RU112344U1

RU112344U1 - MOISTURE SEPARATOR

Info

Publication number: RU112344U1
Application number: RU2011125923/06U
Authority: RU
Inventors: Владимир Денисович Белоусов; Андрей Станиславович Давыдов; Анатолий Николаевич Рубцов; Владимир Борисович Тренькин; Владислав Кузьмич Бурков; Владимир Владимирович Маркин; Михаил Сергеевич Антонов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Машиностроительный завод "ЗиО-Подольск" (ОАО "ЗиО-Подольск")
Priority date: 2011-06-24
Filing date: 2011-06-24
Publication date: 2012-01-10

Abstract

1. Сепаратор влаги, содержащий предназначенное для включения в паропровод по ходу пара поворотное колено, установленное в наружном кожухе и образующее с ним влагосборную камеру, сообщенную с полостью колена посредством влагозаборных щелей, выполненных на вогнутых пластинах полых лопаток, установленных в колене и снабженных влагозадерживающими порогами, отличающийся тем, что вогнутые пластины полых лопаток выполнены с просечками, а влагозаборные щели сформированы за просечками по ходу пара отгибом из полости лопаток частей вогнутых пластин с образованием влагозадерживающих порогов. ! 2. Сепаратор влаги по п.1, отличающийся тем, что лопатки снабжены ребрами жесткости. ! 3. Сепаратор влаги по п.1, отличающийся тем, что лопатки снабжены ребрами жесткости, закрепленными в полостях и окаймляющими просечки и отгибы нормально ходу пара. ! 4. Сепаратор влаги по п.1, отличающийся тем, что каждая просечка и следующий за ней отгиб выполнены на всю ширину лопатки. ! 5. Сепаратор влаги по п.1, отличающийся тем, что просечки и соответствующие отгибы выполнены дискретно, открытого профиля, в шашечном порядке не менее чем в два ряда и с перекрытием всей ширины лопатки. 1. Moisture separator, containing a rotary elbow intended for inclusion in the steam line along the course of steam, installed in the outer casing and forming with it a moisture collection chamber communicated with the elbow cavity by means of moisture intake slots made on the concave plates of hollow blades installed in the elbow and equipped with moisture-retaining thresholds , characterized in that the concave plates of the hollow blades are made with notches, and the water intake slots are formed behind the notches along the steam by bending parts of the concave plates from the cavity of the blades with the formation of moisture-retaining thresholds. ! 2. A moisture separator according to claim 1, characterized in that the blades are provided with stiffening ribs. ! 3. A moisture separator according to claim 1, characterized in that the blades are provided with stiffening ribs fixed in the cavities and bordering the grooves and folds normal to the steam flow. ! 4. A moisture separator according to claim 1, characterized in that each notch and the following bend are made over the entire width of the blade. ! 5. A moisture separator according to claim 1, characterized in that the grooves and the corresponding folds are made discretely, in an open profile, in a checker pattern at least in two rows and overlapping the entire width of the blade.

Description

Полезная модель относится к устройствам разделения фаз газожидкостных потоков и дренажа жидкой фазы из устройств и может быть использовано в химической, энергетической, атомной и других отраслях промышленности.The utility model relates to devices for phase separation of gas-liquid flows and drainage of a liquid phase from devices and can be used in chemical, energy, nuclear and other industries.

По результатам промышленных исследований течения влажного пара в трубопроводах выявлено, что влага, содержащаяся в паре, сосредоточена в виде пленки и крупных капель в пристенном, достаточно узком слое. На принципе захвата и удаления влаги из пристенного слоя устроены существующие ныне пленочные сепараторы.According to the results of industrial studies of the flow of wet steam in pipelines, it was revealed that the moisture contained in the steam is concentrated in the form of a film and large drops in a wall, rather narrow layer. On the principle of trapping and removing moisture from the near-wall layer, the currently existing film separators are arranged.

Известен сепаратор влаги, содержащий включенное в паропровод поворотное колено, которое состоит из последовательно расположенных по ходу пара секторных колец, а также влагосборную камеру, сообщенную с полостью колена посредством влагозаборных щелей, образованных уголками, которые расположены в полости колена и выполнены изогнутыми по его поверхности меньшей кривизны (Модернизация системы промежуточной сепарации и перегрева пара турбоустановки К-750-65/3000 Игналинской АЭС./ Бакаев А.И., Порохин С.Н., Шубин Н.А. // Перспективные разработки по технологическим схемам, совершенствованию и реконструкции паротурбинных энергоблоков. Труды ЦКТИ. Вып.278. Санкт-Петербург.1994. С.67-70).Known moisture separator containing a rotary elbow included in the steam conduit, which consists of sector rings arranged sequentially along a pair of steam, as well as a moisture collection chamber communicated with the elbow cavity by means of moisture slots formed by corners that are located in the elbow cavity and are made less curved on its surface curvature (Modernization of the system of intermediate separation and superheating of steam turbine K-750-65 / 3000 Ignalina NPP. / Bakaev A.I., Porokhin S.N., Shubin N.A. // Promising developments on Tehnological schemes, improvement and reconstruction of steam-turbine power units. Proceedings CKTI. Vyp.278. St. Peterburg.1994. S.67-70).

Недостатком известного сепаратора влаги является низкая эффективность влагоудаления, так как в нем влагозаборные щели расположены вдоль потока пара. В результате влага, попавшая во влагозаборные щели в начале колена, в конце колена срывается потоком пара и уносится в паропровод.A disadvantage of the known moisture separator is the low efficiency of moisture removal, since in it moisture gaps are located along the steam stream. As a result, moisture trapped in the water slots at the beginning of the knee breaks off at the end of the knee by a stream of steam and is carried away into the steam line.

Известен сепаратор влаги, наиболее близкий по технической сущности к заявленному и выбранный в качестве прототипа, содержащий включенное в паропровод поворотное колено, установленное в наружном кожухе и образующее с ним влагосборную камеру, сообщенную с полостью колена посредством влагозаборных щелей, выполненных в лопатках, которые установлены в колене и снабжены влагозадерживающими порогами (US 4581048, М. кл. B01D 45/08, 08.04.1986).A moisture separator is known that is closest in technical essence to the declared one and selected as a prototype, comprising a rotary elbow included in the steam line, installed in the outer casing and forming a moisture collection chamber with it, communicated with the knee cavity by means of moisture slots made in the blades that are installed in knee and equipped with water-retaining thresholds (US 4581048, M. CL B01D 45/08, 04/08/1986).

Недостатком прототипа, который широко используется в настоящее время в турбоустановках, является низкая технологичность изготовления лопаток, требующая точной штамповки и трудоемкой сборки.The disadvantage of the prototype, which is currently widely used in turbine plants, is the low manufacturability of the blades, requiring precise stamping and laborious assembly.

Цель полезной модели - повышение технологичности конструкции сепаратора.The purpose of the utility model is to increase the manufacturability of the design of the separator.

Поставленная цель достигается тем, что в сепараторе влаги, содержащем предназначенное для включения в паропровод по ходу пара поворотное колено, установленное в наружном кожухе и образующее с ним влагосборную камеру, сообщенную с полостью колена посредством влагозаборных щелей, выполненных на вогнутых пластинах полых лопаток, установленых в колене и снабженных влагозадерживающими порогами, вогнутые пластины полых лопаток выполнены с просечками, а влагозаборные щели сформированы отгибами частей вогнутых пластин вблизи просечек с образованием влагозадерживающих порогов, лопатки снабжены ребрами жесткости, и/или лопатки снабжены ребрами жесткости, закрепленными в полостях и окаймляющими просечки и отгибы нормально ходу пара, причем каждая просечка и следующий за ней отгиб выполнены на всю ширину лопатки, или просечки и соответствующие отгибы выполнены дискретно, открытого профиля, в шашечном порядке не менее чем в два ряда и с перекрытием всей ширины лопатки.This goal is achieved by the fact that in the moisture separator containing a rotary elbow designed to be included in the steam line along the steam, installed in the outer casing and forming a moisture collection chamber with it, communicated with the knee cavity by means of moisture slots made on concave plates of hollow blades mounted in to the knee and provided with moisture retaining sills, the concave plates of the hollow blades are made with notches, and the moisture sampling slots are formed by the bends of the parts of the concave plates near the notches with the samples By calling moisture-retaining thresholds, the blades are provided with stiffeners, and / or the blades are equipped with stiffeners fixed in cavities and bordering the notches and bends normally to the steam path, each notch and the next limb being made over the entire width of the blade, or notches and corresponding bends are made discretely , open profile, in a checkerboard pattern of at least two rows and with overlapping the entire width of the scapula.

Техническим результатом полезной модели является повышение технологичности конструкции сепаратора при одновременном повышении его эксплуатационных характеристик путем повышения жесткости лопаток с сопутствующим снижением их вибраций.The technical result of the utility model is to increase the manufacturability of the design of the separator while increasing its operational characteristics by increasing the stiffness of the blades with a simultaneous decrease in their vibrations.

Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 показан сепаратор влаги в разрезе, на фиг.2 лопатка по п.4 формулы, на фиг.3 лопатка по п.5 формулы, на фиг.4 - результаты продувки предложенной конструкции в программе Flow Vision.The utility model is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows a sectional view of a moisture separator, in Fig. 2, a blade according to claim 4, in Fig. 3, a blade according to claim 5, and Fig. 4 shows the results of blowing the proposed structure in the Flow program. Vision.

Сепаратор влаги содержит наружный кожух 1 с вмонтированным в него поворотным коленом 2. Между кожухом 1 и поворотным коленом 2 сформирована влагосборная камера 3. Кожух 1 снабжен вентиляционным 4 и сливным 5 патрубками. Колено 2 имеет полость 6, в которой смонтированы полые лопатки 7, организующие поворот потока пара, например, как это показано па фиг.1 стрелками W, на 90°. Лопатки 7 закреплены в колене 2 таким образом, что полость 6 и полости 8 лопаток образуют единое пространство (лопатки 7, например, вварены в ответные отверстия колена 2). Таким образом влагосборная камера 3 сообщается с полостью 6 колена 2. Полые лопатки 7 включают вогнутую 9 и выпуклую 10 пластины. В вогнутой пластине 9 выполнены просечки 11, а примыкающие к ним по ходу пара части отогнуты с образованием влагозадерживающих порогов 12 и раскрытием влагозаборных щелей 13. В полости 6 лопатки 7 размещены ребра жесткости 14, например, приваренные к вогнутой 9 и выпуклой 10 пластинам, окаймляя ослабленное сечение в районе просечек 11 и порогов 12. Для еще большего повышения жесткости возможно введение дополнительных 15 ребер жесткости. Для лучшего распределения влаги в полости 6 лопатки 7 в ребрах жесткости 14 и 15 целесообразно выполнять перфорацию 16. Просечки 11 и пороги 12 могут быть выполнены на всю ширину лопатки, как это показано на фиг.2, или дискретно, открытого профиля, в шашечном порядке не менее чем в два ряда и с перекрытием всей ширины лопатки, как это показано на фиг.3.The moisture separator comprises an outer casing 1 with a rotary elbow 2 mounted therein. A moisture collection chamber 3 is formed between the casing 1 and the rotary elbow 2. The casing 1 is provided with a ventilation 4 and a drain 5 nozzles. Elbow 2 has a cavity 6 in which hollow blades 7 are mounted, organizing the rotation of the steam flow, for example, as shown in figure 1 by the arrows W, by 90 °. The blades 7 are fixed in the knee 2 in such a way that the cavity 6 and the cavity 8 of the blades form a single space (the blades 7, for example, are welded into the counter holes of the knee 2). Thus, the moisture-collecting chamber 3 communicates with the cavity 6 of the knee 2. The hollow blades 7 include a concave 9 and a convex 10 plate. Slots 11 are made in the concave plate 9, and the parts adjacent to them along the steam are bent to form moisture-retaining thresholds 12 and the opening of the water-intake slots 13. In the cavity 6 of the blade 7, stiffeners 14 are placed, for example, welded to the concave 9 and convex 10 plates, bordering a weakened cross-section in the region of the cuts 11 and thresholds 12. To further increase the stiffness, an additional 15 stiffeners can be introduced. For a better distribution of moisture in the cavity 6 of the blade 7 in the stiffeners 14 and 15, it is advisable to perforate 16. The notches 11 and the sills 12 can be made over the entire width of the blade, as shown in figure 2, or discretely, open profile, in checker order not less than in two rows and with overlapping the entire width of the blade, as shown in Fig.3.

Сепаратор влаги работает следующим образом.The moisture separator works as follows.

Влажный паровой поток, содержащий капельную и пристенно-пленочную влагу, обтекает в поворотном колене 2 лопатки 7, имеющие аэродинамический профиль. При этом центробежная сила отбрасывает влагу на вогнутую повепхность 9, с которой посредством просечек 11 и порогов 12 попадает в полость 8, из нее в водосборную камеру 3. В камере 3 происходит гравитационное разделение фаз: вода собирается в нижней, а пар - в верхней частях камеры 3. При этом пар через вентиляционный патрубок 4 кожуха 1 отводят в систему регенерации, а влага выводится из водосборной камеры 3 через сливной патрубок 5.A humid steam stream containing drip and wall-film moisture flows around the rotary elbow 2 of the blade 7 with an aerodynamic profile. In this case, the centrifugal force discards moisture to the concave surface 9, with which, through the cuts 11 and thresholds 12, it enters the cavity 8, from it into the catchment chamber 3. In chamber 3, gravitational phase separation occurs: water collects in the lower and steam in the upper parts chambers 3. In this case, the steam through the ventilation pipe 4 of the casing 1 is discharged into the regeneration system, and moisture is removed from the catchment chamber 3 through the drain pipe 5.

Проведена продувка предложенного сепаратора влаги в программе Flow Vision, результаты продувки представлены на фиг.4. Из представленных результатов видно, что поток плавно обтекает лопатки, не образуются вихри, имеется равномерное распределение потока внутри полости, т.е. вибрации лопаток находятся в допустимых пределах, не оказывающих негативного влияния на эффективность сепарации.The proposed moisture separator was purged in the Flow Vision program; the purge results are presented in Fig. 4. It can be seen from the presented results that the flow smoothly flows around the blades, vortices do not form, there is a uniform distribution of the flow inside the cavity, i.e. blade vibrations are within acceptable limits that do not adversely affect separation efficiency.

Вместе с тем предложенная конструкция технологически сведена к набору простейших операций: раскрой - гибка - сварка.However, the proposed design is technologically reduced to a set of simple operations: cutting - bending - welding.

Таким образом можно сделать вывод о том, что заявленный технический результат полезной модели - повышение технологичности конструкции сепаратора при одновременном повышении его эксплуатационных характеристик путем повышения жесткости лопаток с сопутствующим снижением их вибраций - достигнут.Thus, we can conclude that the claimed technical result of the utility model - increasing the manufacturability of the design of the separator while increasing its operational characteristics by increasing the stiffness of the blades with a simultaneous decrease in their vibrations - is achieved.

Claims

1. A moisture separator containing a rotary elbow intended to be included in the steam line along the steam, installed in the outer casing and forming a moisture collection chamber communicating with the knee cavity by means of moisture slots made on the concave plates of the hollow blades mounted on the knee and provided with moisture-retaining thresholds characterized in that the concave plates of the hollow vanes are made with notches, and the moisture-receiving slots are formed behind the notches along the steam by bending the parts of the concave plates from the cavity of the vanes Steen to form vlagozaderzhivayuschih thresholds.

2. The moisture separator according to claim 1, characterized in that the blades are equipped with stiffeners.

3. The moisture separator according to claim 1, characterized in that the blades are equipped with stiffening ribs fixed in the cavities and bordering the notches and bends normal to the course of the steam.

4. The moisture separator according to claim 1, characterized in that each notch and the following limb are made over the entire width of the scapula.

5. The moisture separator according to claim 1, characterized in that the notches and the corresponding bends are made discretely, with an open profile, in a checkerboard pattern of at least two rows and overlapping the entire width of the scapula.