CS230985B1

CS230985B1 - Device for even flow of two-component fluid

Info

Publication number: CS230985B1
Application number: CS832044A
Authority: CS
Inventors: Jiri Karpisek; Jozef Lindner
Original assignee: Jiri Karpisek; Jozef Lindner
Priority date: 1983-03-24
Filing date: 1983-03-24
Publication date: 1984-09-17
Also published as: CS204483A1

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.The purpose of the invention is to equalize the flow over the entire area of the inlet sectors of the connecting cross-section between the inlet chamber and the body of wet steam separators of steam turbines at nuclear power plants. The purpose of the invention is achieved in that the distribution partition consists of an upper wall, two inner side walls ending in the connecting cross-section with two inner drain edges and two inner side walls ending in the connecting cross-section with two outer drain edges, wherein the two inner drain edges close at least one inlet sector in the connecting cross-section and the two outer drain edges continue in the connecting cross-section to the contour of two other inlet sectors that lie outside the distribution partition.

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.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The invention relates to a device for equalizing the flow of two-component fluid in the inlet sectors of the connecting cross-section between the inlet chamber and the separator body, in particular for vertical wet steam separators.

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.In some types of vertical wet steam separators included in said nuclear turbine steam turbine stages, wet steam is radially fed into a cylindrical inlet chamber located on top of the cylindrical separator body. A discharge pipe for the removal of dried and slightly reheated steam passes coaxially through it. If a cylindrical inlet chamber without built-in elements to direct the flow of wet pores, then this flow does not fill the entire space but maintains its original direction due to inertia, so that the greatest amount of wet vapor passes near the drain line its farther half. Thus, in the connection cross section between the inlet chamber and the separator body, there is an uneven distribution of the current and thus an uneven load on the separating elements distributed in the separator body. This results in a considerable increase in the maximum current velocity well above the mean calculation value. In addition, there is a substantial increase in the hydraulic resistance of the entire separator device, and the water droplets are shattered into droplets of smaller diameters, which are more difficult to separate.

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.By using conventional paddle elements to transfer the wet vapor flow from the radial direction to the tangential direction, a more uniform filling of the inlet chamber is achieved, but in the case of the separating elements immediately below the mouth of the duct, if the inlet chamber is unmodified.

— 2 —- 2 -

230 98S230 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.The known solution with vane elements located only in the upper part of the muzzle space equates the flow through all the separation elements, but it is not sufficient to ensure the average flow by the separation elements below the muzzle either.

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.Another solution by providing a shaped divider can provide the necessary flow even in the separation elements in the muzzle, but not a uniform flow over the entire area of the input sectors in the connection cross section through which the two-component fluid flows in front of the individual separation elements. In addition, the shape of the baffle plate itself according to the present invention does not provide a continuous inflow of biphasic liquid into the inlet sectors immediately following the baffle plate.

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.The flow conditions are further improved by a device for equalizing the flow of the bicomponent fluid in the inlet sectors of the connecting cross section between the inlet chamber and the separator body, wherein the inlet conduit of the bicomponent fluid is disposed differently with respect to the outlet conduit of one of the fluid components. In the connecting cross section, the full separating elements alternate with the through-going entry sectors, and in the muzzle space a distributor partition according to the invention is fixed.

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 přecházíSUMMARY OF THE INVENTION The main object of the invention is that the baffle consists of an upper wall, two inner side walls ending in the connecting cross section with two inner drain edges and two outer side walls ending in the connecting cross section with two outer drain edges. The two inner trailing edges enclose at least one inlet sector in the connecting cross-section and the two outer trailing edges adjoin the connecting cross-section to the contour of the two other input sectors, which lie outside the distributor partition. At least one point of the leading edge at which the top wall of the supply line begins, the tangent plane to the top wall is perpendicular to the plane intersected by the axis of the supply line and the axis of the discharge line and parallel to the axis of the supply line. Advantageously, at least one separating vane is provided in the divider partition, having at least at one point of the diverging edge a tangential plane perpendicular to the plane intersected by the axis of the supply line and the axis of the discharge line and at the same time normal to the axis of the supply line. Separating blade passes smoothly

- 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.- 3 230 985 from the dividing edge to the end edge in the connection cross section. At the end edge of the separating vane there is at least one point at which the tangent plane to the separating vane is parallel to the axis of the duct.

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.In most cases, the distributor baffle according to the invention only covers so many inlet sectors in the supply cross-section that the projection distance of their end points in a plane perpendicular to the axis of the supply line does not exceed the diameter of the supply line. Then, the two-phase fluid enters such overlapped inlet sectors without having to create a velocity component in a tangent direction with respect to the inlet chamber. The height of the leading edge of the distributor baffle relative to the position of the inlet duct in the inlet chamber regulates the required total fluid flow to the overlapped inlet sectors; By equalizing the flow of fluid through the separation elements connected to the overlapped inlet sectors, their efficiency is increased, or, at the same efficiency, the space occupied by the separation elements can be changed and thus the entire separator can be changed.

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.An exemplary embodiment of the invention is shown schematically in the accompanying drawings, wherein FIG. 1 is a front elevational view of the inlet chamber with the device and the top of the separator body without the front half of the housing; 4 shows the device itself in the plan view, FIG.

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 vstupníThe separator device 1 consists of a vertical cylindrical separator body 1, on the top of which is located an inlet chamber 2 with a radial inlet duct. The separator body 1 and the inlet chamber 2 are coaxially guided by an outlet duct which is immediately below the connecting cross section 2. The discharge pipe 4 is connected to the inlet chamber 2 by a cover 8. In the nipple area of the inlet pipe into the inlet pipe.

230 985230 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°· *A distribution device is provided which consists of a shaped distributor partition 2 & The divider partition 2 consists of a horizontal top wall 11 which starts at the inlet pipe 2 with the leading edge 12 of the two vertical inner side walls 13 and the two inclined outer side walls 14, all four side walls 11, 14 converging from the periphery of the inlet chamber. The inner side walls 13 are connected by the inner trailing edges 15 of the outer side walls 14 by the outer trailing edges 16 to the respective inlet sector 6. In the illustrated example, out of a total of sixteen inlet sectors 8, two adjacent to the supply line are also covered by the switchgear. partition 2 »ty. the two inlet sectors J lie between the inner trailing edges 15, which do not extend beyond the contour of the eeparation elements 6. In the exemplary embodiment, both the outer trailing edges 16 and the inner trailing edges 16 * form an angle of 49 ° to each other.

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·One partition blade 10 is formed by a portion of the cylindrical surface, the other partition blade 10 is comprised of a portion of the cylindrical surface and a vertical planar surface. While at the end edges 1g in the connecting cross-section 2 the tangent planes are vertical, i. parallel to the axis of the discharge line. The areas of the two inlet sectors 2 below the distributor partition 2 ^{in the} connecting cross-section 2 are divided into roughly one third by their end edges 18 of the separating vanes 10.

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·Wet steam from the high pressure stage of the steam turbine flows through the feed line J into the cylindrical inlet chamber 2 of the total wet spring flow approximately one-eighth below the contoured partition 2 so that the partition 2 only covers so many adjacent inlet sectors J, the two. to which the wet steam from the inlet pipe 3 can flow directly · The proportion of the flow is set by positioning the horizontal top wall 11 of the partition 9 · The wet steam flow under the partition 2 j® by two separating vanes 10 divided into approximately thirds the bulkhead 2 is thus approximately uniformly flowing through the wet steam over the entire surface. Thus, the connected separating elements 6 are equally loaded.

- 5 230 98S- 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.The greater part of the flow of wet steam above the distributor partition 2 is divided by the outlet line 6 into two flow branches, of which the wet spring is fed through the inlet sectors 7 located in a remote part of the connecting cross section 5, the inlet is into the remaining fourteen separating elements. By passing through the separating elements 6 in the separator body, the wet steam is dehumidified, after which the dried and superheated steam is passed to the low pressure stage of the steam turbine through the discharge line 4 after the confluence and passage through the undrawn reheater.

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·The baffle 2 may alternatively comprise a portion of the rotary cone housing, or a portion of the rotary cylinder housing, or other curved surfaces in possible combination with planar surfaces. The feed line 2 may be arranged not only radially but also generally differently with respect to the inlet chamber 2.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION _{23fl ga5}

Apparatus for uniformizing the flow of a bicomponent fluid in the inlet sectors of the connecting cross section between the inlet chamber and the separator body, wherein the inlet pipe of the bicomponent fluid is arranged differently with respect to the outlet pipe of one of the fluid components. and a separator body, in the connecting cross-section alternate solid separating elements with through-entry sectors and in the nipple a partition is fixed, characterized in that the distribution partition (9) consists of an upper wall (11), two inner side walls (13) ending in the connecting cross-section (5) by two inner trailing edges (15) and two outer side walls (14) ending in the connecting cross-section (5) by two outer trailing edges (16), with the striking trailing edges 15) closing in the connecting cross-section (5). ) at least one in The step sector (7) and the two outer trailing edges (16) are connected in the connection cross section (5) to the contour of two other input sectors (7), which lie outside the distributor partition (9).

g ₀ Device according to claim 1, characterized in that at least one point of the leading edge (12) which starts at the upper wall (11) traversing the partition (9) in the inlet duct (3), the tangent plane to the upper wall (II) perpendicular to the plane intersected by the axis of the inlet pipe (3) and the axis of the outlet pipe (4) and parallel to the axis of the inlet pipe (3)

Device according to Claims 1 and 2, characterized in that at least one separating blade (10) is fixed in the distributor partition (9), which has at least one point of the separating edge (17) a tangential plane perpendicular to the plane intersected by the axis of the supply line (3). ) and the discharge pipe axis (4). and parallel to the axis of the supply line (3), the separating vane (10) continuously extending from the separating edge (17) to the end edge (18) in the connecting cross-section (5).

- 7,230 98S

Device according to claim 1, 2 and 3, characterized in that at the end edge (18) of the separating vane (10) there is at least one point at which the tangent plane to the separating vane (10) is parallel to the axis of the discharge line (4). ) ·