the liquid phase from the flowing biphasic mixture

Účelem vynálezu je na výstupu z vysokotlaké části turbiny, na sytou páru, odstranit část kapalné fáze obsažené v proudící mokré páře. Využíváse toho, že se v procesu expanze v průtočné části turbiny kapalné fáze odstřeluje v periferii a tím v této oblasti narůstá její koncentrace. Odvod kapalné fáze se dosahuje tím, že na výstupu z difuzoru je vložena dutá anulárni lopatka,která napomáhá zakřivení proudového pole. Na jejím povrchu se v důsledku odstředivých ' sil separuje kapalná fáze obsažená v proudící mokré páře. Kapalinové filmy, které vznikají na povrchu anulárni lopatky, jsou odsávány štěrbinou do její vnitřní duté části, kde pomoci separačních lamel je odseparovaňá kapalná fáze odvedena do spodní části této lopatky a je vyvedena z tělesa turbiny. Pro zintenzivnění procesu odsáváni kapalné fáze je vnitřní prostor anulárni lopatky spojen s podtlakovou stranou této lopatky. Kapalinové filmy vytvořené na vnitřním povrchu difuzoru jsou také odsávány do speciální sběrné komory, jejíž vnější tvar tvoří výstupní část difuzoru.The purpose of the invention is to remove part of the liquid phase contained in the flowing wet steam at the outlet of the high-pressure part of the turbine, to the saturated steam. It utilizes the fact that in the expansion process in the through-flow part of the turbine, the liquid phase is blasted off in the periphery, thereby increasing its concentration in this region. The liquid phase removal is achieved by inserting a hollow annular blade at the outlet of the diffuser to assist in curvature of the flow field. On its surface, the liquid phase contained in the flowing wet steam is separated by centrifugal forces. The liquid films formed on the surface of the annular blade are sucked through the slot into its inner hollow part, where by means of separating fins the separated liquid phase is discharged to the bottom of the blade and discharged from the turbine body. To intensify the liquid phase evacuation process, the internal space of the annular blade is connected to the vacuum side of the blade. The liquid films formed on the inner surface of the diffuser are also sucked into a special collection chamber, the outer shape of which forms the outlet portion of the diffuser.

Navrhovaného uspořádání se dá využít u turbin na sytou páru (jaderných), turbin expanzních, v oborech, kde se požaduje separace kapalné fáze z proudící dvoufázové látky.The proposed arrangement can be used for saturated steam (nuclear) turbines, expansion turbines, in fields where separation of the liquid phase from the flowing biphasic substance is required.

229 218229 218

2229 2182229 218

Vynález se týká zařízení k separování kapalné fáze z proudící dvoufázové směsi na výstupu z průtočné části vysokotlakého dílu turbiny.The invention relates to a device for separating a liquid phase from a flowing biphasic mixture at the outlet of a flow part of a high pressure turbine part.

Dosud známé uspořádání průtočné části vysokotlakých dílů parních turbin na sytou páru je koncipováno tak, že za posledním lopatkovým stupněm následuje difuzor, který zčásti přeměňuje kinetickou energii proudící směsi aa energii potenciální.The hitherto known arrangement of the flow part of the high pressure steam turbine parts into saturated steam is designed such that the last vane stage is followed by a diffuser which partially converts the kinetic energy of the flowing mixture and and potential energy.

Z difuzoru vystupuje dvoufázová směs složená z. parní a kapalné fáze do výstupního tělesa, výstupního potrubí a před vstupem do nízkotlakého dílu turbiny často proohází vnějšími separátory kapalné fáze většinou žaluziového nebo cyklonového typu spojených s přihříváky páry. V procesu expanze syté páry v lopatkových stupních vysokotlaké části turbiny se v důsledku tangenciálních složek rychlosti proudového pole kapalné fáze postupně odstřeluje průtočné části - oož způsobuje, že v oblasti výstupu z průtočné části je v periferní oblasti zvýšená její koncentrar ce. U stávajících provedení tato dvoufázová směs vstupovala do difuzoru, výstupního potrubního systému a vlastní separace kapalné fáze se prováděla až ve vnějších separátorech. Nevyužívá se výhody zvýšené koncentrace kapalné fáze v periferní části proudu k jejímu účinnému odloučení.From the diffuser, a two-phase mixture consisting of the vapor and liquid phases exits into the outlet body, the outlet conduit and often passes through external liquid phase separators of mostly louver or cyclone type associated with steam reheaters before entering the low pressure turbine section. In the process of expanding saturated steam in the vane stages of the high-pressure part of the turbine, the flow portions are gradually blasted off as a result of the tangential flow velocity components of the liquid phase, causing the flow portion to increase in the peripheral region. In the present embodiments, the two-phase mixture entered the diffuser, the outlet piping system, and the liquid phase separation was only performed in external separators. It does not take advantage of the increased concentration of the liquid phase in the peripheral part of the stream to effectively separate it.

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny zařízením k separování kapalné fáze z proudící dvoufázové směsi, podle vynálezu, jehož podstatou je, že za výstup z difuzoru, který je umístěn ve výstupním tělese turbiny za zaváděcími a oběžnými lopatkami, je do výstupního tělesa vložena dutá anulární lopatka, která je na náběžněm povrchu opatřena odsávací štěrbinou. Proti náběžnému povrchu této lopatky je na difuzor umístěna anulární sběrnáThe aforementioned drawbacks are eliminated by the liquid phase separation device of the flowing biphasic composition according to the invention, which consists of inserting a hollow annular vane into the exit body behind the diffuser outlet located in the turbine outlet body behind the guide and circulating blades, which is provided with a suction slot on the leading surface. An annular collector is placed on the diffuser opposite the leading surface of this blade

229 218 komora; mezi vnitřním povrchem difuzoru a vnitřní stěnou anulární sběrné komory je vytvořena vstupní štěrbina a vnějším povrchem anulárrií sběrné komory je vytvořena výstupní část difuzoru. Vnitřní prostor duté anulární lopatky je spojen štěrbinou s podtlakovou stranou této lopatky a do jejího vnitřního prostoru jsou vloženy separační lamely ve tvaru, komolých kuželů.229 218 chamber; an inlet slit is formed between the inner surface of the diffuser and the inner wall of the annular collecting chamber, and an outer portion of the diffuser is formed by the outer surface of the annular collecting chamber. The inner space of the hollow annular vane is connected by a slot to the vacuum side of the vane and into its inner space are inserted separating lamellae in the shape of truncated cones.

Nového účinku se dosahuje tím, že se snižuje na výstupu z tělesa koncentrace kapalné fáze v mokré páře a tím se zlepšují podmínky pro práci dosud používaných vnějších separátorů kapalné fáze.The novel effect is achieved by reducing the concentration of the liquid phase in the wet steam at the outlet of the body and thereby improving the operating conditions of the external liquid phase separators used hitherto.

Na připojeném výkresu je znázorněn příklad provedení zařízení k separování kapalné fáze z proudící dvoufázové směsi v průtočné části turbiny na sytou páru podle vyiálezu.The attached drawing shows an exemplary embodiment of a device for separating a liquid phase from a flowing two-phase mixture in a flow part of a turbine into a saturated steam according to the invention.

Za výstup z difuzoru 2 » který je umístěn ve výstupním tě lese £ turbiny za rozváděcími a oběžnými lopatkami 1, 2, je do výstupního tělesa £ vložena dutá anulární lopatka která je na náběžném povrchu £ opatřena odsávací štěrbinou 2· Proti neběžnému povrohu 2 duté anulární lopatky £ je na difuzor 2 umístěna anulární sběrná komora 16 tak, že mezi vnitřním povrchem 13 difuzoru 2 ^a vnitřní stěnou anulární sběrné komory 16 je vytvořena vstupní štěrbina 15. Vnějším povrchem 17 anulární sběrné komory 16 je tvořena výstupní část difuzoru 2· Vnitřní prostor j6 duté anulární lopatky je spojen štěrbinou 10 s podtlakovou stranou 11 této lopatky. Do vnitřního prostoru 6 duté anulární lopatky 2 j^sou mezi odsávací štěrbinou 2 ^a štěrbinu 10 na podtlakové straně 11 vloženy separační lamely 12 ve tvaru komolých kuželů.Downstream of the diffuser 2, which is located in the turbine outlet body 4 behind the guide and circulating blades 1, 2, a hollow annular blade is inserted into the outlet body 4 and is provided with a suction slot 2 on the leading surface 4. an annular collecting chamber 16 is disposed on the diffuser 2 such that an inlet slot 15 is formed between the inner surface 13 of the diffuser 2 ^{and the} inner wall of the annular collecting chamber 16. The outer surface 17 of the annular collecting chamber 16 forms the outlet portion of diffuser 2. the hollow annular blade is connected by a slot 10 to the vacuum side 11 of the blade. Into the inner space 6 of the hollow annular blade 2 j ^sou between suction slot 2 ^and slot 10 on the suction side 11 by the separation plates 12 of frustoconical shape.

Sytá pára v procesu expanze v průtočné části turbiny protéká rozváděcími a oběžnými lopatkami 1, 2 a vstupuje do difuzoru 2t který je umístěn ve výstupním tělese £ turbiny. V důsledku tangenciálních složek rychlosti proudového pole v prů točné části turbiny se kapalná fáze postupně odstřeluje k rjlSaturated steam in the process of expansion in the flow part of the turbine flows through the guide and circulating blades 1, 2 and enters the diffuser 2t which is located in the turbine outlet body. Due to the tangential components of the flow field velocity in the flow part of the turbine, the liquid phase is gradually blasted off to rj1

229 218 periferní části. Na výstupu difuzoru £ je vložena dutá anulární lopatka £, na jejímž nébežném povrchu £ se v důsledku zakřivení proudových polí separuje kapalná fáze 8 obsažená v proudící mokré páře. Tato je unášena ve smšru proudu a nakonec odsáván odsávací štěrbinou £ do Vnitřního prostoiu £ duté anulární lopatky £· Aby byl zlepšen proces odsávání, je vnitřní prostor £ duté anulární lopatky £ spojen štěrbinou 10 s podtlakovou stranou 11. Toto propojení zlepšuje vstup kapalné fáze do vnitřního prostoru £ duté anulárhí lopatky £ ve které se nacházejí separační lamely 12 ve tvaru komolých kuželů, sloužící k zachycení odseparované kapalné fáze a jejímu odvedení do spodní části duté anulární lopatky £· Z vnitřního povrchu 13 difuzoru £ je odseparované kapalná fáze 14 odsávána vstupní štěrbinou 15 do anulárhí sběrné komory 16. jejíž vnější povrch 17 vytváří zakončení difiuzoru £. Ve spodní části turbiny je z vnitřního prostoru £ duté anulární lopatky £ a z anulární sběrné komory 16 odseparovaná kapalná fáze vyvedena z výstupního těleea £ turbiny drenážními vývody.229 218 peripheral parts. At the outlet of the diffuser 6 a hollow annular blade 6 is inserted, on whose non-conventional surface 6 the liquid phase 8 contained in the flowing wet steam is separated due to the curvature of the flow fields. This is carried in the flow direction and finally sucked through the suction slot 4 into the inner space 4 of the hollow annular vane 4. In order to improve the suction process, the interior space 8 of the hollow annular vane 4 is connected through the slot 10 to the vacuum side. The inner space 4 of the hollow annular vane 4, in which the truncated cone-shaped separating lamellas 12 are located, used to trap the separated liquid phase 14 and divert it into the lower part of the hollow annular vane 5. 15 into the annular collecting chamber 16 whose outer surface 17 forms the end of the diffuser 6. In the lower part of the turbine, the separated liquid phase is discharged from the interior space 6 of the hollow annular vane 4 and the annular collecting chamber 16 from the outlet body 6 of the turbine via drainage outlets.

Použití vynálezu je možné v případech, kde se jedná o separaci kapalné fáze proudící dvoufázové látky.Use of the invention is possible in cases where the liquid phase is separated by a flowing biphasic substance.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

229 218

Apparatus for separating a liquid phase from a flowing two-phase mixture, in particular at the outlet of the flow part, of a high-pressure turbine part consisting of a diffuser, which is located in the turbine outlet body downstream of the distributing blades and impellers. at least one hollow annular vane (5) is inserted into the outlet body (4) and is provided with a suction slot (9) on the religious surface (7) and placed on the diffuser (3) against the leading surface (7) of the hollow annular vane (5) an annular collecting chamber (16), wherein an inlet slot (15) is formed between the inner surface (13) of the diffuser (3) and the inner wall of the annular collecting chamber (16) and an outer portion (17) of the annular collecting chamber (16) is formed Diffuser (3) ·

Device according to claim 1, characterized in that the inner space (6) of the hollow annular vane (5) is connected by a slot (10) to the vacuum side (11) of the hollow annular vane (5).

Device according to Claims 1 and 2, characterized in that between the suction slot (9) and the slot (10) on the vacuum side (11), the interior space (6) of the hollow annular blade (5) is provided with truncated separating blades (12). cones.