RU203733U1

RU203733U1 - Steam jet ejector

Info

Publication number: RU203733U1
Application number: RU2021104756U
Authority: RU
Inventors: Константин Эрленович Аронсон; Максим Викторович Боданин; Дмитрий Витальевич Брезгин; Антон Львович Демидов; Илья Юрьевич Дубов; Николай Владимирович Желонкин; Валерий Константинович Купцов; Юрий Валерьевич Махнев; Александр Юрьевич Рябчиков; Кирилл Александрович Таров
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью «Башкирская генерирующая компания»
Priority date: 2021-02-25
Filing date: 2021-02-25
Publication date: 2021-04-19

Abstract

Полезная модель относится к области энергомашиностроения и может быть применена для улучшения характеристик работы сетевых подогревателей в составе паротурбинных теплофикационных установок (ПТУ) и увеличения надежности и эффективности работы ПТУ в целом.Пароструйный эжекторсостоит из вертикальных корпусов первой 1 пароструйной ступени и второй пароструйной ступени 2, соединенных друг с другом последовательно. Корпусы первой 1 пароструйной ступени и второй 2 пароструйной ступени содержат последовательно размещенные по ходу движения рабочего пара, подаваемого по паропроводу, рабочее сопло 4, приемную камеру 5, камеру смешения 6, диффузор 7, сообщенные друг с другом и соединенные через переходный патрубок 8 с выносными вертикальными кожухотрубными промежуточным 9 и концевым 10 охладителями соответственно. Корпус первой 1 пароструйной ступени соединен с выносным вертикальным кожухотрубным предвключенным 3 охладителем. Промежуточный 9, концевой 10 и предвключенный 3 охладители содержат U-образные теплообменные трубки 11, контактирующие с промежуточными перегородками 14 и 15, размещенными в паровом пространстве и контактирующие с кожухами охладителей. В предвключенном 3 охладителе промежуточные перегородки 14, имеющие форму кольца, и промежуточные перегородки 15, имеющие форму диска, по периметру в местах контакта с внутренней поверхностью цилиндрического кожуха снабжены уплотнительными элементами в виде уплотняющих манжет 16, изготовленных из фторопласта. Предвключенный 3 охладитель, промежуточный 9 и концевой 10 охладители установлены на блоке водяных камер, которые, в свою очередь, закреплены на опорных. Предвключенный 3 охладитель и промежуточный 9 и концевой 10 охладители первой 1 и второй 2 пароструйных ступеней подключены последовательно по охлаждающей воде. Уплотняющие манжеты 16 посредством крепежных элементов в виде болта 18, гайки 19 и шайбы 20 крепятся по периметру промежуточных перегородок 14 и 15 с использованием металлической подложки в виде стального сегмента 17.Технический результат - снижение расхода теплоты на собственные нужды паротурбинной теплофикационной установки (ПТУ) и повышение надежности работы схемы отсоса воздуха из сетевых подогревателей ПТУ. 7 з.п. ф-лы, 3 рис.The utility model relates to the field of power engineering and can be used to improve the performance of network heaters as part of steam turbine cogeneration plants (STU) and increase the reliability and efficiency of the STU as a whole. The steam-jet ejector consists of vertical casings of the first 1 steam-jet stage and the second steam-jet stage 2, connected with each other in sequence. The housings of the first 1 steam jet stage and the second 2 steam jet stage contain a working nozzle 4, a receiving chamber 5, a mixing chamber 6, a diffuser 7 in series along the movement of the working steam supplied through the steam line, connected to each other and connected through a transition pipe 8 with remote vertical shell-and-tube intermediate 9 and end 10 coolers, respectively. The body of the first 1 steam jet stage is connected to a remote vertical shell-and-tube upstream 3 cooler. Intermediate 9, end 10 and upstream 3 coolers contain U-shaped heat exchange tubes 11 in contact with intermediate baffles 14 and 15 located in the vapor space and in contact with the casings of the coolers. In the upstream cooler 3, the intermediate partitions 14, having the shape of a ring, and the intermediate partitions 15, having the shape of a disk, along the perimeter at the points of contact with the inner surface of the cylindrical casing are equipped with sealing elements in the form of sealing collars 16 made of fluoroplastic. The upstream cooler 3, intermediate 9 and end 10 coolers are installed on the block of water chambers, which, in turn, are fixed on the support ones. The upstream 3 cooler and the intermediate 9 and end 10 coolers of the first 1 and second 2 steam jet stages are connected in series through the cooling water. Sealing collars 16 by means of fasteners in the form of a bolt 18, nuts 19 and washers 20 are fastened along the perimeter of the intermediate partitions 14 and 15 using a metal substrate in the form of a steel segment 17. The technical result is a decrease in heat consumption for auxiliary needs of a steam turbine cogeneration plant (PTU) and improving the reliability of the circuit for suction of air from the network heaters of the PTU. 7 p.p. f-crystals, 3 fig.

Description

Полезная модель относится к области энергомашиностроения и может быть применена для улучшения характеристик работы сетевых подогревателей в составе паротурбинных теплофикационных установок (ПТУ) и увеличения надежности и эффективности работы ПТУ в целом.The utility model relates to the field of power engineering and can be used to improve the performance of network heaters as part of steam turbine cogeneration units (STU) and increase the reliability and efficiency of STU operation as a whole.

Известны пароструйные многоступенчатые эжекторы различных заводов изготовителей (Ленинградского металлического завода, Уральского турбинного завода, Харьковского турбинного завода, Калужского турбинного завода), такие как ЭП-3-700, ЭП-3-3, ЭП-3-25/75 и другие, состоящие из трех ступеней, каждая из которых содержит сопло, приемную камеру, диффузор и охладитель (РД 34.30.302-87 Методические указания по наладке и эксплуатации пароструйных эжекторов конденсационных установок турбин ТЭС и АС / Белевич А.И. // М.: Минэнерго СССР, 1990. 34 с.) предназначенных для отсасывания неконденсирующихся газов из конденсаторов паровых турбин. Known steam jet multistage ejectors of various manufacturers (Leningrad Metal Plant, Ural Turbine Plant, Kharkov Turbine Plant, Kaluga Turbine Plant), such as EP-3-700, EP-3-3, EP-3-25 / 75 and others, consisting of three stages, each of which contains a nozzle, a receiving chamber, a diffuser and a cooler (RD 34.30.302-87 Methodical instructions for the adjustment and operation of steam jet ejectors of condensing units of turbines of TPPs and AS / Belevich A.I. // M .: Ministry of Energy of the USSR , 1990. 34 p.) Intended for suction of non-condensable gases from condensers of steam turbines.

Известен пароструйный эжектор с выносными охладителями – аналог марки ЭПО-3-135, разработанный Уральским турбинным заводом и выполненный с охладителями типа «с выносным трубным пучком». (Баринберг Г.Д. Паровые турбины и турбоустановки Уральского турбинного завода / Г.Д. Баринберг, Бродов Ю.М., Гольдберг А.А., Иоффе Л.С., Кортенко В.В., Новоселов В.Б., Сахнин Ю.А. Екатеринбург: «Априо», 2007. 460 с.). В этом эжекторе решена основная проблема многоступенчатых пароструйных эжекторов, связанная с перетечками паровоздушной смеси (ПВС) между ступенями. Known steam jet ejector with external coolers - an analogue of the EPO-3-135 brand, developed by the Ural Turbine Plant and made with coolers of the type "with a remote tube bundle". (Barinberg G.D.Steam turbines and turbine plants of the Ural Turbine Plant / G.D. Barinberg, Brodov Yu.M., Goldberg A.A., Ioffe L.S., Kortenko V.V., Novoselov V.B., Sakhnin Yu.A. Yekaterinburg: "Ario", 2007. 460 p.). This ejector solves the main problem of multistage steam-jet ejectors associated with overflows of the steam-air mixture (PVA) between the stages.

Наиболее близким к технической сущности заявляемой полезной модели является эжектор ЭПО-3-120, конструкция которого соответствует патенту на полезную модель RU170935. Известный пароструйный эжектор является трехступенчатым и включает расположенные в каждой ступени последовательно по ходу движения рабочего пара сопла, приемные камеры, камеры смешения, диффузоры, переходные патрубки и охладители. Сопла выполнены с возможностью осевого перемещения относительно диффузора. Переходные патрубки расположены ниже диффузоров. Охладители эжектора выполнены вертикальными и выносными, с применением U-образных трубок. Охладители расположены относительно друг друга триангулярно, выполнены с одинаковыми диаметрами корпусов.The closest to the technical essence of the claimed utility model is the EPO-3-120 ejector, the design of which corresponds to the utility model patent RU170935. The known steam jet ejector is three-stage and includes nozzles, receiving chambers, mixing chambers, diffusers, transition pipes and coolers located in each stage in succession in the direction of movement of the working steam. The nozzles are made with the possibility of axial movement relative to the diffuser. Reducing pipes are located below the diffusers. Ejector coolers are vertical and remote, using U-shaped tubes. Coolers are triangular relative to each other, made with the same body diameters.

Конструкция пароструйного эжектора-аналога (ЭПО-3-135) и конструкция пароструйного эжектора-прототипа (ЭПО-3-120) имеют много общего: три отдельных струйных аппарата с выносными охладителями, близкие расчетные степени сжатия по ступеням и суммарная степень сжатия эжектора ε = 25…30, расходы рабочего пара и отсасываемой паровоздушной смеси, функциональная принадлежность (основные эжекторы для отсоса паровоздушной смеси из конденсатора ПТУ), схема подключения к охлаждающему конденсату.The design of the analogue steam jet ejector (EPO-3-135) and the prototype steam jet ejector design (EPO-3-120) have much in common: three separate jet apparatus with external coolers, close design compression ratios by stages and the total ejector compression ratio ε = 25 ... 30, flow rates of working steam and suctioned air-vapor mixture, functional accessory (main ejectors for suction of air-vapor mixture from the condenser of the steam turbine unit), connection diagram to the cooling condensate.

Общим недостатком вышеуказанных конструкций является глубокое разряжение, создаваемое в первой ступени, что приводит к отсасыванию из теплообменника большого количества пара в паровоздушной смеси при относительно высоких давления пара в теплообменниках, зависимость вследствие этого производительности пароструйного эжектора от температуры охлаждающего конденсата (невозможность работы пароструйных аппаратов эжектора при высоких температурах охлаждающего конденсата) и относительно высокий расход рабочего пара, что негативно сказывается на целесообразности применения данного типа эжекторов для отсоса неконденсирующихся газов из внутреннего пространства сетевых подогревателей теплофикационной установки. Так при одинаковой производительности по отсасываемому «сухому» воздуху аналог и прототип имеют высокий расход рабочего пара. Кроме того, для аналога и прототипа максимальная температура охлаждающего конденсата не должна превышать 45°С. A common disadvantage of the above structures is the deep vacuum created in the first stage, which leads to the suction of a large amount of steam in the steam-air mixture from the heat exchanger at relatively high steam pressures in the heat exchangers, as a result of this the dependence of the steam-jet ejector performance on the temperature of the cooling condensate (the inability to operate the steam-jet ejector devices at high temperatures of cooling condensate) and a relatively high consumption of working steam, which negatively affects the feasibility of using this type of ejectors for suction of non-condensable gases from the inner space of the network heaters of the heating plant. So, with the same performance for the sucked dry air, the analogue and the prototype have a high consumption of working steam. In addition, for the analogue and prototype, the maximum temperature of the cooling condensate should not exceed 45 ° C.

Задачей заявляемого технического решения является повышение надежности и эффективности применения пароструйных эжекторов для отсоса неконденсирующихся газов из внутреннего пространства сетевых подогревателей паротурбинных теплофикационных установок (ПТУ) путем снижения суммарной степени сжатия паровоздушной смеси и расхода рабочего пара. The objective of the proposed technical solution is to increase the reliability and efficiency of the use of steam-jet ejectors for suction of non-condensable gases from the inner space of network heaters of steam turbine cogeneration units (STU) by reducing the total compression ratio of the steam-air mixture and the consumption of working steam.

Техническим результатом, достигаемым полезной моделью, является снижение расхода теплоты на собственные нужды паротурбинной теплофикационной установки (ПТУ) и повышение надежности работы схемы отсоса воздуха из сетевых подогревателей ПТУ.The technical result achieved by the utility model is a decrease in heat consumption for auxiliary needs of a steam turbine cogeneration plant (STU) and an increase in the reliability of the operation of the air suction circuit from the network heaters of a STU.

Поставленная задача решается тем, что предлагается двухступенчатая конструкция пароструйного эжектора для отсоса паровоздушной смеси (ПВС) из сетевого подогревателя ПТУ. The problem is solved by the fact that a two-stage design of a steam-jet ejector is proposed for suction of a steam-air mixture (PVA) from a network heater of a PTU.

Заявляемый пароструйный эжектор представляет собой расположенные по ходу движения рабочего пара в соответствующих корпусах пароструйных ступеней последовательно соединенные сопло, сообщенное с приемной камерой, которая соединена со камерой смешения, диффузор, размещенный ниже и сообщенный с камерой смешения, переходный патрубок, который с одной стороны соединен с диффузором, а с другой стороны соединен с кожухотрубным охладителем, выполненным выносным в вертикально расположенном корпусе, внутри которого размещены U-образные теплообменные трубки, отличающийся тем, что содержит две пароструйные ступени, корпуса которых расположены вертикально, корпус первой пароструйной ступени с одной стороны соединен с промежуточным охладителем, а с другой стороны соединен с дополнительно установленным выносным вертикальным кожухотрубным предвключенным охладителем, который снабжен нижним и верхним патрубками паровоздушной смеси (ПВС), при этом нижний патрубок выполняет функцию подводящего паровоздушную смесь (ПВС) из сетевого подогревателя, а верхний патрубок выполняет функцию отводящего паровоздушную смесь (ПВС) в приемную камеру первой пароструйной ступени с возможностью обеспечения движения рабочего пара и паровоздушной смеси (ПВС) сверху вниз в корпусе первой пароструйной ступени, предвключенный охладитель содержит U-образные теплообменные трубки, контактирующие с промежуточными перегородками, размещенными в паровом пространстве и контактирующие с внутренней поверхностью цилиндрического кожуха, промежуточные перегородки в местах контакта с кожухом снабжены уплотнительными элементами, корпус второй пароструйной ступени соединен с концевым охладителем, предвключенный охладитель, промежуточный охладитель первой пароструйной ступени и концевой охладитель второй пароструйной ступени подключены последовательно по охлаждающей воде, при этом подвод конденсата осуществлен в водяную камеру предвключенного охладителя, а отвод конденсата выполнен из водяной камеры концевого охладителя второй пароструйной ступени.The inventive steam-jet ejector is a nozzle located in the direction of movement of the working steam in the corresponding casings of the steam-jet stages, communicated with the receiving chamber, which is connected to the mixing chamber, a diffuser located below and communicated with the mixing chamber, a transition pipe, which is connected on one side to diffuser, and on the other hand it is connected to a shell-and-tube cooler, made remote in a vertically located housing, inside which U-shaped heat exchange tubes are located, characterized in that it contains two steam jet stages, the bodies of which are located vertically, the body of the first steam jet stage is connected to intercooler, and on the other hand it is connected to an additionally installed external vertical shell-and-tube upstream cooler, which is equipped with lower and upper branch pipes of the steam-air mixture (PVA), while the lower branch pipe performs the function of supplying the steam-air mixture (PVA) from the network heater, and the upper branch pipe performs the function of diverting the vapor-air mixture (PVA) into the receiving chamber of the first steam-jet stage with the possibility of ensuring the movement of the working steam and the vapor-air mixture (PVA) from top to bottom in the body of the first steam-jet stage, the upstream cooler contains U- shaped heat exchange tubes in contact with intermediate baffles located in the steam space and in contact with the inner surface of the cylindrical casing, intermediate baffles at the points of contact with the casing are equipped with sealing elements, the casing of the second steam jet stage is connected to an end cooler, an upstream cooler, an intermediate cooler of the first steam jet stage, and the end cooler of the second steam jet stage is connected in series through the cooling water, while the condensate is fed into the water chamber of the upstream cooler, and the condensate is drained from the water chamber of the end cooler of the second 1st steam jet stage.

Рабочий пар сверху по паропроводу подводится к соплам каждой ступени пароструйных аппаратов. Для уменьшения количества пара в ПВС, поступающего с предвключенного охладителя через верхний патрубок в приемную камеру первой пароструйной ступени, на промежуточных перегородках в паровом пространстве предвключенного охладителя установлены уплотнительные элементы, например, в виде уплотняющих манжет, предпочтительно изготовленные из фторопласта. Промежуточные перегородки парового пространства предвключенного охладителя представлены перегородками в форме кольца (типа «кольцо») и перегородками в форме диска (типа «диск»). Отличительной особенностью перегородок типа «диск», изначально имеющих форму круга, является два противолежащих друг другу сегментных выреза для прохода ПВС, причем две противолежащих стороны перегородки, имеющие форму окружности, и непосредственно контактирующие с внутренней поверхностью корпуса охладителя (кожухом), имеют периферийные уплотнения из фторпласта. Перегородки типа «кольцо» имеют прямоугольное окно в центре для прохода ПВС, а по всему периметру внешней окружности установлены фторпластовые уплотнения. Размещение уплотнительных элементов на промежуточных перегородках парового пространства предвключенного охладителя уменьшает протечки пара мимо трубного пучка U-образных теплообменных трубок и, соответственно, повышает эффективность теплообмена. Снижение количества пара в паровоздушной смеси на входе в корпус первой пароструйной ступени эжектора снижает расход ПВС в его приемной камере и увеличивает производительность эжектора по отсасываемому сухому воздуху. The working steam is supplied from above through the steam line to the nozzles of each stage of the steam jet apparatus. To reduce the amount of steam in the PVA coming from the upstream cooler through the upper branch pipe into the receiving chamber of the first steam-jet stage, sealing elements, for example, in the form of sealing collars, are installed on the intermediate partitions in the steam space of the upstream cooler, for example, in the form of sealing collars, preferably made of fluoroplastic. The intermediate partitions of the steam space of the upstream cooler are represented by ring-shaped partitions (“ring” type) and disk-shaped partitions (“disk” type). A distinctive feature of the "disk" -type partitions, initially having the shape of a circle, are two opposing segmental cutouts for the passage of the PVA, and the two opposite sides of the partition, having the shape of a circle, and directly contacting the inner surface of the cooler body (casing), have peripheral seals made of fluoroplastic. The “ring” type partitions have a rectangular window in the center for the passage of PVA, and fluoroplastic seals are installed around the entire perimeter of the outer circumference. The placement of sealing elements on the intermediate partitions of the steam space of the upstream cooler reduces steam leakage past the tube bundle of U-shaped heat exchange tubes and, accordingly, increases the efficiency of heat exchange. Reducing the amount of steam in the steam-air mixture at the inlet to the casing of the first steam-jet stage of the ejector reduces the consumption of PVA in its receiving chamber and increases the efficiency of the ejector for the sucked dry air.

Также можно отметить, что дренаж рабочего пара пароструйного эжектора отводится в конденсатосборник первого сетевого подогревателя, что позволяет исключить потери теплоты от этого дренажа с циркуляционной водой в конденсаторе. It can also be noted that the drainage of the working steam of the steam jet ejector is diverted to the condensate collector of the first network heater, which makes it possible to eliminate heat losses from this drainage with circulating water in the condenser.

Заявляемый двухступенчатый пароструйный эжектор рассчитан на степень сжатия отсасываемого воздуха ε = 2,5…3,0. Заявляемый пароструйный эжектор потребляет гораздо меньше рабочего пара, чем эжектор по прототипу. Заявляемый двухступенчатый эжектор позволит сохранить рабочее тело и теплоту в цикле паротурбинной теплофикационной установки (ПТУ). За счет выносного предвключенного охладителя на входе в пароструйный аппарат первой ступени, часть пара из ПВС конденсируется, тем самым струйный аппарат первой ступени не перегружается, а, следовательно, значительно снижается общее потребление рабочего пара на пароструйный эжектор во всем диапазоне работы ПТУ, увеличивается надежность эжектора в процессе его эксплуатации. The inventive two-stage steam jet ejector is designed for the compression ratio of the suctioned air ε = 2.5 ... 3.0. The inventive steam jet ejector consumes much less working steam than the prototype ejector. The inventive two-stage ejector will preserve the working fluid and heat in the cycle of a steam turbine cogeneration plant (STU). Due to the external upstream cooler at the inlet to the steam-jet apparatus of the first stage, part of the steam from the PVA is condensed, thereby the jet apparatus of the first stage is not overloaded, and, therefore, the total consumption of operating steam for the steam-jet ejector is significantly reduced throughout the entire range of operation of the STU, and the reliability of the ejector is increased during its operation.

Сравнение заявляемой полезной модели с прототипом позволяет выявить следующие отличительные признаки:Comparison of the claimed utility model with the prototype reveals the following distinctive features:

- содержит две пароструйные ступени;- contains two steam jet stages;

- корпуса двух пароструйных ступеней которых расположены вертикально;- housings of two steam jet stages of which are located vertically;

-дополнительно содержит выносной вертикальный кожухотрубный предвключенный охладитель;- additionally contains a remote vertical shell-and-tube upstream cooler;

- предвключенный охладитель соединен с корпусом первой пароструйной ступени;- the upstream cooler is connected to the casing of the first steam jet stage;

- предвключенный охладитель снабжен нижним и верхним патрубками ПВС;- the upstream cooler is equipped with lower and upper PVA branch pipes;

- нижний патрубок предвключенного охладителя выполняет функцию подводящего ПВС из сетевого подогревателя;- the lower branch pipe of the upstream cooler performs the function of the supplying PVA from the network heater;

- верхний патрубок предвключенного охладителя выполняет функцию отводящего ПВС в приемную камеру корпуса первой пароструйной ступени с возможностью движения рабочего пара и подсасываемой ПВС сверху вниз в корпусе первой пароструйной ступени;- the upper branch pipe of the upstream cooler performs the function of a discharge PVA into the receiving chamber of the casing of the first steam-jet stage with the possibility of movement of the working steam and sucked-in PVA from top to bottom in the casing of the first steam jet stage;

- предвключенный охладитель содержит U-образные теплообменные трубки, контактирующие с промежуточными перегородками, размещенными в паровом пространстве; - the upstream cooler contains U-shaped heat exchange tubes in contact with intermediate baffles located in the steam space;

- промежуточные перегородки контактируют с внутренней поверхностью кожуха, а в местах их контакта снабжены уплотнительными элементами;- intermediate partitions are in contact with the inner surface of the casing, and in the places of their contact are equipped with sealing elements;

- промежуточный охладитель первой пароструйной ступени и концевой охладитель второй пароструйной ступени подключены последовательно по охлаждающей воде;- the intercooler of the first steam-jet stage and the end-cooler of the second steam-jet stage are connected in series through the cooling water;

- подвод конденсата выполнен в водяную камеру предвключенного охладителя;- Condensate supply is made to the water chamber of the upstream cooler;

- отвод конденсата выполнен из водяной камеры концевого охладителя второй пароструйной ступени.- condensate drain is made from the water chamber of the aftercooler of the second steam jet stage.

Отличительные признаки заявляемой полезной модели позволяют сделать вывод о соответствии критерию «новизна». Совокупность признаков заявляемой полезной модели обеспечивает получение заявленного технического результата за счет соединения на входе ПВС в первую пароструйную ступень дополнительного выносного предвключенного охладителя, обеспечивающего глубокую конденсацию пара из ПВС, подсасываемой в приемную камеру первой пароструйной ступени, что позволяет снизить расход рабочего пара и повысить надежность эксплуатации пароструйного эжектора. Distinctive features of the claimed utility model make it possible to conclude that it meets the "novelty" criterion. The set of features of the claimed utility model provides the claimed technical result due to the connection at the inlet of the PVA to the first steam jet stage of an additional external upstream cooler, which provides deep condensation of steam from the PVA sucked into the receiving chamber of the first steam jet stage, which allows to reduce the consumption of working steam and increase the reliability of operation steam jet ejector.

Заявляемый пароструйный эжектор выполнен из известных в промышленности материалов, конструктивных узлов и деталей, которые соединены в единую конструкцию сборочными операциями и находятся в конструктивном единстве, обеспечивая достижение заявленного технического результата. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемой полезной модели критерию «промышленная применимость».The inventive steam jet ejector is made of materials known in the industry, structural units and parts, which are connected into a single structure by assembly operations and are in structural unity, ensuring the achievement of the claimed technical result. This allows us to conclude that the claimed utility model meets the criterion of "industrial applicability".

Заявляемая конструкция полезной модели поясняется следующими иллюстрациями.The claimed construction of the utility model is illustrated by the following illustrations.

На фиг. 1 схематично представлена конструкция заявляемой пароструйного эжектора.FIG. 1 schematically shows the design of the inventive steam jet ejector.

На фиг. 2 показано изометрическое изображение предвключенного охладителя со снятым кожухом с промежуточными перегородками, выполненных в форме кольца и в форме диска.FIG. 2 shows an isometric view of the upstream cooler with the casing removed, with intermediate baffles made in the form of a ring and in the form of a disc.

На фиг. 3 показана схема крепления уплотнительных элементов в виде уплотняющих манжет из фторопласта по периметру промежуточных перегородок, контактирующих с кожухом предвключенного охладителя. FIG. 3 shows a diagram of fastening of sealing elements in the form of PTFE sealing cuffs along the perimeter of intermediate partitions in contact with the casing of the upstream cooler.

Заявляемая полезная модель состоит из вертикальных корпусов первой 1 пароструйной ступени и второй пароструйной ступени 2, соединенных друг с другом последовательно. Корпусы первой 1 пароструйной ступени и второй 2 пароструйной ступени содержат последовательно размещенные по ходу движения рабочего пара, подаваемого по паропроводу, рабочее сопло 4, приемную камеру 5, камеру смешения 6, диффузор 7, сообщенные друг с другом и соединенные через переходный патрубок 8 с выносными вертикальными кожухотрубными промежуточным 9 и концевым 10 охладителями соответственно. Корпус первой 1 пароструйной ступени соединен с выносным вертикальным кожухотрубным предвключенным 3 охладителем. Промежуточный 9, концевой 10 и предвключенный 3 охладители содержат U-образные теплообменные трубки 11, контактирующие с промежуточными перегородками 14 и 15, размещенными в паровом пространстве и контактирующие с кожухами охладителей. В предвключенном 3 охладителе промежуточные перегородки 14, имеющие форму кольца (типа «кольцо»), и промежуточные перегородки 15, имеющие форму диска (типа «диски»), по периметру в местах контакта с внутренней поверхностью цилиндрического кожуха снабжены уплотнительными элементами в виде уплотняющих манжет 16, предпочтительно изготовленных из фторопласта. Предвключенный 3 охладитель, промежуточный 9 и концевой 10 охладители установлены на блоке водяных камер, которые, в свою очередь, закреплены на опорных рамах (не показаны). ПВС от сетевого подогревателя ПТУ подводится в предвключенный 3 охладитель по нижнему патрубку, а из парового пространства предвключенного 3 охладителя ПВС отводится по верхнему патрубку 13, в приемную камеру 5 корпуса первой 1 пароструйной ступени. Конденсат рабочего пара и ПВС отводится из трубной доски 12 промежуточного 9 и концевого 10 охладителей и предвключенного 3 охладителя через соответствующие штуцеры (не показаны). Между корпусами охладителей 3,9 и 10 и водяной камерой выполняются фланцевые соединения, в которых зажимается трубная доска 12 охладителей. Предвключенный 3 охладитель и промежуточный 9 и концевой 10 охладители первой 1 и второй 2 пароструйных ступеней подключены последовательно по охлаждающей воде. Подвод конденсата выполнен в водяную камеру предвключенного 3 охладителя, а отвод конденсата выполнен из водяной камеры концевого 10 охладителя второй ступени 2. Уплотняющие манжеты 16 посредством крепежных элементов в виде болта 18, гайки 19 и шайбы 20 крепятся по периметру промежуточных перегородок 14 и 15 с использованием металлической подложки в виде стального сегмента 17.The claimed utility model consists of vertical bodies of the first 1 steam-jet stage and the second steam-jet stage 2, connected in series with each other. The housings of the first 1 steam jet stage and the second 2 steam jet stage contain a working nozzle 4, a receiving chamber 5, a mixing chamber 6, a diffuser 7 in series along the movement of the working steam supplied through the steam line, connected to each other and connected through a transition pipe 8 with remote vertical shell-and-tube intermediate 9 and end 10 coolers, respectively. The body of the first 1 steam jet stage is connected to a remote vertical shell-and-tube upstream 3 cooler. Intermediate 9, end 10 and upstream 3 coolers contain U-shaped heat exchange tubes 11 in contact with intermediate baffles 14 and 15 located in the vapor space and in contact with the casings of the coolers. In the upstream cooler 3, intermediate partitions 14, having the shape of a ring (type "ring"), and intermediate partitions 15, shaped like a disc (type "discs"), along the perimeter at the points of contact with the inner surface of the cylindrical casing are equipped with sealing elements in the form of sealing cuffs 16, preferably made of fluoroplastic. The upstream cooler 3, intermediate 9 and end coolers 10 are installed on the block of water chambers, which, in turn, are fixed on support frames (not shown). PVA from the PTU network heater is fed into the upstream cooler 3 through the lower branch pipe, and from the steam space of the upstream 3 cooler PVA is discharged through the upper nozzle 13, into the intake chamber 5 of the housing of the first 1 steam jet stage. The condensate of the working steam and PVA is removed from the tube sheet 12 of the intermediate 9 and end 10 coolers and the upstream 3 cooler through the corresponding fittings (not shown). Flange connections are made between the bodies of coolers 3.9 and 10 and the water chamber, in which the tube sheet of 12 coolers is clamped. The upstream 3 cooler and the intermediate 9 and end 10 coolers of the first 1 and second 2 steam jet stages are connected in series through the cooling water. Condensate inlet is made into the water chamber of the upstream cooler 3, and the condensate outlet is made from the water chamber of the end cooler 10 of the second stage 2. Sealing collars 16 by means of fasteners in the form of a bolt 18, nuts 19 and washers 20 are fastened along the perimeter of the intermediate partitions 14 and 15 using metal substrate in the form of a steel segment 17.

Заявляемый пароструйный эжектор работает следующим образом. Рабочий пар с абсолютным давлением 0,5 МПа через паропровод поступает в рабочие сопла 4 в корпуса первой 1 пароструйной ступени и второй 2 пароструйной ступени. Проходя через рабочее сопло 4 первой пароструйной ступени 1 поток рабочего пара ускоряется, при этом с ростом скорости потока происходит одновременное снижение статического давления в потоке пара. В результате такого преобразования потенциальной энергии пара (давления) в импульс, на срезе рабочего сопла 4 образуется сверхзвуковая струя с давлением ниже, чем давление среды в межтрубном пространстве сетевого подогревателя, что и обеспечивает отсос ПВС из сетевых подогревателей через предвключенный 3 охладитель к приемной камере 5 корпуса первой 1 пароструйной ступени. По ходу движения ПВС от сетевого подогревателя ПТУ через предвключенный 3 охладитель к приемной камере 5 первой пароструйной ступени 1 осуществляется конденсация водяного пара ПВС, поступающего из сетевого подогревателя, на U-образных теплообменных трубках 11. В паровом пространстве предвключенного 3 охладителя для организации течения ПВС в трубном пучке установлены промежуточные перегородки 14, имеющие форму кольца, и промежуточные перегородки 15, имеющие форму диска. Пар конденсируется на U-образных теплообменных трубках 11, в которых протекает охлаждающая вода. Для уменьшения протечек ПВС помимо трубного пучка по периметру наружной образующей промежуточных перегородок 14 и 15 установлены уплотнительные элементы в виде уплотняющих манжет 16, предпочтительно выполненных из фторопласта. Уплотняющие манжеты крепятся на промежуточных перегородках 14 и 15 с помощью болтового соединения 18, 19, 20. Для этого, по периметру промежуточных перегородок 14 и 15 выполняется ряд отверстий и подготавливается металлическая подложка в виде стальных сегментов 17 для закрепления уплотняющих манжет 16 на поверхности промежуточных перегородок 14 и 15 и равномерного распределения усилий от болтового соединения. В промежуточных перегородках 15, имеющих форму диска, поток пара обтекает их снаружи, тогда как в промежуточных перегородках 14, имеющих форму кольца, предусмотрено центральное отверстие (окно) для пропуска потока ПВС через него. Уплотняющие манжеты 16 крепятся по наружному периметру всех промежуточных перегородок, в местах, где имеется контакт с внутренней поверхностью цилиндрического кожуха предвключенного 3 охладителя. В частности, для промежуточных перегородок 14 уплотняющие манжеты 16 устанавливаются по всей длине окружности, а для промежуточных перегородок 15 - только на двух противоположных гранях, контактирующих с внутренней поверхностью цилиндрического кожуха предвключенного 3 охладителя.The inventive steam jet ejector operates as follows. Working steam with an absolute pressure of 0.5 MPa through the steam line enters the working nozzles 4 in the bodies of the first 1 steam jet stage and the second 2 steam jet stage. Passing through the working nozzle 4 of the first steam jet stage 1, the flow of working steam is accelerated, while with an increase in the flow rate, there is a simultaneous decrease in the static pressure in the steam flow. As a result of such a transformation of the potential energy of steam (pressure) into a pulse, a supersonic jet is formed at the exit of the working nozzle 4 with a pressure lower than the pressure of the medium in the annular space of the network heater, which ensures the suction of the PVA from the network heaters through the upstream cooler 3 to the receiving chamber 5 the body of the first 1 steam jet stage. In the direction of the PVA movement from the network heater of the STU through the 3 upstream cooler to the inlet chamber 5 of the first steam jet stage 1, the condensation of the PVA water vapor coming from the network heater is carried out on U-shaped heat exchange tubes 11. In the steam space of the upstream 3 cooler to organize the PVA flow into the tube bundle is equipped with intermediate baffles 14, having the shape of a ring, and intermediate baffles 15, having the shape of a disk. The steam is condensed on U-shaped heat exchange tubes 11, in which cooling water flows. To reduce leaks of PVA, in addition to the tube bundle along the perimeter of the outer generatrix of the intermediate partitions 14 and 15, sealing elements are installed in the form of sealing collars 16, preferably made of fluoroplastic. The sealing collars are attached to the intermediate baffles 14 and 15 using a bolted connection 18, 19, 20. For this, a number of holes are made around the perimeter of the intermediate baffles 14 and 15 and a metal substrate is prepared in the form of steel segments 17 to secure the sealing cuffs 16 on the surface of the intermediate baffles 14 and 15 and an even distribution of the forces from the bolted connection. In the disk-shaped intermediate baffles 15, the steam flow flows around them from the outside, while in the ring-shaped intermediate baffles 14, a central opening (window) is provided for the passage of the PVA flow through it. Sealing collars 16 are attached along the outer perimeter of all intermediate partitions, in places where there is contact with the inner surface of the cylindrical casing of the upstream 3 cooler. In particular, for intermediate baffles 14, sealing collars 16 are installed along the entire circumference, and for intermediate baffles 15 - only on two opposite edges in contact with the inner surface of the cylindrical casing of the upstream 3 cooler.

Использование уплотнительных элементов на промежуточных перегородках 14 и 15 позволяет повысить эффективность конденсации пара из ПВС путем организации направленного течения в паровом пространстве предвключенного 3 охладителя, что, одновременно, позволяет в значительной степени уменьшить количество ПВС, поступающей в приемную камеру 5 корпуса первой 1 пароструйной ступени заявляемого эжектора и, следовательно, повысить его производительность. The use of sealing elements on the intermediate baffles 14 and 15 makes it possible to increase the efficiency of steam condensation from PVA by organizing a directed flow in the vapor space of the upstream 3 cooler, which, at the same time, significantly reduces the amount of PVA entering the receiving chamber 5 of the housing of the first 1 steam jet stage of the claimed ejector and therefore improve its performance.

За рабочим соплом 4 первой 1 пароструйной ступени, входящий поток рабочего пара попадает в камеру смешения 6 первой 1 пароструйной ступени, захватывает ПВС, поступающую по верхнему патрубку 13 предвключенного 3 охладителя, и увлекает ее за собой, где оба потока смешиваются. При этом, за счет действия сил вязкости и турбулентного перемешивания, происходит сопутствующее торможение перемешанного потока. Далее смешанный поток попадает в диффузор 7, где происходит дополнительное торможение и восстановление статического давления до величины, равной давлению в промежуточном 9 охладителе первой 1 пароструйной ступени. Промежуточный 9 охладитель первой 1 пароструйной ступени собой кожухотрубный теплообменный аппарат, в котором происходит конденсация пара из ПВС на U-образных теплообменных трубках 11. Воздух и остатки несконденсировавшегося пара подсасываются в приемную камеру 5 корпуса второй 2 пароструйной ступени, где осуществляется процесс, аналогичный процессу на первой ступени. После прохождения потока ПВС через трубный пучок концевого 10 охладителя второй 2 пароструйной ступени, воздух и остаток несконденсировавшегося пара удаляются в атмосферу через сбросное отверстие.Behind the working nozzle 4 of the first 1 steam-jet stage, the incoming flow of working steam enters the mixing chamber 6 of the first 1 steam-jet stage, captures the PVA entering the upper nozzle 13 of the upstream 3 cooler, and carries it along, where both flows are mixed. In this case, due to the action of the forces of viscosity and turbulent mixing, there is a concomitant deceleration of the mixed flow. Further, the mixed flow enters the diffuser 7, where additional braking occurs and the static pressure is restored to a value equal to the pressure in the intermediate 9 cooler of the first 1 steam jet stage. The intermediate cooler 9 of the first 1 steam-jet stage is a shell-and-tube heat exchanger, in which steam from PVA condenses on U-shaped heat exchange tubes 11. Air and residues of non-condensed steam are sucked into the intake chamber 5 of the body of the second 2 steam jet stage, where a process similar to the process on the first stage. After the passage of the PVA flow through the tube bundle of the end cooler 10 of the second 2 steam jet stage, the air and the remainder of the non-condensed steam are removed to the atmosphere through the discharge opening.

Достоинством заявляемой полезной модели является то, что при одинаковой производительности по отсасываемому «сухому» воздуху аналог и прототип имеют расход рабочего пара в 3 раза больший, чем заявляемая конструкция. Кроме того, для аналога и прототипа максимальная температура охлаждающего конденсата не должна превышать 45°С, а для заявляемой конструкции - 70°С. Надежность заявляемой конструкции выше, ввиду меньшего количества элементов (ступеней: две ступени в заявляемой конструкции, против трех ступеней в прототипе).The advantage of the claimed utility model is that with the same productivity for the sucked dry air, the analogue and the prototype have a working steam flow 3 times higher than the claimed design. In addition, for the analogue and prototype, the maximum temperature of the cooling condensate should not exceed 45 ° C, and for the claimed design - 70 ° C. The reliability of the claimed design is higher due to the smaller number of elements (steps: two steps in the claimed design versus three steps in the prototype).

Claims

1. Steam jet ejector, which is a series-connected nozzle located in the direction of movement of the working steam in the corresponding housings of the steam-jet stages, communicated with the receiving chamber, which is connected to the mixing chamber, the diffuser communicated with the mixing chamber, the transition pipe, which is connected to the diffuser on one side , and on the other hand it is connected to a shell-and-tube cooler, made remote in a vertically located housing, inside which U-shaped heat exchange tubes are located, characterized in that it contains two steam jet stages, the bodies of which are located vertically, the body of the first steam jet stage is connected on one side with an intermediate cooler, and on the other hand it is connected to an additionally installed external vertical shell-and-tube upstream cooler, which is equipped with lower and upper branch pipes of the steam-air mixture, while the lower branch pipe acts as a supply of the steam-air mixture from the network heater spruce, and the upper branch pipe performs the function of diverting the steam-air mixture into the receiving chamber of the first steam-jet stage with the possibility of ensuring the movement of the working steam and the steam-air mixture from top to bottom in the body of the first steam jet stage, the upstream cooler contains U-shaped heat exchange tubes in contact with intermediate partitions located in the steam space and contacting with the inner surface of the cylindrical casing, intermediate partitions at the points of contact with the casing are equipped with sealing elements, the casing of the second steam jet stage is connected to the end cooler, the upstream cooler, the intercooler of the first steam jet stage and the end cooler of the second steam jet stage are connected in series with cooling water, when In this case, the condensate supply is carried out into the water chamber of the upstream cooler, and the condensate discharge is made from the water chamber of the aftercooler of the second steam jet stage.

2. The steam jet ejector according to claim 1, characterized in that the intermediate baffles are made in the form of a ring.

3. The steam jet ejector according to claim 1, characterized in that the intermediate baffles are made in the form of a disk.

4. The steam jet ejector according to claim 1, characterized in that the sealing elements are sealing collars.

5. The steam jet ejector according to claim 1, characterized in that the sealing elements are made of fluoroplastic.

6. A steam jet ejector according to claim 2, characterized in that the sealing elements are fixed along the outer diameter of the entire circumference of the intermediate partition in the form of a ring.

7. A steam jet ejector according to claim 3, characterized in that the sealing elements are fixed on two opposite sides, having the shape of a circular arc, of an intermediate partition in the form of a disk, in contact with the inner surface of the casing.

8. The steam jet ejector according to claim 1, characterized in that the fastening of the sealing elements to the intermediate partitions is carried out by means of a bolted connection and is provided with a metal substrate.