CS272594B1 - Moisture separator - Google Patents

Description

Vynález se týká odlučovače vlhkosti, sestávajícího ze vstupního hrdla, pláště, středové trubky, rozváděčích lopatek s nátokovou hranou, naváděcích lopatek s nátokovou hranou, usměrňovačích lopatek s výstupní hranou a výstupního hrdla s kuželovým přechodem.

Dosud se pro účely vysušení páry mezi středotlakým a nízkotlakým dílem turbiny používají žaluziové odlučovače, které jsou uspořádány v tlakové nádobě spolu s přihřívákem páry. Takto uspořádaný odlučovač je velmi náročný na prostor. Tlakové nádoby, do kterých se uvedená zařízení vkládají, mají průměr až několik metrů a jejich délka je často podstatně větší než 10 m. Tlaková nádoba těchto rozměrů je velmi drahá a těžko se dispozičně umísťuje do strojovny elektrárny. Protože rovnoměrný průtok jednotlivými kanály lze zajistit pouze neúčinným zvýšením tlakové ztráty, je práce odlučovače málo účinná a zvyšuje neefektivně ztrátu na parním okruhu. To vede ke žen-f účinnosti elektrárenského cyklu a tedy ke zvyšování provozních nákladů. Obrovská tělesa pro instalaci odlučovačů potom mají vliv na zvýšení investičních nákladů na výstavbu elektrárny. Proto se v poslední době začínají používat k uvedenému účělu trubkové odstředivé odlučovače. Pára v těchto odlučovačích je v rozváděčích lopatkách uvedena do rotace. V odstředivém poli je vlhkost přiváděna k plášti trubkového odlučovače a pára se zvýšeným procentem vlhkosti je odváděna výstupem vlhkosti do sedimentační nádrže. Vysušená pára je výstupním hrdlem vedena dál do přihříváku páry nebo přímo k dalšímu zpracování. Protože tento odlučovač vlhkosti připouští pro dobrou činnost i značně vysoké rychlosti páry, má podstatně menší rozměry, je výrobně jednodušší a provozně spolehlivější. Nevýhoda tohoto uspořádání tkví v tom, že rotující proud páry v eěparačním prostoru mezi rozváděcími lopatkami a naváděcími lopatkami umístěnými ve výstupním hrdle, mění směr svého vektoru rychlosti a je tedy velmi obtížné navrhnout optimální tvar naváděcích lopatek umožňujících úplnou přeměnu kinetické energie rotující páry zpět na tlak. Tím se zvyšuje tlaková ztráta na zařízení, což vede ke snižování účinnosti cyklu. Změna směru vektoru uvnitř separační části pak zapříčiňuje snižování účinnosti separace. Aby bylo možno dosáhnout potřebné výstupní suchosti páry na výstupu z odlučovače, musí být odebíráno do výstupu vlhkosti velké množství páry, což opět snižuje účinnosti elektrárenského cyklu.

Uvedené nevýhody odstraňuje odlučovač vlhkosti podle vynálezu, jehož podstatou je, že alespoň jedna rozváděči lopatka přechází v horním přechodu ve šroubovou vestavbu, tvořenou alespoň jednou šroubovou plochou, která těsně přiléhá svojí vnitřní šroubovicí ke středové trubce a svojí vnější šroubovici přiléhá těsně k plášti, přičemž v dolním přechodu přechází alespoň jedna šroubová plocha šroubové vestavby v naváděcí lopatku a usměrňovači lopatka svým. vnitřním obvodem přiléhá ke středové trubce a středním obvodem přiléhá k výstupnímu hrdlu a usměrňovači lopatka přiléhá vnitřní hranou k výstupnímu hrdlu a vnější hranou přiléhá k plášti. Další podstatou je, že šroubová plocha šroubové vestavby je těsně spojena se stěnou a dnem, přičemž dno vnější šroubovici těsně přiléhá k plášti a vnější šroubovice je posunuta od úrovně šroubové plochy o výšku stěny směrem k výstupnímu hrdlu.

Výhoda tohoto uspořádání tkví v tom, že proud páry s vysokou vlhkostí je za nátokovou hranou plynule usměrněn v usměrňovačích lopatkách do rotačního pohybu, ve kterém je potom za horním přechodem ve stálé optimálně stanovené rotaci udržován šroubovou vestavbou. Šroubová vestavba plynule přechází y usměrňovači lopatky a v naváděcí lopatky, na kterých je kinetická energie rotace zcela přeměněna na tlak. Tím jsou sníženy tlakové ztráty vzniklé nesprávným nastavením směru naváděcích lopatek. Důsledným vedením, proudu páry po optimálně stanovené šroubové ploše se dosáhne maximální účinnosti odlučování vlhkosti. Stoupání šroubové plochy je přitom možno provést proměnné tak, aby účinnost separace po výšce odlučovače neklesala. Žlábek vytvořený u pláště na šroubové ploše šroubové vestavby umožňuje soustředěný odvod vody zachycené

CS 272594 Bl «

tí na šroubovici a plášti, přičemž snižuje nebezpečí nového stržení odloučeného filmu vody do proudu páry. To vše vede ke zvýšení účinnosti odlučování, tedy ke zvýšení účinnosti cyklu elektrárny, ke snížení provozních nákladů a ke snížení ceny elektrické energie. Menší potřebný prostor pro instalaci tohoto odlučovače vlhkosti příznivě ovliv ňuje i investiční náklady na výstavbu elektrárny a vede k úspoře materiálů.

Příklad uspořádání odlučovače vlhkosti podle vynálezu je znázorněn na připojených výkresech, kde na obr. 1 je podélný řez odlučovačem vlhkosti a na obr. 2 je detail vytvoření žlábku na šroubové ploše.

Odlučovač vlhkosti, který je obvykle umístěn v neznázorněné sedimentační nádobě, sestává ze vstupního hrdla pláště 2 a výstupního hrdla 3. V horní části pláště 2 jsou umístěny rozváděči lopatky 10 těsně přiléhající k plášti 2 a ke středové trubce_4 Nátoková hrana 5 rozváděčích lopatek 10 je postavena kolmo ke směru vektoru rychlosti vstupující vlhké páry. V horním přechodu 11 přechází rozváděči lopatky 10 plynule do šroubových ploch 16 šroubové vestavby 8. Na připojeném obrázku sestává šroubová vestavba 8 ze dvou šroubových ploch 16 a střední části středové trubky 4. Na dolním přechodu 12 přecházejí obě šroubové plochy 16 šroubové vestavby 8 do naváděcích lopatek 13 a s nimi paralelních usměrňovačích lopatek J_. Výtokové hrana 6 naváděcích lopatek 13 je kolmá na osu odlučovače vlhkosti a vysušená pára za ní je vlivem naváděcích lopatek 13 usměrněna tak, že její vektor rychlosti je rovnoběžný s osou odlučovače. Usměrňovači lopatky 7 jsou umístěny ve výstupu vlhkosti 9 a slouží ke zrušení rotace proudu páry se zvýšeným obsahem vlhkosti tak, že za výstupní hranou 14 má výstupující mokrá pára vektor rychlosti rovnoběžný s osou odlučovače. Kuželový přechod 15 slouží k uchycení odlučovače do sedimentační nádrže. Pro dobrou činnost odlučovače musí být dodržena těsnost mezi šroubovou vestavbou 8 a pláštěm 2. Proto vnější Šroubovice 18 šroubových ploch 16 šroubové vestavby 8 těsně přiléhají k plášti_2, přičemž vnitřní šroubovice 17 těsně přiléhají ke středové trubce 4. Na spodní části jsou se středovou trubkou 4 vnitřním obvodem 19 těsně spojeny naváděcí lopatky 13 těsně přiléhající přes střední obvod 20 k výstupnímu hrdlu 3. Usměrňovači lopatka 7 přiléhá těsně k výstupnímu hrdlu _3_ vnitřní hranou 21 a vnější hranou 22 přiléhá k plášti 2.

Na obvodě šroubovice 16 v blízkosti stěny 2 je výhodné vytvořit žlábek 25 sestávající ze stěny 24 a dna 23, který slouží pro sběr a odvod odloučené vody tvořící na stěnách pláště 2_a na povrchu šroubovice 16 tenký film. Vytvořením žlábku 25 se zabraňuje strhávání tohoto filmu zpět do proudu rotující páry.

Proud páry vstupující do odlučovače vlhkosti vstupním hrdlem 1 je za nátokovou hranou J5_ plynule usměrněn v usměrňovačích lopatkách J7 do rotačního pohybu, ve kterém je potom za horním přechodem 11 ve Btálé optimální rotaci udržován šroubovou vestavbou 8. Šroubová vestavba 8 opět plynule přechází v usměrňovači lopatky 7 a naváděcí lopatky 13, na kterých je zrušena rotace proudu páry a energie rotace je přeměněna na energii tlakovou. Vsunutím šroubové vestavby 8 je zaručen bezrázový průtok odlučovačem vlhkosti a dosahuje se maximální účinnosti odlučování. Stoupání šroubové plochy 16 Šroubové vestavby 8 je možno provést proměnné, čímž se dosáhne konstantní účinnosti separace po výšce odlučovače vlhkosti. Žlábek 25 vytvořený u pláště_2 na šroubové ploše 16 umožňuje soustředěný odvod vody zachycené na šroubovici 16 a plášti 2, přičemž se snižuje stržení vodního filmu do proudící páry.

Odlučovač vlhkosti podle tohoto vynálezu je zvláště vhodný pro odlučování vlhkosti z páry u energetických celků, aí již za výparníky parních generátorů nebo v odběrech turbiny nebo mezi jednotlivými stupněmi turbiny. Lze jej však s výhodou uplatnit všude tam, kde je potřeba oddělit kapalnou fázi z proudu plynu.

Claims (2)

1. Odlučovač vlhkosti, sestávající ze vstupního hrdla, pláště, středové trubky, rozváděčích lopatek s nátokovou hranou, naváděcích lopatek s výtokovou hranou, usměrňovačích lopatek s výstupní hranou a z výstupního hrdla s kuželovým přechodem, vyznačující se tím, že alespoň jedna rozváděči lopatka (10) přechází v horním přechodu (11) ve šroubovou vestavbu (8), tvořenou alespoň jednou šroubovou plochou (16), která těsně přiléhá svojí vnitřní šroubovici (17) ke středové trubce (4) a svojí vnější šroubovici (18) přiléhá těsně k plášti (2), přičemž v dolním přechodu (12) přechází alespoň jedna šroubová plocha (16) šroubové vestavby (8) v naváděcí lopatku (13) a usměrňovači lopatku (7) tak, že naváděcí lopatka (13) svým vnitřním obvodem (19) přiléhá ke středové trubce (4) a středním obvodem (20) přiléhá k výstupnímu hrdlu (3) a usměrňovači lopatka (7) přiléhá vnitřní hranou (21) k výstupnímu hrdlu (3) a vnější hranou (22) přiléhá k plášti (2).

2. Odlučovač vlhkosti podle hodu 1, vyznačující se tím, že šroubová plocha (16) šroubové vestavby (8) je těsně spojena se stěnou (24) a dnem (23), přičemž dno (23) vnější šroubovici (18) těsně přiléhá k plášti (2) a vnějši šrouhovice (18) je posunuta od úrovně Šroubové plochy (16) o výšku stěny (24) směrem k výstupnímu hrdlu (3).