RU2012829C1 - Regenerative heater of feeding water of ejector - Google Patents

Regenerative heater of feeding water of ejector Download PDF

Info

Publication number
RU2012829C1
RU2012829C1 SU4935398A RU2012829C1 RU 2012829 C1 RU2012829 C1 RU 2012829C1 SU 4935398 A SU4935398 A SU 4935398A RU 2012829 C1 RU2012829 C1 RU 2012829C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
nozzle
nozzles
section
steam
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Иванович Стрикица
Original Assignee
Борис Иванович Стрикица
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Борис Иванович Стрикица filed Critical Борис Иванович Стрикица
Priority to SU4935398 priority Critical patent/RU2012829C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2012829C1 publication Critical patent/RU2012829C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04FPUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
    • F04F5/00Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow
    • F04F5/44Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04F5/02 - F04F5/42
    • F04F5/46Arrangements of nozzles
    • F04F5/466Arrangements of nozzles with a plurality of nozzles arranged in parallel

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Jet Pumps And Other Pumps (AREA)

Abstract

FIELD: heat power engineering. SUBSTANCE: active water ring nozzle encloses active water nozzles. A mixing chamber provided with inlet branch pipe is separated into sections for supplying condensed vapor of different parameters. Walls of the section within the mixing chamber are made of hollow funnel-shaped diaphragms which are converged in the direction of heater outlet and oriented in the direction of flow. Outlet section of the diaphragms is made of an auxiliary active water ring nozzles. Inner diameter of diaphragms in the zone of their outlet section is determined by a given relationship. A directing unit is mounted in the section and made of an assemble of funnel-shaped nozzles provided with flexible tips at their ends. Inner diameter of the outlet section of the nozzles does not exceed inner diameter of the outlet section of the diaphragm located downstream of the assemble. Vanes are mounted at an angle to nozzle axis at outlet part of the main nozzle. EFFECT: enhanced efficiency. 3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к паротурбостроению и может быть использовано в теплотехнике. The invention relates to steam turbine construction and can be used in heat engineering.

Известен многоструйный конденсатор, в котором охлаждающая вода, подаваемая отдельным насосом, вытекает из сопл с большой скоростью сплошными дискретными струями. В приемной камере устанавливаются промежуточные конусы, образующие множество каналов, через которые в камеру смешения поступает отработавший пар. Пар, соприкасаясь с поверхностями струй, конденсируется, а воздух и другие неконденсирующиеся газы увлекаются с помощью трения о наружные поверхности струй. После этого струи нагретой воды с увлекаемым ими воздухом поступают в диффузор. Работа эжекторного конденсатора тем эффективнее, чем больше отношение периметра каждой струи к площади ее поперечного сечения и чем меньше диаметр струи. Однако, увеличение числа струй целесообразно только до известного предела, так как с уменьшением диаметра сопл возрастают потери в них. Достоинства эжекторного конденсатора - компактность, простота устройства. A multi-jet condenser is known in which cooling water supplied by a separate pump flows from the nozzles at high speed in continuous discrete jets. In the receiving chamber, intermediate cones are installed, forming many channels through which the spent steam enters the mixing chamber. The steam, in contact with the surfaces of the jets, condenses, and air and other non-condensable gases are carried away by friction on the outer surfaces of the jets. After this, jets of heated water with the air carried by them enter the diffuser. The operation of the ejector capacitor is the more effective, the greater the ratio of the perimeter of each jet to its cross-sectional area and the smaller the diameter of the jet. However, an increase in the number of jets is advisable only to a certain limit, since with a decrease in nozzle diameter, losses in them increase. The advantages of an ejector capacitor are compactness, simplicity of the device.

Данное известное техническое решение обладает следующими недостатками: ограниченность применения - пригодность для конденсации только одного потока отработавшего пара из-за невозможности создания вокруг дискретных струй воды герметичных секций для потоков пара с разными параметрами; в случае же подачи в такой конденсатор через соответствующие каналы потоков пара с разными параметрами в камере смещения последнего установилось бы какое-то осредненное для всех потоков пара давление, что привело бы к отключению регенеративных отборов, имеющих давления меньшие, чем указанное осредненное давление; большие гидравлические потери вследствие установки по центру конденсатора вытеснителя, о который трутся струи воды, а также вследствие установки большого количества промежуточных конусов; как показали опыты при работе на холодной воде оптимальной является установка трех промежуточных конусов для одного потока пара; не предусмотрены меры для поддержания стабильности работы устройства на частичных и переходных режимах. This known technical solution has the following disadvantages: limited use - suitability for condensation of only one flow of exhaust steam due to the inability to create sealed sections for discrete streams of water for steam flows with different parameters; if supplying such a condenser through the corresponding channels of steam flows with different parameters in the displacement chamber of the latter, a certain average pressure would be established for all steam flows, which would lead to the shutdown of regenerative samplings having pressures lower than the indicated average pressure; large hydraulic losses due to the installation of a displacer in the center of the capacitor, on which the water jets rub, and also due to the installation of a large number of intermediate cones; as experiments have shown when working in cold water, it is optimal to install three intermediate cones for one steam stream; no measures are provided to maintain the stability of the device in partial and transient modes.

Известен многоструйный инжектор-конденсатор паротурбинной установки, содержащий центральное активное паровое сопло, конфузорную камеру смещения и периферийные сопла для подвода пассивной среды, площадь каждого из которых составляет 0,0265. . . 0,0275 площади выходного сечения активного сопла, при этом камера смешения имеет длину, равную 6,15. . . 6,3 ее эквивалентным диаметрам. A multi-jet injector-condenser of a steam turbine installation is known, containing a central active steam nozzle, a confuser displacement chamber and peripheral nozzles for supplying a passive medium, the area of each of which is 0.0265. . . 0.0275 of the output section area of the active nozzle, while the mixing chamber has a length of 6.15. . . 6.3 its equivalent diameters.

Данное известное техническое решение обладает следующими недостатками: ограниченность применения - пригодность для конденсации только одного потока насыщенного пара; не предусмотрены меры для поддержания стабильности работы устройства на частичных и переходных режимах. This known technical solution has the following disadvantages: limited use - suitability for condensation of only one stream of saturated steam; no measures are provided to maintain the stability of the device in partial and transient modes.

Известен многоструйный эжекторный конденсатор, содержащий активное сопло греющего пара, активные водяные сопла, камеру смещения с патрубком подвода конденсируемого пара и диффузор. Known multi-jet ejector capacitor containing an active nozzle for heating steam, active water nozzles, a displacement chamber with a pipe for supplying condensable steam and a diffuser.

Конденсатор обладает следующими недостатками: ограниченность применения - непригодность для конденсации одновременно нескольких потоков пара из отборов паровой турбины, имеющих разные давления и разные степени перегрева; не предусмотрены меры для поддержания стабильности работы устройства на частичных и переходных режимах. The condenser has the following disadvantages: limited use - unsuitable for condensation of several steam streams from the steam turbine offsets simultaneously, having different pressures and different degrees of overheating; no measures are provided to maintain the stability of the device in partial and transient modes.

Цель изобретения - увеличение эффективности регенеративного подогрева питательной воды паротурбинной установки. The purpose of the invention is to increase the efficiency of regenerative heating of feed water of a steam turbine plant.

Это достигается тем, что регенеративный подогреватель питательной воды эжекторного типа, содержащий активное сопло греющего пара, активные водяные сопла, камеру смещения с патрубком подвода конденсируемого пара и диффузор, снабжен активным водяным кольцевым соплом, охватывающим активные водяные сопла, а камера смещения с патрубком подвода разделены по меньшей мере на две секции для подвода конденсируемых потоков пара разных параметров, при этом в камере смещения стенки секций выполнены в виде полых воронкообразных диафрагм, сужающихся по направлению к выходу из подогревателя и ориентированных по направлению потока, а выходной участок воронкообразных диафрагм выполнен в виде вспомогательных активных водяных кольцевых сопл и внутренний диаметр диафрагм в зоне их выходного сечения определяется из математического выражения
Dgi= D0+dро-2l

Figure 00000001
- tg
Figure 00000002
, где Dgi - внутренний диаметр i-й диафрагмы в ее выходном сечении, м;
Do - средний диаметр основного активного водяного кольцевого сопла в его выходном сечении, м;
d3 - внутренний диаметр цилиндрического участка камеры смешения, м;
lci - расстояние между срезами основного и i-го вспомогательного активного кольцевого водяного сопла, м;
L - расстояние от среза основного водяного кольцевого сопла до середины цилиндрического участка камеры смешения, м;
Рр - давление рабочей воды перед основным кольцевым водяным соплом, Па;
Рн.п. - наименьшее давление инжектируемого пара, например из последнего отбора турбины, Па;
dро - калибр основного водяного кольцевого сопла, м;
dро =
Figure 00000003
, где fро - площадь выходного сечения основного кольцевого водяного сопла, м2; подогреватель снабжен по меньшей мере одним направляющим устройством, установленным в виде пакета, по крайней мере из двух воронкообразных насадок с эластичными наконечниками на конце, при этом внутренний диаметр выходного сечения насадок не превышает внутренего диаметра выходного сечения расположенной за пакетом диафрагмы; основное водяное кольцевое сопло в его выходной части снабжено лопатками, установленными под углом к оси сопла.This is achieved by the fact that an ejector-type regenerative feedwater heater containing an active nozzle for heating steam, active water nozzles, a bias chamber with a condensate steam supply pipe and a diffuser is equipped with an active ring water nozzle covering active water nozzles, and a bias camera with a supply pipe is divided at least two sections for supplying condensable steam flows of different parameters, while in the displacement chamber the walls of the sections are made in the form of hollow funnel-shaped diaphragms, tapering I towards the exit from the heater and oriented in the direction of flow, and the output section of the funnel-shaped diaphragms is made in the form of auxiliary active water annular nozzles and the inner diameter of the diaphragms in the area of their output section is determined from the mathematical expression
D gi = D 0 + d ro -2l
Figure 00000001
- tg
Figure 00000002
where D gi is the inner diameter of the i-th diaphragm in its output section, m;
D o - the average diameter of the main active water annular nozzle in its output section, m;
d 3 - the inner diameter of the cylindrical section of the mixing chamber, m;
l ci is the distance between the slices of the main and i-th auxiliary active ring water nozzle, m;
L is the distance from the slice of the main water annular nozzle to the middle of the cylindrical portion of the mixing chamber, m;
R p is the pressure of the working water in front of the main annular water nozzle, Pa;
R n.p. - the lowest pressure of the injected steam, for example, from the last turbine extraction, Pa;
d ro - caliber of the main water ring nozzle, m;
d ro =
Figure 00000003
where f ro - the area of the output section of the main annular water nozzle, m 2 ; the heater is equipped with at least one guide device installed in the form of a packet of at least two funnel-shaped nozzles with elastic tips at the end, while the inner diameter of the outlet section of the nozzles does not exceed the inner diameter of the outlet section located behind the packet of the diaphragm; the main water annular nozzle in its output part is provided with blades mounted at an angle to the axis of the nozzle.

На фиг. 1 изображен предлагаемый подогреватель; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - узел I на фиг. 1; на фиг. 4 - схема взаимосвязи основных геометрических параметров регенеративного подогревателя. In FIG. 1 shows the proposed heater; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1; in FIG. 3 - node I in FIG. 1; in FIG. 4 is a diagram of the relationship of the basic geometric parameters of the regenerative heater.

Регенеративный подогреватель содержит корпус 1, водяную камеру 2, камеру 3 смешения, многосекционный патрубок 4 подвода конденсируемых потоков пара разных параметров, активное сопло 5 греющего пара, активные водяные сопла 6, расположенные по окружности вокруг сопла 5, основное активное водяное кольцевое сопло 7 с лопатками 8, полые воронкообразные диафрагмы 9 с патрубками 10 и выходными участками 11, переходящими во вспомогательные активные водяные кольцевые сопла 12, направляющие устройства, выполненные в виде пакета из воронкообразных насадок 13 с эластичными наконечниками 14, камеру 15 смещения цилиндрического типа с конфузорным входом и диффузор 16. The regenerative heater comprises a housing 1, a water chamber 2, a mixing chamber 3, a multi-section pipe 4 for supplying condensable steam flows of different parameters, an active nozzle 5 for heating steam, active water nozzles 6 located around the circumference around the nozzle 5, the main active water ring nozzle 7 with blades 8, hollow funnel-shaped diaphragms 9 with nozzles 10 and outlet sections 11 turning into auxiliary active water annular nozzles 12, guiding devices made in the form of a package of funnel-shaped nozzles to 13 with elastic tips 14, a displacement chamber 15 of a cylindrical type with a confuser inlet and a diffuser 16.

Сопло 7 снабжено лопатками 8, установленными под углом к оси. The nozzle 7 is equipped with blades 8 mounted at an angle to the axis.

Пакет из воронкообразных насадок 13 с эластичными наконечниками 14 при помощи шпилек 17 и промежуточных втулок 18 крепится к диафрагме 9. A package of funnel-shaped nozzles 13 with elastic tips 14 is fastened to the diaphragm 9 using studs 17 and intermediate sleeves 18.

На фиг. 4 показана схема взаимосвязи основных геометрических параметров регенеритвного подогревателя. Здесь отображены:
Dgi - внутренний диаметр i-й диафрагмы в ее выходном сечении;
Do - средний диаметр основного активного водяного колцьевого сопла в его выхоном сечении;
d3 - внутренний диаметр цилиндрического участка камеры смещения;
lci - расстояние между срезами основного и i-го вспомогательного активного водяного кольцевого сопла;
L - расстояние от среза основного водяного кольцевого сопла до середины цилиндрического участка камеры смещения;
dро - калибр основного водяного кольцевого сопла.
In FIG. 4 shows a diagram of the relationship of the basic geometric parameters of the regenerative heater. Here are displayed:
D gi is the inner diameter of the i-th diaphragm in its output section;
D o - the average diameter of the main active water annular nozzle in its output section;
d 3 - the inner diameter of the cylindrical section of the displacement chamber;
l ci is the distance between the slices of the main and i-th auxiliary active water ring nozzle;
L is the distance from the slice of the main water annular nozzle to the middle of the cylindrical section of the displacement chamber;
d ro - caliber of the main water ring nozzle.

Регенеративный подогреватель работает следующим образом. Regenerative heater operates as follows.

Подогреваемый конденсат (питательная вода) подается под давлением, например, конденсатным насосом в камеру 2, встроенную в корпус 1, из которой он поступает в сопла 6 и 7. В последних происходит преобразование потенциальной энергии рабочего потока конденсата в кинетическую энергию струй, которые увлекают потоки пара, поступающие в секции патрубка 4 из отборов турбины. При этом пассивные потоки пара с более высокими давлениями поступают в секции, более близкие к камере 15 смещения цилиндрического типа с конфузорным входом. Для того, чтобы исключить перетекания пара из секции с большим давлением в секцию с меньшим давлением, при помощи водяного кольцевого сопла 7 формируется полая конусообразная струя конденсата, к внешней поверхности которой примыкают полые диафрагмы 9 с водяными кольцевыми вспомогательными соплами 12 (диафрагментными соплами). К последним через патрубки 10 по полостям в диафрагмах 9 подводится под давлением конденсат. Вытекающие из сопл 12 кольцевые струи направляются вдоль поверхности указанной полой конусообразной струи, охватывая последнюю снаружи, и сообщают ей дополнительную кинетическую энергию, предотвращая ее размывание и стабилизируя процес эжекции. Кроме того, при этом создаются необходимые уплотнения между секциями камеры 3 смешения с пассивными потоками пара. Указанные обстоятельства обеспечивают эжекцию по меньшей мре двух потоков пара, имеющих разные параметры. Для поддержания герметичности между смежными секциями камеры смешения достаточно выполнить условия
P всп дин i ≥ ΔPстатi, где P всп дин i - динамическое давление i-той вспомогательной водяной кольцевой струи, создаваемой при помощи соответствующего диафргменного сопла;
ΔPстатi - перепад статических давлений на границе между соответствующими смежными секциями.
Heated condensate (feed water) is supplied under pressure, for example, by a condensate pump, to a chamber 2 built into the housing 1, from which it enters the nozzles 6 and 7. In the latter, the potential energy of the condensate working stream is converted into kinetic energy of the jets, which carry the streams the steam entering the pipe section 4 from the turbine take-offs. In this case, passive steam flows with higher pressures flow into sections closer to the cylindrical displacement chamber 15 with a confuser inlet. In order to prevent steam from flowing from the section with higher pressure to the section with lower pressure, a hollow cone-shaped condensate stream is formed with the help of a water ring nozzle 7, and hollow diaphragms 9 with water ring auxiliary nozzles 12 (diaphragm nozzles) are adjacent to the outer surface. Condensate is supplied to the latter through the nozzles 10 along the cavities in the diaphragms 9. The annular jets flowing from the nozzles 12 are directed along the surface of the specified hollow cone-shaped jet, covering the latter from the outside, and give it additional kinetic energy, preventing its erosion and stabilizing the ejection process. In addition, this creates the necessary seals between the sections of the mixing chamber 3 with passive steam flows. These circumstances provide an ejection of at least one of two steam streams having different parameters. To maintain tightness between adjacent sections of the mixing chamber, it is sufficient to fulfill the conditions
P aux dean i ≥ ΔP stati , where P aux dean i is the dynamic pressure of the i-th auxiliary water annular jet created using the corresponding diaphragm nozzle;
ΔP stati is the differential pressure at the boundary between the corresponding adjacent sections.

В результате этого, а также вследствие затрат энергии основной и вспомогательных водяных кольцевых струй (из сопла 7 и сопл 12), дискретных водяных струй (из сопл 6) и паровой струи (из сопла 5) на эжекцию пассивных потоков пара в камере смешения устанавливается распределение статических давлений, возрастающих к ее выходу, с поддержанием разных градиентов давления на границах между смежными секциями, что и приводит к разделению движущейся и взаимодействующей с паровыми потоками разных параметров основной водяной кольцевой струи на автономные отсеки. При этом температура рабочей (питательной) воды по мере продвижения к выходу из подогревателя возрастает. Однако, как показывают опыты, увеличение температуры воды не влияет на ее эжектирующую способность и при этом отношение давления на входе в цилиндрический участок камеры смешения к давлению инжектируемого пара практически не зависит от ее температуры, хотя при этом уменьшается величина восстановления давления на выходе из подогревателя. Однако, в предлагаемом подогревателе дополнительные импульсы, подведенные со стороны остальных струй, приводят к увеличению статического давления подогреваемой питательной воды (конденсата) в цилиндрическом участке камеры 15 смешения, где завершается процесс конденсации пара, а затем и в диффузоре 16. As a result of this, as well as due to the energy consumption of the main and auxiliary water ring jets (from nozzle 7 and nozzle 12), discrete water jets (from nozzle 6) and steam jet (from nozzle 5), the distribution of the passive steam flows in the mixing chamber is established static pressures increasing to its outlet, while maintaining different pressure gradients at the boundaries between adjacent sections, which leads to the separation of the main and annular water jet moving and interacting with steam flows of different parameters into autonomous e compartments. At the same time, the temperature of the working (nutrient) water increases as it moves toward the exit from the heater. However, experiments show that an increase in the temperature of water does not affect its ejection ability, while the ratio of the pressure at the inlet to the cylindrical section of the mixing chamber to the pressure of the injected steam is practically independent of its temperature, although the pressure recovery at the outlet of the heater decreases. However, in the proposed heater, additional pulses supplied from the remaining jets lead to an increase in the static pressure of the heated feed water (condensate) in the cylindrical section of the mixing chamber 15, where the steam condensation process is completed, and then in the diffuser 16.

Отношение давлений P2i/Pнi/P2i - давление среды в районе среза соответстующего диафрагменного сопла 12, Рнi - давление инжектируемого пара в соответствующей секции камеры 4 подвода регулируется в основном расходом воды через сопла 6 и 7, а их подрегулировка осуществляется подводом соответствующего количества воды через диафрагменные сопла 12. Так как при этом указанное отношение P2iнi не зависит от давления инжектируемого пара Рнi, то подвод последовательно в секции патрубка 4 потоков инжектируемого пара с возрастающими значениями давлений Рнi ни в коем случае не приводит к усреднению давления во всех секциях камеры смешения. Вследствие этого в предложенном регенеративном подогревателе происходит конденсация потоков пара, находящихся в перегретом состоянии, так как поток перегретого пара предварительно сжимается, перемещаясь из одной секции в другую, до большего давления, при котором он становится насыщенным при данной температуре. Для того, чтобы сконденсировать пар с высокой степенью перегрева, необходимо предварительно снизить его степень перегрева, охлаждая его в каком-то дополнительном теплообменном аппарате. Высокие перегревы пара обычно достигаются в отборах турбин среднего и высокого давлений.The pressure ratio P 2i / P ni / P 2i is the pressure of the medium in the region of the cutoff of the corresponding diaphragm nozzle 12, P ni is the pressure of the injected vapor in the corresponding section of the supply chamber 4 is mainly controlled by the flow of water through the nozzles 6 and 7, and they are adjusted by supplying the corresponding amount of water through the nozzle orifice 12. since in this case the ratio P 2i / P HI does not depend on the pressure of the injected steam P HI, the inlet pipe section sequentially injected steam 4 flows with increasing pressure values HI P in any case does not lead to homogenization pressures of all the sections of the mixing chamber. As a result, in the proposed regenerative heater, condensation of steam flows in an overheated state occurs, since the stream of superheated steam is previously compressed, moving from one section to another, to a higher pressure at which it becomes saturated at a given temperature. In order to condense steam with a high degree of overheating, it is necessary to first reduce its degree of overheating by cooling it in some kind of additional heat exchanger. High superheating of the steam is usually achieved in the selection of medium and high pressure turbines.

Для того, чтобы каждый из потоков пассивного пара в секциях камеры 3 смещения равномерно распределить в виде тонких слоев на соответствующих участках внешней поверхности полой конусообразной водяной струи, применены направляющие устройства, выполненные в виде пакета из воронкообразных насадок 13 с эластичными наконечниками 14. При этом эластичные наконечники 14 выполняют роль невозвратных клапанов и препятствуют возникновению возратных течений пассивного пара в пределах каждой секции, а также выполняют роль демпферов. Указанные возвратные течения обычно появляется вследствие ослабления эжектирующей способности водяных струй, вследствие неизбежных пульсаций давлений при конденсации пара на поверхности водяных струй, а также вследствие наличия зазоров между водяными струями и направляющими устройствами, которые возрастают при работе на частичных и переменных режимах, когда изменяются геометрические характеристики струй. Взамен эластичных наконечников 14 могут быть применены лепестковые клапаны или наконечники в виде диафрагменных створок. In order for each of the passive steam flows in the sections of the displacement chamber 3 to be uniformly distributed in the form of thin layers on the corresponding sections of the outer surface of the hollow cone-shaped water jet, guide devices are used, made in the form of a package of funnel-shaped nozzles 13 with elastic tips 14. In this case, the elastic tips 14 act as non-return valves and prevent the occurrence of return flows of passive steam within each section, and also act as dampers. These return flows usually appear due to weakening of the ejection ability of water jets, due to inevitable pressure pulsations during steam condensation on the surface of water jets, and also due to the presence of gaps between water jets and guiding devices, which increase during operation in partial and variable modes, when geometric characteristics change jets. Instead of the elastic tips 14, flap valves or tips in the form of orifice plates can be used.

Для улучшения смешивания пара с конденсатом (питательной водой) полая конусообразная струя закручивается при помощи лопаток 8. Кроме того, закрутка полой струи приводит к возникновению центробежных сил, прижимающих струю к вспомогательным кольцевым струям, формируемых последовательно по потоку основной струи, что предотвращает размыв последней. To improve the mixing of steam with condensate (feed water), the hollow cone-shaped jet is twisted using blades 8. In addition, the swirling of the hollow jet leads to the appearance of centrifugal forces, which press the jet to the auxiliary ring jets, which are formed sequentially along the main stream, which prevents erosion of the latter.

Затем с целью увеличения степени подогрева конденсата (питательной воды) и дополнительного увеличения эжектирующей способности устройства через центральное активное сопло 5 подается греющий пар, поступающий из отбора турбины с наиболее высокими параметрами пара, или охлажденный пар из котла. Образуемая струя пара передает дополнительную кинематическую энергию рабочим струям конеднсата изнутри двухслойной многоструйной структуры, образованной при помощи сопл 6 и 7, а кроме того она прогревает струи указанной структуры, контактируя с ними. Для увеличения поверхности контакта внутренний конус указанной многоструйной структуры, обрамляющий паровую струю, формируется при помощи большого количества обычных сплошных струек конденсата, создаваемых соплами 6. После этого образовавшаяся смесь конденсата и частично несконденсирующегося пара поступает в цилиндрический участок камеры 15 смешения, где окончательно конденсируется пар, а подогретый конденсат поступает в диффузор 16. Пройдя диффузор, поток конденсата (питательной воды) повышает свое давление и направляется к потребителю или в деаэратор. Then, in order to increase the degree of heating of the condensate (feed water) and to further increase the ejection ability of the device, heating steam is supplied through the central active nozzle 5, coming from a turbine with the highest steam parameters, or cooled steam from the boiler. The generated steam jet transfers additional kinematic energy to the working jets of the conedsat from the inside of the two-layer multi-jet structure formed by nozzles 6 and 7, and in addition, it heats the jets of the specified structure in contact with them. To increase the contact surface, the inner cone of the specified multi-jet structure, framing the steam jet, is formed using a large number of ordinary continuous condensate jets created by nozzles 6. After this, the resulting mixture of condensate and partially non-condensing steam enters the cylindrical section of the mixing chamber 15, where the steam finally condenses, and the heated condensate enters the diffuser 16. Having passed the diffuser, the flow of condensate (feed water) increases its pressure and is directed to consume ate or in the deaerator.

В предложенном техническом решении приняты все меры для устранения недостатков, имеющихся во всех известных технических решениях: для конденсации одного потока пара применены только две воронкообразные насадки, не большее их их количество (как это выполнено в многоструйном конденсаторе), что снижает гидравлические потери, но в то же время способствует поджатию конденсирующего пара к поверхности основной водяной струи и тем самым улучшает теплообмен между ними; зазоры, имеющиеся между дискретными сплошными водяными струями и эжектируемым потоком пара, устранены за счет применения сплошной полой основной водяной струи и поджатия конденсируемых потоков пара к поверхности последней; возвратные срывные потоки пара в пределах камеры смешения и ее секций устранены за счет применения соответственно уплотняющих вспомогательных водяных кольцевых струй и эластичных наконечников; ограничено число дискретных водяных струй, так как их увеличение целесообразно только до определенного предела. The proposed technical solution took all measures to eliminate the shortcomings that exist in all known technical solutions: only two funnel-shaped nozzles were used to condense a single steam stream, not more of them (as is done in a multi-jet condenser), which reduces hydraulic losses, but at the same time, it facilitates the compression of the condensing vapor to the surface of the main water stream and thereby improves the heat transfer between them; the gaps between the discrete solid water jets and the ejected vapor stream are eliminated by the use of a continuous hollow main water jet and the compression of the condensed steam flows to the surface of the latter; return stall flows of steam within the mixing chamber and its sections are eliminated through the use of respectively sealing auxiliary water ring jets and elastic tips; the number of discrete water jets is limited, since their increase is advisable only to a certain limit.

Таким образом, принятые меры увеличивают эффективность работы подогревателя эжекторного типа и обеспечивают стабильность происходящих в нем процессов по сравнению с известными подогревателями. Thus, the measures taken increase the efficiency of the ejector type heater and ensure the stability of the processes occurring in it in comparison with the known heaters.

Эффективность предложенного технического решения дополнительно возрастает в связи с тем, что в нем совмещено по сущности несколько одноступенчатых указанных известных подогревателей для конденсации нескольких потоков пара с разными параметрами. Такое совмещение привело к резкому уменьшению количества насосов, теплообменных аппаратов и трубопроводов в системе регенеративного подогрева питательной воды, а следовательно, к ззначительному уменьшению гидравлических потерь и стоимости оборудования. The effectiveness of the proposed technical solution increases further due to the fact that it essentially combines several single-stage indicated known heaters for condensing several steam streams with different parameters. This combination has led to a sharp decrease in the number of pumps, heat exchangers and pipelines in the system of regenerative heating of feed water, and consequently, to a significant reduction in hydraulic losses and the cost of equipment.

На основании изложенного использование заявляемого технического решения обеспечивает уменьшение габаритов и стоимости системы регенеративного подогрева питательной воды паротурбинной установки за счет компактного расположения по меньшей мере двух секций-подогревателей в одном устройстве, за счет интенсификации теплообмена, за счет увеличения поверхности контакта теплообменивающихся сред; увеличение стабильности протекания процессов в подогревателе за счет поддержания высокого эжекционного эффекта, равномерного на протяжении всего устройства, за счет равномерного распределения пассивных сред в пределах секций с исключением возвратных перетеканий сред как между секциями, так и в пределах секций камеры смешения. (56) Авторское свидетельство СССР N 872797, кл. F 04 F 5/02, 1978. Based on the foregoing, the use of the claimed technical solution provides a reduction in the size and cost of the regenerative heating system of feed water of a steam turbine unit due to the compact arrangement of at least two sections-heaters in one device, due to the intensification of heat transfer, due to an increase in the contact surface of heat-exchange media; increasing the stability of the processes in the heater by maintaining a high ejection effect, uniform throughout the device, due to the uniform distribution of passive media within the sections with the exception of the return flow of media between the sections and within the sections of the mixing chamber. (56) Copyright certificate of the USSR N 872797, cl. F 04 F 5/02, 1978.

Claims (3)

1. РЕГЕНЕРАТИВНЫЙ ПОДОГРЕВАТЕЛЬ ПИТАТЕЛЬНОЙ ВОДЫ ЭЖЕКТОРНОГО ТИПА, содержащий активное сопло греющего пара, активные водяные сопла, камеру смешения с патрубком подвода конденсаторного пара и диффузор, отличающийся тем, что подогреватель снабжен активным водяным кольцевым соплом, охватывающим активные водяные сопла, а камера смешения с патрубком подвода разделена по меньшей мере на две секции для подвода конденсируемых потоков пара разных параметров, при этом в камере смешения стенки секций выполнены в виде полых воронкообразных диафрагм, сужающихся по направлению к выходу из подогревателя и ориентированных по направлению потока, а выходной участок воронкообразных диафрагм выполнен в виде вспомогательных активных водяных кольцевых сопл и внутренний диаметр диафрагм в зоне их выходного сечения определяется из математического выражения
D
Figure 00000004
= D0+d
Figure 00000005
-2l
Figure 00000006
- tg
Figure 00000007

где Dдi - внутренний диаметр i-й диафрагмы в ее выходном сечении, м;
D0 - средний диаметр основного активного водяного кольцевого сопла в его выходном сечении, м;
d3 - внутренний диаметр цилиндрического участка камеры смешения, м;
lci - расстояние между срезами основного и i-го вспомогательного активных кольцевых водяных сопл, м;
L - расстояние от среза основного водяного кольцевого сопла до середины цилиндрического участка камеры смешения, м;
Pр - давление рабочей воды перед основным кольцевым водяным соплом, Па;
Pн.п - наименьшее давление инжектируемого пара, например, из последнего отбора турбины, Па;
dP0 - калибр основного водяного кольцевого сопла, м,
d
Figure 00000008
=
Figure 00000009
,
где fP0 - площадь выходного сечения основного кольцевого водяного сопла, м2.
1. REGENERATIVE HEATER OF EJECTOR TYPE WATER HEATER containing an active nozzle for heating steam, active water nozzles, a mixing chamber with a nozzle for supplying condenser steam and a diffuser, characterized in that the heater is equipped with an active water ring nozzle covering the active water nozzles, and a mixing chamber the supply is divided into at least two sections for supplying condensable steam flows of different parameters, while in the mixing chamber the walls of the sections are made in the form of hollow funnel-shaped diaphragms um, tapering towards the outlet of the preheater and oriented in the flow direction, and the output of funnel-shaped aperture portion is formed as a support ring of active water nozzles and an inner diameter of the diaphragms in the area of the outlet section is determined from the mathematical expression
D
Figure 00000004
= D 0 + d
Figure 00000005
-2l
Figure 00000006
- tg
Figure 00000007

where D di - the inner diameter of the i-th diaphragm in its output section, m;
D 0 - the average diameter of the main active water annular nozzle in its output section, m;
d 3 - the inner diameter of the cylindrical section of the mixing chamber, m;
l ci is the distance between the slices of the main and i-th auxiliary active ring water nozzles, m;
L is the distance from the slice of the main water annular nozzle to the middle of the cylindrical portion of the mixing chamber, m;
P p - pressure of the working water in front of the main annular water nozzle, Pa;
P np - the lowest pressure of the injected steam, for example, from the last turbine extraction, Pa;
d P0 - caliber of the main water annular nozzle, m,
d
Figure 00000008
=
Figure 00000009
,
where f P0 is the area of the output section of the main annular water nozzle, m 2 .
2. Подогреватель по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен по меньшей мере одним направляющим устройством, установленным в секции и выполненным в виде пакета по крайней мере из двух воронкообразных насадок с эластичными наконечниками на конце, при этом внутренний диаметр выходного сечения насадок не превышает внутренний диаметр выходного сечения расположенной за пакетом диафрагмы. 2. The heater according to claim 1, characterized in that it is equipped with at least one guide device installed in the section and made in the form of a packet of at least two funnel-shaped nozzles with elastic tips at the end, while the inner diameter of the outlet section of the nozzles is not exceeds the inner diameter of the output section located behind the package diaphragm. 3. Подогреватель по п. 1, отличающийся тем, что основное водяное кольцевое сопло в его выходной части снабжено лопатками, установленными под углом к оси сопла. 3. The heater according to claim 1, characterized in that the main water annular nozzle in its output part is provided with blades mounted at an angle to the axis of the nozzle.
SU4935398 1991-05-12 1991-05-12 Regenerative heater of feeding water of ejector RU2012829C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4935398 RU2012829C1 (en) 1991-05-12 1991-05-12 Regenerative heater of feeding water of ejector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4935398 RU2012829C1 (en) 1991-05-12 1991-05-12 Regenerative heater of feeding water of ejector

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2012829C1 true RU2012829C1 (en) 1994-05-15

Family

ID=21574067

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4935398 RU2012829C1 (en) 1991-05-12 1991-05-12 Regenerative heater of feeding water of ejector

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2012829C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000061948A1 (en) * 1999-04-08 2000-10-19 Innovatsionnaya Kompaniya Fisonic Gas-liquid jet apparatus
CN108267030A (en) * 2018-04-19 2018-07-10 重庆大学 A kind of multiple jet flow injection type steam water mixed heating device
CN112005017A (en) * 2018-01-12 2020-11-27 科瓦尔公司 Ultrasonic injector with annular chamber

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000061948A1 (en) * 1999-04-08 2000-10-19 Innovatsionnaya Kompaniya Fisonic Gas-liquid jet apparatus
CN112005017A (en) * 2018-01-12 2020-11-27 科瓦尔公司 Ultrasonic injector with annular chamber
CN108267030A (en) * 2018-04-19 2018-07-10 重庆大学 A kind of multiple jet flow injection type steam water mixed heating device
CN108267030B (en) * 2018-04-19 2023-08-25 重庆大学 Combined jet injection type steam-water mixing and heating device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100591469B1 (en) Steam generator
RU2193726C2 (en) Waste heat-powered steam generator
US5793831A (en) Method and apparatus for improving the performance of a steam driven power system by steam mixing
JP2675732B2 (en) Combustion equipment
US6289850B1 (en) Exhaust heat recovery boiler
US7104750B2 (en) Fogging device for gas turbines
CN101509427A (en) Exhaust stacks and power generation systems for increasing gas turbine power output
JPH0626400A (en) Dual pressure turbine
GB2095761A (en) Attemperator-deaerator condenser
KR20010074471A (en) Heat recovery steam generator
US3841270A (en) Flow restrictor for an evaporator
KR20110128849A (en) Continuous evaporator
CN101684937A (en) Steam generator
WO1999031435A1 (en) Gas flow distribution in heat recovery steam generators
US3973402A (en) Cycle improvement for nuclear steam power plant
US4206802A (en) Moisture separator reheater with thermodynamically enhanced means for substantially eliminating condensate subcooling
RU2012829C1 (en) Regenerative heater of feeding water of ejector
CN100386562C (en) Air cooler for power station plant and use of such an air cooler
US3392712A (en) Vortex desuperheater
US4193446A (en) Intermediate steam superheater
US4151813A (en) Jet pump in natural circulation fossil fuel fired steam generator
KR102462735B1 (en) Systems and methods for reducing thermal stress in pressure vessels
CN100420899C (en) Horizontally constructed continuous steam generator and method for the operation thereof
US3262428A (en) Fluid operated steam generator having steam operated feedwater preheater
JPS6250643B2 (en)