RU105193U1 - Устройство для улавливания посторонних включений в паре - Google Patents

Abstract

Устройство для улавливания посторонних включений в паре, содержащее трубопровод входа среды с поворотом, подключенный к раздающему коллектору с торцевым подводом среды, соединенному системой параллельных труб с собирающим коллектором с торцевым отводом среды, отличающееся тем, что вход рабочей среды на очистку в уловитель осуществляется из глухого торца раздающего коллектора через переходник, а выход очищенной среды из уловителя подключен к внешней стенке трубопровода входа на расстоянии 2,0-2,5 калибра после его поворота.

Description

Полезная модель относится к теплоэнергетике и может быть использована, например, для улавливания твердых частиц и шлама в трубопроводах, транспортирующих жидкость или газ.

Известен уловитель для очистки воды от механических загрязнений с использованием поворотов среды внутри корпуса сепаратора - циклона, когда подводящая среда круто меняет свое направление на 180º и под действием сил гравитации и инерции потока происходит сепарация отделение механических примесей [1].

Для очистки пара от посторонних включений, в т.ч. металлических частиц, которые транспортируются в проточную часть турбины и вызывают эрозионное повреждение сопел и рабочих лопаток ступеней [2, 3], известен уловитель-сепаратор [4], работающий при пусках турбин.

В качестве прототипов выбраны устройства для очистки пара и воды, приведенные соответственно в [5] и [6].

Недостаток прототипа по [5] - невозможность применения устройства для жидкотекущих сред и недостаточная эффективность при малых скоростях потока, когда центробежные силы недостаточны, чтобы отжать твердые частицы на внешнюю стенку, что вызывает повышенный проскок механических примесей в потоке после колена.

Недостаток прототипа по [6] - недостаточная сепарация при повышенных расходах воды, трудность обеспечения ламинарного режима течения, а при увеличении скорости среды повышенный унос с потоком твердых включений и шлама.

Задача полезной модели - обеспечение всережимной сепарации, повышение эффективности сепарации как при малых, так и при повышенных скоростях потока, а также расширение диапазона работы улавливающего устройства при транспортировке различных сред (пара, воды, нефти, газа).

Сущность работы полезной модели

Предметом полезной модели является устройство для улавливания посторонних включений в паре и воде, содержащее трубопровод входа среды с поворотом в раздающий коллектор с торцевым подводом и отводом среды, соединенный системой параллельных труб с собирающим коллектором с торцевым отводом среды, при этом глухой торец раздающего коллектора с помощью переходника соединен с уловителем, у которого выход воды или пара выполнен в виде трубы (приемника), размещенной внутри корпуса уловителя, приемник соединен с трубопроводом, подключенным к внешней стенке подводящего трубопровода после поворота на расстоянии 2,0-2,5 калибра. Это позволяет проводить очистку пара и воды за счет коллекторного эффекта при торцевом подводе среды. Такое подключение системы очистки среды позволяет исключить дополнительные потери давления, связанные с установкой и работой улавливающих устройств.

Полезная модель имеет развитие, состоящее в том, что выход очищенной среды подключен к трубопроводу после собирающего коллектора минуя систему параллельных труб. В этом случае устройство очистки будет работать под еще большим располагаемым перепадом, который складывается из коллекторного перепада давлений и перепада давлений от сопротивления системы параллельных труб. Увеличенный располагаемый перепад при такой схеме позволяет повысить эффективность улавливания посторонних включений, сгоняемых потоком в торец коллектора, а очищенную среду возвратить обратно в цикл.

Осуществление полезной модели

На фиг.1, 2 изображено устройство для улавливания посторонних включений, в т.ч. металлических частиц, причем на фиг.1 при транспортировке парогазовых сред, а на фиг.2 соответственно для жидкостей.

Устройство содержит:

1. Трубопровод входа среды

2. Раздающий коллектор

3. Поворот трубопровода

4. Глухой торец раздающего коллектора

5. Переходник с большего сечения на меньшее

6. Трубопровод подвода среды на очистку

7. Корпус уловителя

8. Приемник очищенной среды

9. Трубопровод отвода очищенной среды

10. Система параллельных труб

11. Собирающий коллектор

12. Отвод отсепарированных примесей

Устройство работает следующим образом:

При торцевом подводе рабочей среды трубопровод входа среды 1 до раздающего коллектора 2 снабжен поворотом 3, на внешнюю стенку которого отжимается поток при изменении направления движения. К глухому торцу 4 коллектора 2 для снижения расхода среды по контуру очистки подключен переходник 5 осуществляющий переход с большего сечения на меньшее. Посторонние включения, в т.ч. металлические частицы и шлам при торцевом подводе среды проскакивают к глухому торцу 4 и через трубопровод 6 поступают к уловителю 7 для закрутки потока, при которой центробежные силы отбрасывают на внутренние стенки корпуса уловителя находящиеся в рабочей среде посторонние включения, в т.ч. продукты коррозии и металлического шлама, которые под действием гравитационных сил попадают в нижнюю часть уловителя. Очищенная среда через приемник 8 поступает далее в трубопровод 9 отвода среды с диаметром меньше диаметра трубопровода входа среды и подключается на внешнюю стенку трубопровода 1 на расстоянии 2,0-2,5 калибра от поворота 3, т.е. возвращается обратно в цикл.

Трубопровод очищенной среды 9 после уловителя 7 при транспортировке жидкости (конденсат, питательная вода) целесообразно подключать помимо системы параллельных труб 10 непосредственно в трубопровод после собирающего коллектора 11 (фиг.2). Эффективность работы устройства для улавливания посторонних включений, представленного на фиг.2, значительно повышается в результате увеличения общего располагаемого перепада давлений. В этом случае располагаемый перепад давлений, включающий коллекторный перепад давления среды в раздающем коллекторе, увеличивается на величину перепада давлений системы параллельных труб (входа и выхода).

Отвод отсепарированных примесей по мере их накопления осуществляется через дренаж 12, например, продувкой при растопке котла.

Промышленная применимость

Полезная модель может быть реализована как на котлах эксплуатируемых электростанций, так и на новом энергооборудовании.

Источники информации

1. Патент №42438. Российская Федерация. Грязевик / Батуев С.П., Суржиков А.Г., Бюл. 2004.

2. Электрические станции. - 2004. - №4, стр.14-20. Эрозионный износ твердыми частицами проточной части ЦСД-1 турбин Т-250/300-240. / Хаимов В.А., Качуринер Ю.Я., Воропаев Ю.Л.

3. Электрические станции. - 1986. - №10, стр.47. Эрозия сопл паровых турбин под действием твердых частиц. / Jkede К., Watanabe О., Miyazaki M.

4. Brandon R.E. Turbine start-up particulate separator. Патент USA №5111633, 1992.

5. Пат. 2213607. Российская Федерация. Устройство для очистки газа или пара от инородных включений. / Азнабаев А.А., Вайнштейн П.Л, Орлик В.Г. - Бюл., 2003.

6. Пат. 2307971. Российская Федерация. Грязевик инерционно-гравитационный дл трубопроводов подачи воды / Захарьин А.Ю. Бюл., 2007

Claims (1)

1. Устройство для улавливания посторонних включений в паре, содержащее трубопровод входа среды с поворотом, подключенный к раздающему коллектору с торцевым подводом среды, соединенному системой параллельных труб с собирающим коллектором с торцевым отводом среды, отличающееся тем, что вход рабочей среды на очистку в уловитель осуществляется из глухого торца раздающего коллектора через переходник, а выход очищенной среды из уловителя подключен к внешней стенке трубопровода входа на расстоянии 2,0-2,5 калибра после его поворота.