CS274240B1

CS274240B1 - Separating device for liquid separation from mixture with gas or vapour

Info

Publication number: CS274240B1
Application number: CS8989A
Authority: CS
Inventors: Jiri Ing Csc Karpisek
Original assignee: Karpisek Jiri
Priority date: 1989-01-05
Filing date: 1989-01-05
Publication date: 1991-04-11
Also published as: CS8989A1

Abstract

The diffuser (6) is connected with the inner inlet (1.2) of wet steam on the edge (6.1.1) of segments (6.1) and consists of plate segments (6.1) in the shape of parts of the conic coating, plates (6.2) in the shape of a triangle and plates (6.2) with created troughs (6.3), while each segment is connected with two plates (6.2), confuser (13) is connected with the inner outlet (3.2) of dried steam on the edge (13.1.1) of segments (13.1). The confuser (13) consists of plate segments (13.1) in the shape of parts of the conic coating, plates (13.2) in the shape of a triangle and plates (13.2) with created troughs (13.3), and at least one plate channel (14) is arranged from the part of the lower spread sheet (2) towards the upper spread sheet (9).<IMAGE>

Description

Difuzor (6) je s vnitřním přívodem (1.2) mokré páry spojen na hrané (6.1.1) segmentů (6.1) a skládá se jednak z plechových segmentů (6.1) tvaru části kuželového pláště, jednak z plechů (6.2) tvaru_ttrojúhelníku a z plechů (6.2) s vytvořenými žlaby (6.3), přičemž každý segment je spojen se dvěma plechy (6.2), konfuzor (l3) je s vnitřním výstupem (3.2) vysušená páry spojen na hraně (13,1,1) segmentů (I3.I), konfuzor (13) se skládá jednak z plechových segmentů (13.1) tvaru části kuželového pláště, jednak z plechů (13.2) tvaru trojúhelníku a z.plechů (13.2) s vytvořenými žlaby (13.3) a od části dolní distanční desky (2) směrem k horní distanční desce (9) je vytvořen nejméně jeden plechový kanal (14).The diffuser (6) is connected to the inner inlet (1.2) of the wet steam at the edge (6.1.1) of the segments (6.1) and consists of both tin-shaped sheet metal segments (6.1) and _t -shaped sheets (6.2) and of the sheets (6.2) with the troughs (6.3) formed, each segment being connected to two sheets (6.2), the confuser (13) being connected to the inner outlet (3.2) of the dried steam at the edge (13,1,1) of the segments (I3). I), the confuser (13) consists of both the metal segments (13.1) in the form of a conical shell part, and the triangles (13.2) and of the plates (13.2) with the gutters (13.3) formed and the lower spacer plate (2). ) at least one sheet metal duct (14) is formed towards the upper spacer plate (9).

274 240 (11) , (13) Bl (51) Int. Cl.⁵ 274 240 (11), (13) Bl (51) Int. Cl. ⁵

F 22 B 37/26 F 22 B 37/00F22B 37/26 F22B 37/00

CS 274240 BlCS 274240 Bl

Vynález se týká separačního zařízení k odloučení kapaliny ze směsi s plynem nebo párou umístěného ve válcové nádobě na potrubí. Zvláště jde o výstupní potrubí z vysokotlakého dílu turbíny jaderné elektrárny, přičemž separační zařízení je určeno k odloučení z páry vlhkosti, která vznikla průchodem páry vysokotlakým dílem turbíny.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a separation device for separating liquid from a gas or steam mixture placed in a cylindrical vessel on a pipe. In particular, it is an outlet pipe from a high pressure turbine part of a nuclear power plant, and the separation device is designed to separate from the moisture vapor generated by the passage of steam through the high pressure turbine part.

Mezi vysokotlaký a nízkotlaký díl turbín na sytou páru jaderných elektráren se ke zvýšení účinnosti a omezení erozí na lopatkách nízkotlakého dílu turbíny zařazují separátory - přihřívače. Jsou to mohutná svislá nebo vodorovná tělesa, Jejichž účelem je odloučit vlhkost z mokré páry a páru před vstupem do nízkotlakého dílu turbíny přihřát, Separátory - přihřívače často obsahují v separační části odlučovače z vlnitých nebo lomených plechů a děrovaný plech s hydraulickým odporem pro zrovnoměrnění zatížení odlučovačů. Toto zatím obvyklé řešení je náročné na prostor a spotřebu materiálu a nechrání potrubí před separátorem - přihřívačem proti erozi kapkami vody v mokré páře.To increase efficiency and reduce erosion on the blades of the low pressure part of the turbine, separators - reheaters are placed between the high pressure and low pressure turbine parts for saturated steam power plants. They are massive vertical or horizontal bodies designed to separate moisture from wet steam and steam to warm up before entering the low pressure turbine. Separators - reheaters often contain separators made of corrugated or angled sheets and perforated sheet with hydraulic resistance to equalize the separator load . This usual solution is space and material consuming and does not protect the pipeline from the separator - reheater against erosion by water droplets in wet steam.

Bylo již vyvinuto řešení používající odstředivé odlučovače místo vlnitých nebo lomených plechů s hydraulickým odporem srovnatelným ze separační částí klasických separátorů - přihřívačů. Toto zařízení má menší spotřebu materiálu i menší spotřebu obestavěného prostoru než separační část separátorů - přihřívačů. Při svém umístění hned na potrubí vystupující z vysokotlakého dílu turbíny ohřáni takové separační zařízení i potrubí k přihřívači před erozí kapkami vody v páře. Obsahuje baterii odstředivých odlučovačů, k nimž je třeba přivést mokrou páru ze souvislého vstupního průřezu. Proto se volí rozdělení vstupního průřezu na šestiúhelníky, z nichž Jsou vedeny přechody na kruhové průřezy odstředivých odlučovačů. Potrubí se ke vstupnímu průřezu rozšiřuje kuželovým difuzorem. Přitom šestiúhelníky nemohou zcela vyplnit kruhový průřez, takže ani kuželový difuzor nemůže beze zbytku být vyplněn proudy mokré páry proudícími do Jednotlivých odstředivých odlučovačů.A solution has already been developed using centrifugal separators instead of corrugated or broken sheets with hydraulic resistance comparable to the separation parts of conventional separators - reheaters. This equipment consumes less material and less space than the separation part of the heaters. When placed directly on the pipeline emerging from the high pressure turbine section, such a separator device and the pipeline heat up the reheater from erosion of water droplets in the steam. It contains a battery of centrifugal separators to which wet steam from a continuous inlet cross section must be supplied. Therefore, it is chosen to divide the input cross-section into hexagons, from which transitions to circular cross-sections of centrifugal separators are conducted. The pipe is widened to the inlet cross-section through a conical diffuser. The hexagons cannot completely fill the circular cross-section, so that even the conical diffuser cannot be completely filled with the streams of wet steam flowing into the individual centrifugal separators.

Uvedený nedostatek odstraňuje separační zařízení k odloučení kapaliny ze směsi s plynem nebo párou umístěné ve válcové nádobě na potrubí s osou svislou nebo jinak skloněnou k vodorovné rovině s přívodním potrubím směsi plynu nebo páry a kapaliny, složené z difuzoru, pod nímž jsou umístěny nejméně dva odstředivé odlučovače, vedené horní distanční deskou, z nichž každý obsahuje výstupní trubku prvotního odloučeného plynu nebo páry souosou s vnějším pláštěm odstředivého odlučovače a mezerou pro výstup odluhu z odstředivého odlučovače, to znamená odloučené kapaliny spolu s druhotným plynem nebo párou, přičemž z difuzoru do odstředivých odlučovačů jsou upraveny přechody, které mají na horním konci průřezy víoeúhelníků jako trojúhelníků, čtyřúhelníků, šestiúhelníků, zabírající v podstatě souvislou větší část vstupního kruhového průřezu a které mají na dolním konci kruhové průřezy navazující na vnější plášf odstředivých odlučovačů, vedených dolní distanční deskou, a v alternativním provedení je separační zařízení doplněno konfuzorem mezi výstupními trubkami prvotního odloučeného plynu nebo páry z válcové nádoby, jehož podstatou je, že difuzor Je s vnitřním přívodem mokré páry spojen na hraně segmentů, difuzor ee skládá jednak z plechových segmentů tvaru Části kuželového pláště, Jednak z plechů tvaru trojúhelníků a z plechů s vytvořenými žlaby, přičemž každý segment je spojen se dvěma plechy, konfuzor je a vnitřním výstupem vysušené páry spojen na hraně segmentů a konfuzor se skládá jednak z plechových segmentů tvaru části kuželového pláště, jednak z plechů tvaru trojúhelníka a z plechů s vytvořenými žlaby a od části dolní distanční desky smerem k horní distanční desce je vytvořen nejméně jeden plechový kanál.This deficiency is eliminated by a separation device for separating the liquid from the gas or steam mixture placed in a cylindrical vessel on a pipe with an axis vertical or otherwise inclined to the horizontal plane with the gas or steam / liquid mixture piping composed of a diffuser under which at least two centrifugal separators, guided by an upper spacer plate, each comprising an outlet conduit of the primary separated gas or steam coaxial with the outer casing of the centrifugal separator and a gap for discharging the centrifuge separator, i.e. the separated liquids together with the secondary gas or steam; there are provided gradients having cross-sections at the upper end of polygonal triangles such as triangles, quadrilaterals, hexagons, occupying a substantially continuous portion of the input circular cross-section, and having a circular cross-section at the lower end In the alternative embodiment, the separating device is equipped with a confuser between the outlet pipes of the first separated gas or steam from the cylindrical vessel, the principle of which is that the diffuser is connected to the internal wet steam inlet at the edge of the segments. , the diffuser ee consists of both metal segments of the shape of a conical shell part, partly of triangles and of gutter-shaped sheets, each segment being connected to two sheets, the confusor and the internal outlet of the dried steam connected at the edge of the segments and at least one sheet metal channel is formed from the sheet-like segments of the cone-shaped part, on the one hand from the triangular-shaped sheets and from the sheets with formed gutters and from the part of the lower spacer plate towards the upper spacer plate.

Tímto uspořádáním se sníží hydraulický odpor difuzoru a konfuzoru, protože v rovině přechodů Je oelý průřez využit pro usměrnění proudění směrem dolů, nevznikají tam víry ve zbylých průřezech mezi difuzorem nebo konfuzorem a přechody. Dále se ve stejném prostoru válcové nádoby, případně i jejího horního a dolního dna, získá většíThis arrangement reduces the hydraulic resistance of the diffuser and the confusor, since in the plane of the transitions, the cross-sectional area is used to direct the downward flow, there is no vortex in the remaining cross-sections between the diffuser or confuser and the transitions. Furthermore, in the same space of the cylindrical container, possibly its upper and lower bottom, a larger one is obtained

CS 274240 Bl prostor pro odlučování plynových nebo parních bublin z kapalinového prostoru a kapek kapaliny z proudu plynu nebo páry, takže odluhovaná voda i druhotný plyn nebo pára jsou lépe zbaveny druhé fáze a mohou být hospodárněji využity.CS 274240 B1 space for separating gas or steam bubbles from the liquid space and drops of liquid from the gas or steam stream, so that the water to be leached and the secondary gas or steam are better off the second phase and can be used more economically.

Příklad provedení zařízení podle vynálezu je znázorněn na výkresu, kde na obr, 1 ja nárysný řez a na obr, 2 bokorysný řez separaěníra zařízením, na obr, 3 je půdorysný řez ve dvou rovinách podle označení A-A v jiném měřítku než na obr, 1 a 2.1 is a side sectional view and FIG. 2 is a side sectional view of a separator of the apparatus; FIG. 3 is a plan view in two planes according to the AA designation at a different scale to FIG. 1; 2.

Jde o jedno ze separačních 2ařízení umístěných na svislé části každého potrubí vedeného z neznázorněného vysokotlakého dílu turbíny jaderné elektrárny do neznázoroěného přihřívače. Vnější část separaěního zařízení se skládá z vnějšího přívoduIt is one of the separating devices placed on the vertical part of each pipeline led from the high-pressure part of the nuclear power plant turbine (not shown) to the reheater (not shown). The external part of the separation device consists of an external supply

1.1 mokré páry válcové nádoby 2 a vnějšího výstupu 3.1 vysušené páry. Válcová nádoba je složena z horního půlkulového dna 2,1 se dvěma výstupy 4 druhotné páry, z pláště válcové nádoby 2,2 a půlkulového dna 2,3 spodního se dvěma výstupy 5 odloučené vody. Vnitřní část separaěního zařízení se skládá z vnitřního přívodu 1,2 mokré páry, difuzoru 6, horních přechodů 2 z šestiúhelníků na kruh, odstředivých odlučovačů 8, distanční desky 9 horní s trojúhelníkovými podpěrami 10, z dolních přechodů 11 z kruhu na šestiúhelník, distanční desky 12 dolní, konfuzoru 13 s plechovými kanály 14 a vnitřního výstupu 3.2 vysušené páry. Vnější přívod 1.1 mokré páry prochází horním půlkulovým dnem 2.1 válcové nádoby 2, s nímž je spojen. Pokračování vnějšího přívodu 1.1 mokré páry uvnitř válcové nádoby 2 je vnitřní přívod 1,2 mokré páry, k němuž je napojen difuzor 6, Ten je složen z dvanácti plechových segmentů kuželového pláště 6,1 a dvanácti rovinných trojúhelníkových plechů 6.2, v šesti z nich je vytvořeno třemi svislými stěnami šest žlabů 6,3 pro průchod druhotné páry. Difuzor 6 je těsně spojen s vodorovnou horní distanční deskou 9, drženou dvanácti trojúhelníkovými podpěrami 10 a tvarovanou podle padesátipěti odstředivých odlučovačů 8 do ní zasazených. Na vstupu do odstředivých odlučovačů 8 jsou upraveny horní přechody 2 z šestiúhelníků na kruh a na výstupu dolní přechody 11 z kruhu na šestiúhelník. Vlastní odstředivé odlučovače 8 jsou složeny z vnějšího pláště 8,1. jádra 8,2, výstupní trubky 8,3 odloučené páry, turbínové lopatkové mříže 8,4 a kompresorové lopatkové mříže 8,5. přičemž mezi spodkem vnějšího pláště 8,1 a vrcholem výstupní trubky 8,3 odloučené páry Je mezikruhová mezera 8,6 Výstupní trubky 8,3 odloučené páry jsou vedeny těsně dolní distanční deskou 12. která je tvarována podle obvodu bloku těchto výstupních trubek 8,3 odloučené páry. S dolní distanční deskou 12 je spojen konfuzor 13. složený z dvanácti plechů 13.1 tvaru části kuželového pláště a svanáoti trojúhelníkových plechů 13.2. z niohž ve čtyřech jsou vytvořeny žlaby1.1 the wet steam of the cylindrical vessel 2 and the external outlet 3.1 of the dried steam. The cylindrical vessel is composed of an upper half-spherical bottom 2.1 with two secondary steam outlets 4, a shell of a cylindrical vessel 2.2 and a lower-spherical bottom 2.3, with two outlets 5 of separated water. The inner part of the separator consists of an internal wet steam inlet 1,2, a diffuser 6, upper transitions 2 from hexagons to circle, centrifugal separators 8, upper spacers 9 upper with triangular supports 10, lower transitions 11 from circle to hexagon, spacers 12 of the lower confuser 13 with the metal channels 14 and the inner outlet 3.2 of the dried steam. The external wet steam supply 1.1 passes through the upper hemispherical bottom 2.1 of the cylindrical container 2 with which it is connected. Continuation of the external wet steam inlet 1.1 inside the cylindrical vessel 2 is the internal wet steam inlet 1.2 to which the diffuser 6 is connected. This consists of twelve sheet metal segments of the conical shell 6.1 and twelve planar triangular sheets 6.2, six of which are formed by three vertical walls six troughs 6.3 for the passage of secondary steam. The diffuser 6 is closely connected to the horizontal upper spacer plate 9, held by the twelve triangular supports 10 and shaped according to the fifty-five centrifugal separators 8 fitted therein. At the inlet of the centrifugal separators 8, the upper transitions 2 from hexagons to the ring are provided and at the outlet the lower transitions 11 from the ring to the hexagon. The centrifugal separators 8 themselves are composed of an outer shell 8.1. cores 8.2, separated steam outlet pipes 8.3, turbine blade grids 8.4 and compressor blade grids 8.5. wherein between the bottom of the outer shell 8.1 and the top of the separated steam outlet tube 8.3 there is an annular gap 8.6 The separated steam outlet tubes 8.3 are guided by a closely lower spacer plate 12 which is shaped around the periphery of the block of these outlet tubes 8.3 separated couples. Connected to the lower spacer plate 12 is a confusor 13 composed of twelve sheets 13.1 in the form of a conical shell portion and triangular sheets 13.2. of which the troughs are formed in four

13.3 pro průchod odluhu a ve dvou Jsou vytvořeny žlaby 13.4 pro průchod stržené páry odluhem, na tyto žlaby 13.4 navazují dva plechové kanály 14. sahající od dolní distanční desky 12 až nad spodek vnějšího pláště 8.1 odstředivých odlučovačů 8. Ke spodku konfuzoru Ιβ je připojen výstup 3.2 vysušené páry vnitřní, na nějž navazuje výstup 3.1 vysušené páry vnější v místě spoje s půlkruhovým dnem 2.3 spodním. K tomuto dnu 2.3 a k plášti 2.2 válcové nádoby je připojen přímý vodoznak 15.13.3 for the passage of the blow-off and in two There are formed trays 13.4 for the passage of entrained steam through the blow-down, these trays 13.4 are connected by two metal channels 14 extending from the lower spacer plate 12 up to the bottom of the outer casing 8.1 centrifugal separators 8. 3.2 dried inner steam followed by outlet 3.1 of dried outer steam at the joint with the semicircular bottom 2.3 bottom. A direct watermark 15 is attached to this bottom 2.3 and to the container shell 2.2.

Mokrá pára z přívodu 1.1. 1,2 mokré páry proudí difuzorem 6 přes horní přechod 2 z šestiúhelníku na kruh do odstředivých odlučovačů 8, v nichž je v turbínové lopatkové mříži 8.4 uváděna do rotace. Větší část vodních kapek spolu s nějakým množstvím páry se odvádí mezerou 8.6 do prostoru mezi odstředivými odlučovači 8 nad dolní distanční deskou 12. po jejímž obvodu včetně žlabů 13.3 pro průchod odluhu stéká do vodního prostoru vytvořeného převážně mezi spodním půlkulovým dnem 2,3. případně i malou částí epodku pláště válcové nádoby 2.2 s vnitřním výstupem 3.2 vysušené páry. Pára stržená proudem vody pod dolní distanční deskou 12 se obrací vzhůru a proudí žlaby 13.4 pro průchod stržené péry odluhem a plechovými kanály 14 do prostoru mezi dolní distanční deskou 12 a horní distanční deskou 9, kde se spojuje s ostatní párou strženou odluhem a stoupá po obvodu horní distanční desky 2 vŮetnš žlabů 6.3 proWet steam from the inlet 1.1. 1,2 wet vapors flow through the diffuser 6 through the upper transition 2 from the hexagon to the circle into the centrifugal separators 8, in which it is rotated in the turbine blade grille 8.4. Most of the water droplets, along with some steam, are discharged through the gap 8.6 into the space between the centrifugal separators 8 above the lower spacer plate 12 along its perimeter including the trays 13.3 for the passage of blowdown to the water space formed predominantly between the lower hemispherical bottom 2,3. possibly even a small part of the shell epode of the cylindrical vessel 2.2 with the internal outlet 3.2 of the dried steam. The steam entrained by the flow of water below the lower spacer plate 12 turns upward and the trays 13.4 for passing the entrained spring through the sheet metal channels 14 flow into the space between the lower spacer plate 12 and the upper spacer plate 9 where it connects to the other steam withdrawn and rises around upper spacers 2 including troughs 6.3 for

CS 274240 Bl průchod druhotné páry prostorem mezi difuzorem 6 a pláštěm 2.2 válcové nádoby do prostoru mezi přívodem 1.2 mokré páry vnitřním a horním půlkruhovým dnem 2,1. Po celé délce dráhy druhotné páry se z ní uvolňují kapky vody a stékají dolů. Druhotná pára js odváděna z válcové nádoby 2. dvěma výstupy 4 druhotné páry, opatřenými neznázorněnými regulačními armaturami. Hlavní proud odloučené páry je veden výstupní trubkou 8.3 odloučené páry přes kompresorovou lopatkovou mříž 8.5. v níž se část kinetické energie páry při rotaci proměňuje zpět v tlak, dále dolními přechody 11 z kruhů na šestiúhelníky do konfuzoru 13 a opouští válcovou nádobu 2 vnitřním a vnějším výstupem 3.2, 3.1 vysušené páry.CS 274240 B1 passing secondary steam through the space between the diffuser 6 and the cylindrical vessel shell 2.2 to the space between the wet steam supply 1.2 through the inner and upper semicircular bottom 2.1. Water droplets are released from the secondary steam path and run down the entire length of the secondary steam path. The secondary steam is discharged from the cylindrical vessel 2 via two secondary steam outlets 4 provided with control valves (not shown). The main stream of separated steam is led through the outlet steam pipe 8.3 through the compressor blade grille 8.5. in which a part of the kinetic energy of the steam is converted back into pressure during rotation, further through the lower transitions 11 from the circles to the hexagons into the confuser 13 and leaves the cylindrical vessel 2 through the inner and outer outlet 3.2, 3.1 of the dried steam.

Zařízení podle vynálezu je použitelné v energetice i chemickém průmyslu při vysokých nárocích na odloučení kapaliny z velkých průtoků plynu nebo páry v potrubí. Zvláště je určeno pro potrubí vedené z vysokotlakého dílu turbíny jaderné elektrárny k přihříváku, odkud Je přihřátá pára vedena do nízkotlakého dílu turbíny.The device according to the invention is applicable in the power and chemical industries with high demands on the separation of liquid from large gas or steam flows in the pipeline. In particular, it is intended for piping routed from a high pressure turbine part of a nuclear power plant to a reheater, from which the superheated steam is directed to a low pressure turbine part.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Separator for separating liquid from a gas or steam mixture placed in a cylindrical vessel for pipelines with an axis vertical or otherwise inclined to a horizontal plane with a gas or steam / liquid mixture supply line composed of a diffuser under which at least two centrifugal separators are located, guided by an upper spacer plate, each comprising an outlet conduit of the primary separated gas or steam coaxial with the outer casing of the centrifugal separator, and a gap for discharging the extract from the centrifugal separator, i.e. the separated liquids together with the secondary gas or steam; provided transitions having at the upper end cross-sections of polygons, eg triangles, quadrilaterals, hexagons, occupying a substantially continuous part of the input circular cross-section, having at the lower end circular cross-sections extending to the outside In the alternative embodiment, the separating device is provided with a confusor between the outlet pipes of the primary gas or steam from the cylindrical vessel, characterized in that the diffuser (6) is connected to the inner wet steam inlet (1.2) on edge (6.1.1) of the segments (6.1) and consists of both conical-shaped sheet metal segments (6.1) and triangular-shaped sheets (6.2) and sheets (6.2) with gutters (6.3) formed, each segment being connected to two plates (6.2), the confuser (13) being connected to the inner outlet (3.2) of the dried steam at the edge (13.1.1) of the segments (13.1) and the confuser (13) is composed of metal segments (13.1) both of triangular-shaped sheets (13.2) and of sheets (13.2) with troughs (13.3) formed and from a portion of the lower spacer plate (2) towards the upper spacer plate (9). at least one sheet metal channel (14).