CS230985B1 - Zařízení ke zrovnoměrnění průtoku dvousložkové tekutiny - Google Patents

Abstract

Účelem vynálezu je zrovnoměrnění průtoku po celé ploše vstupních sektorů napojovacího průřezu mezi vstupní komorou a tělesem separátorů mokry páry parních turbin u jaderných elektráren. Účelu vynálezu se dosáhne tím, že rozváděči přepážka sestává z horní stěny, dvou vnitřních bočních stěn končících v napojovacím průřezu dvěma vnitřními odtokovými hranami a dvou vnitřních bočních stěn končících v napojovacím průřezu dvěma vnějšími odtokovými hranami, přičemž dvě vnitřní odtokové hrany uzavírají v napojovacím průřezu nejméně jeden vstupní sektor a dvě vnější odtokové hrany navazují v napojovacím průřezu na obrys dvou dalších vstupních sektorů, které leží mimo rozváděči přepážku.

Description

Vynález se týká zařízení ke zrovnoměrnění průtoku dvousložkové tekutiny ve vstupních sektorech napojovacího průřezu mezi vstupní komorou a separátorovým tělesem, určené zejména pro svislé separátory mokré páry, zařazené mezi vysokotlaké stupně a nízkotlaké stupně parních turbin u jaderných elektráren.

U některých typů svislých separátorů mokré páry, zařazených mezi zmíněné stupně parní turbiny jaderné elektrárny, se mokrá pára radiálně přivádí do válcové vstupní komory, umístěné na horní části válcového separátorového tělesa. Jím prochází souose vzhůru odváděči potrubí, určdné k odvodu vysušené a mírně přihřáté páry. $e-li válcová vstupní komora bez vestavěných prvků k usměrnění proudu mokré póry, pak tento proud nevyplní celý prostor, ale zachová v důsledku setrvačnosti svůj původní směr, takže největší množství mokré páry prochází v blízkosti odvéděcího potrubí a k plášti vstupní komory se dostává až v její vzdálenější polovině. Tak dochází v napojovacím průřezu mezi vstupní komorou a separátorovým tělesem k nerovnoměrnému rozdělení proudu a tím i k nerovnoměrnému zatížení separapčních prvků, rozmístěných v separátorovém tělese. To má za následek značné zvýšení maximální rychlosti proudu vysoko nad střední výpoětovou hodnotu. Navíc dochází k podstatnému vzrůstu hydraulického odporu celého separátorového zařízení a k tříštění vodních kapek na kapky menších ppčměrů, které se pak hůře odlučují.

Při použití obvyklých lopatkových prvků k převedeni ppoudu mokré páry z radiálního směru do tangenciálního směru se dosáhne vcelku rovnoměrnějšího vyplnění vstupní komory, avšak do separačních prvků, které leží bezprostředně pod ústovým prostore] potrubí, se v takovém případě dostane ještě menší množství páry než v případě, je-li vstupní komora bez úprav.

— 2 —

230 98S

Známé řeěení s lopatkovými prvky umístěnými jen v horní části úsťového prostoru zrovnoměrňuje průtok všemi separačními prvky, nestačí však samo o sobě zajistit průměrný průtok i separačními prvky pod úsťovým prostorem.

Další řešení vytvořením tvarované rozváděči přepážky může zajistit potřebný průtok i v separačních prvcích v úsťovém prostoru, ne však rovnoměrný průtok po celé ploše vstupních sektorů v napojovacím průřezu, jimiž proudí dvousložková tekutina před jednotlivými separačními prvky. Kromě toho tvar rozváděči přepážky samotné dle tohoto řešení nezajišťuje plynulý vtok dvoufázové kapaliny do vstupních sektorů bezprostředně následujících za rozváděči přepážkou.

Průtokové poměry dále zlepšuje zařízení ke zrovnoměrnění průtoku dvousložkové tekutiny ve vstupních sektorech napojovacího průřezu mezi vstupní komorou a separátorovým tělesem, kde přívodní potrubí této dvousložkové tekutiny je vzhledem k odváděcímu potrubí jedné z tekutinových složek uspořádáno různoběžně, přičemž odváděči potrubí je souosé se vstupní komorou a separátorovým tělesem, v napojovacím průřezu se střídají plné separační prvky s průchozími vstupními sektory a v úsťovém prostoru je připevněna rozváděči přepážka, podle vynálezu.

Podstata vynálezu spočívá v tom, Že rozváděči přepážka sestává z horní stěny, dvou vnitřních točních stěn, končících v napojovacím průřezu dvěma vnitřními odtokovými hranami a dvou vnějších bočních stěn, končících v napojovacím průřezu dv ěma vnějšími odtokovými hranami. Dvě vnitřní odtokové hrany uzavírají v napojovacím průřezu nejméně jeden vstupní sektor a dvě vnější odtokové hrany navazují v napojovacím průřezu na obrys dvou dalších vstupních sektorů, které leží mimo rozváděči přepážku. Alespoň v jednom bodě náběhové hrany,kterou začíná horní stěna u přívodního potrubí, je tečná rovina k horní stěně kolmá k rovině proložené osou přívodního potrubí a osou odváděcího potrubí a rovnoběžná s osou přívodního potrubí. V rozváděči přepážce je s výhodou upevněna alespoň jedna dělicí lopatka,která má alespoň v jednom bodě dělící hrany tečnou rovinu kolmou k rovině proložené osou přívodního potrubí a osou odváděcího potrubí a současně rovno běžnou s osou přívodního potrubí. Dělící lopatka plynule přechází

- 3 230 985 od dělící hrany ke koncové hraně v napojovacím průřezu. V koncové hraně dělící lopatky je aspoň jeden bod, v němž je tečná rovina k dělící lopatce rovnoběžné s osou osváděcího potrubí.

Rozváděči přepážka podle vynálezu překrývá ve většině možných případů jen tolik vstupních sektorů v napájecím průřezu, aby vzdálenost průmětu jejich krajních bodů do roviny kolmé k ose přívodního potrubí nepřevýšila průměr přívodního potrubí. Pak se do takto překrytých vstupních sektorů dostává dvoufázová tekutina bez nutnosti vytvoření složky rychlosti v tečném směru vzhledem ke vstupní komoře. Výškou náběhové hrany rozváděči přepážky vzhledem k poloze ústí přívodního potrubí ve vstupní komoře se reguluje potřebný celkový průtok tekutiny do překrytých vstupních sektorů, polohou dělících hran a koncových hran lopatek se pak dosahuje rovnoměrného rozdělení tohoto průtoku i do jednotlivých částí překrytých vstupních sektorů. Zrovnoměrněním průtoku tekutiny separačními prvky napojenými na překryté vstupní sektory se dosáhne jejich vyšší účinnosti, případně při stejné účinnnsti lze změnit prostor zaujatý separačními prvky a tím změnit celý separátor.

Příklad provedení vynálezu je schematicky znázorněn na přiložených výkresech, kde obr. 1 představuje vstupní komoru se zařízením a vršek separátorového tělesa bez přední poloviny pláště v nárysu, obr. 2 pohled na vstupní komoru se zařízením a segaarátorové těleso bez víka v půdoryse, obr. 3 vlastní zařízení v pohledu směrem' P, obr. 4 vlastní zařízěnxiv půdorysovém pohledu.

Separátorové zařízení sestává ze svislého válcovitého separátorového tělesa 1, na jehož horní části je umístěna vstupní komora 2 s radiálním přívodním potrubím £· Separátorovým tělesem 1 i vstupní komorou 2 je souose vedeno odváděči potrubí které je ve vnitřním prostoru separátorového tělesa 1 bezprostředně pod napojovacím průřezjem 2 obklopeno plnými separačními prvky 6, které se v napojovacím průřezu £ střídají s průchozími vstupními sektory χ mokré páry.· Odváděči potrubí 4 je se vstupní komorou 2 spojeno víkem 8. V úslovém prostoru přívodního potrubí do vstupní

230 985

-4 2' komoryYje umístěno rozváděči ústrojí, která sestává z tvarované rozváděči přepážky 2 & dvou dělících lopatek lg. Rozváděči přepážka 2 sestává * vodorovné horní stěny 11, která začíná u přívodního potrubí 2 náběhovou hranou 12. dvou svislých vnitřních bočních stěn 13 a dvou šikmých vnějších bočních stěn 14, přičemž všechny čtyři boční stěny 1},, 14 se sbíhají od obvodu vstupní komory 2 k odváděcímu potrubí £· Vnitřní boční stěny 13 jsou napojeny vnitřními odtokovými hranami 15. vnější boční stěny 14 vnějšími odtokovými hranami 16 na příslušný vstupní sektor jr. V zakresleném přikladu jsou z celkového počtu šestnácti vstupních sektorů £ dva přilehlé k přívodnímu potrubí i překryty rozváděči přepážkou 2» tyj. dva vstupní sektory J leží mezi vnitřními odtokovými hranami 15, které nepřesahují přes obrys eeparačních prvků 6. Vnější odtokové hrany 16 i vnitřní odtokové hrany l*j> svírají v příkladu provedení navzájem úhel 49°· *

Jedna dělící lopatka 10 je vytvořena částí válcbvé plochy, druhá dělící lopatka 10 je složena z části válcové plochy a ze svislé rovinné plochy· Dělicí lopatky 10 mají v dělicích hranách XJ u přívodního potrubí 3 vodorovné tečné roviny, tyj· rovnoběžné s osou přívodního potrubí 3.» zatímco v koncových hranách lg v napojovacím průřezu 2 nají tečné roviny svislé, tyj. rovnoběžné s osou odváděcího potrubí £. Plochy obou vstupních sektorů 2 pod rozváděči přepážkou 2 ^v napojovacím průřezu 2 jeou koncovými hranami 18 dělicích lopatek 10 rozděleny zhruba na třetiny·

Mokré pára z vysokotlakého stupně parní turbiny přívodním potrubím J proudí do válcové vstupní komory 2» celkového průtoku mokré péry je odebírána zhruba' jedna osmina pod tvarovanou rozváděči přepážkou 2> takže tato rozváděči přepážka 2 překrývá jen tolik přilehlých vstupních sektorů J, tyj· dva, do nichž může mokrá pára z přívodního potrubí 3. proudit přímo· Poměrná část průtoku se nastaví polohou vodorovné horní stěny 11 rozváděči přepážky 9· Průtok mokré páry pod rozváděči přepážkou 2 j® dvěma dělicími lopatkami 10 rozdělen přibližně na třetiny· Vstupní sektory J pod rozváděči přepážkou 2 jeou takto v celé ploěe přibližně rovnoměrně protékány mokrou parou· Tím jsou rovnoměrně zatíženy i napojené separační prvky 6·

- 5 230 98S

Větší část průtoku mokré páry nad rozváděči přepážkou 2 je rozdělena odváděcím potrubím £ do dvou průtokových větví, z nichž přiváděná mokrá péra přes vstupní sektory 7^umístěné v odlehlé části napojovacího průřezu 5, vstupu je do zbývajících čtrnácti sepa·» račních prvků 6. Při průchodu separačními prvky 6 v separátorovém tělese se mokrá pára zbaví vlhkosti, načež po soutoku a průchodu nezakresleným přwiřívákem se vede vysušená a přlkřátá pára do nízkotlakého stupně parní turbiny odváděcím potrubím 4.

Rozváděči přepážka 2 může alternativně obsahovat část pláště rotačního kužele, nebo část pláště rotačního válce, případně jiných zakřivených ploch v možné kombinaci s rovinnými plochami· PřivoŮní potrubí 2 může být uspořádáno vzhledem ke vstupní komoře 2 nejen radiálně, ale i obecně různoběžně·

Claims (3)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU _{23fl ga5}

   1. Zařízení ke zrovnoměrnění průtoku dvousložkové tekutiny ve vstupních sektorech napojovacího průřezu mezi vstupní komorou a separátorovým tělesem, kde přívodní potrubí této dvousložkové tek.ut<My je vzhledem k odváděcímu potrubí jedné z tekutinových složek uspořádáno různoběžně, přičemž odváděči potrubí je souosé se vstupní komorou a separátorovým tělesem, v napojovacím průřezu se střídají plné separační prvky s průchozími vstupními sektory a v úslovém prostoru je připevněna přepážka, vyznačující se tím, že rozváděči přepážka (9) sestává z horní stěny (11), dvou vnitřních bočních stěn (13) končících v napojovacím průřezu (5) dvěma vnitřními odtokovými hranami (15) a dvou vnějších bočních stěn |14) končících v napojovacím průřezu (5) dvěma vnějšími odtokovými hranami (16), přičemŽ^hitřní odtokové hrany )15) uzavírají v napojovacím průřezu (5) nejméně jeden vstupní sektor (7) a dvě vnější odtokové hrany (16) navazují v napojovacím průřezu (5) na obrys dvou dalších vstupních sektorů (7), které leží mimo rozváděči přepážku (9).

   g₀ Zařízení dle bodu 1, vyznačující se tím, že alespoň v jednom bodě náběhové hrany (12), kterou začíná horní stěna (11) rozváděči přepážky (9) u přívodního potrubí (3), je tečná rovina k horní stěně (ll) kolmá k rovině proložené osou přívodního potrubí (3) a osou odváděcího potrubí (4) a rovnoběžná s osou přívodního půtrubí (3)° íh»·:
2. 3. Zařízení dle bodu 1 a 2 , vyznačující se tím, že v rozváděči přepážce (9) je upevněnaafespon jedna dělící lopatka (10), která mádfespoň v jednom bodě dělící hrany (17) tečnou rovinu kolmou k rovině proložené osou přívodního potrubí (3) a osou odvéděcího potrubí (4). a součsně rovnoběžnou s osou přívodního potrubí (3), přičemž dělící lopatka (10) plynule přechází od dělící hrany (17) ke koncové hraně (18) v napojovacím průřezu (5).

   - 7 230 98S
3. 4» Zařízení dle bodu 1, 2 a 3, vyznačující se tím, že v koncové hraně (18) dělicí lopatky (10) je aspoň jeden bod, v němž je tečná rovina k dělící lopatce (10) rovnoběžná s osou odváděciho potrubí (4)·