RU2126913C1

RU2126913C1 - Compact turbocondensate pump

Info

Publication number: RU2126913C1
Application number: RU97111283A
Authority: RU
Inventors: А.А. Анкудинов; Л.В. Лысенко
Original assignee: Анкудинов Анатолий Александрович; Лысенко Леонид Васильевич
Priority date: 1997-07-02
Filing date: 1997-07-02
Publication date: 1999-02-27

Abstract

FIELD: nonpositive-displacement pumps and compressor; turbocondensate and turbofeed pumps. SUBSTANCE: compact turbocondensate pump has rotor 1 with turbine wheel 2, drum 3 having blind holes 4 and centrifugal impeller 5 mounted on it in succession. Rotor is arranged in housing 6 whose inner surface is provided with helical passage 11 connected with circular chamber 12 by means of throttles 13. Chamber 12 is used for receiving cooling liquid. Steam revolving turbine wheel 2 spreads into passage 11 under action of revolving drum 3 where it is mixed with cooling water and gets condensed and the entire medium moves to impeller 5, discharge 15 and outlet branch pipe 16. EFFECT: reduced overall dimensions of pump enhanced efficiency. 3 dwg

Description

Изобретение относится к насосам и компрессорам необъемного вытеснения, имеющим турбопривод, и может быть использовано для паротурбинных и других энергетических установок. The invention relates to pumps and compressors of continuous displacement, having a turbo drive, and can be used for steam turbine and other power plants.

Известны паротурбинные установки, включающие паровую турбину, конденсатор смешения, конденсатный и питательные насосы, и выполненные отдельными узлами. Недостатком таких установок является большой вес, большие габариты, сложность и вследствие этого низкая надежность, (см. напр. А.Г. Касапкин. Основные процессы и аппараты химической технологии. (М.: Изд. Химической лит. 1961, с. 394). Steam turbine installations are known, including a steam turbine, a mixing condenser, condensate and feed pumps, and made up of separate units. The disadvantage of such plants is the large weight, large dimensions, complexity and, as a result, low reliability (see, for example, A.G. Kasapkin. The main processes and apparatuses of chemical technology. (M .: Publishing House of Chemical Literature. 1961, p. 394) .

Известна конструкция турбомашины, у которой рабочее колесо содержит решетку лопастей, образующих непрерывную волнистую замкнутую линию переменной кривизны, что позволяет осуществлять рабочий процесс без направляющих аппаратов, (см. напр. Патент Франции 2538447, 2552491, F 01 D 5/14; F 04 D 29/38). A known design of a turbomachine, in which the impeller contains a grid of blades forming a continuous wavy closed line of variable curvature, which allows for a working process without guide vanes, (see, for example, French Patent 2538447, 2552491, F 01 D 5/14; F 04 D 29/38).

Известны турбонасосы, в которых в качестве привода используется паровая турбина (см. напр. Б.М. Певзнер. Судовые центробежные и осевые насосы. Л.: Судостроение, 1964, с. 208, рис.108). В таких насосах отвод отработанного пара осуществляется по трубопроводу в конденсатор, расположенный отдельно и занимающий большие габариты. Turbine pumps are known in which a steam turbine is used as a drive (see, for example, B.M. Pevzner. Ship centrifugal and axial pumps. L .: Shipbuilding, 1964, p. 208, Fig. 108). In such pumps, the exhaust of steam is carried out through a pipeline to a condenser located separately and occupying large dimensions.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является насос (Патент России 2005916, F 04 D 3/02), у которого на внутренней поверхности корпуса выполнен винтовой канал, а в корпусе установлен ротор с наружной конической частью, на которой выполнены глухие отверстия. The closest in technical essence and the achieved result is a pump (Russian Patent 2005916, F 04 D 3/02), in which a screw channel is made on the inner surface of the housing, and a rotor with an outer conical part on which blind holes are made is installed in the housing.

Целью изобретения является снижение габаритов, повышение надежности и КПД. The aim of the invention is to reduce the size, increase reliability and efficiency.

Эта цель достигается тем, что проточные части турбины, насоса с винтовым каналом и центробежного насоса непосредственно соединены по рабочей среде и установлены последовательно, а на корпусе размещена кольцевая камера, служащая всасыванием насоса и соединенная с винтовым каналом с помощью дросселей, выполненных в виде сопел и направленных по потоку. This goal is achieved by the fact that the flow parts of the turbine, pump with a screw channel and a centrifugal pump are directly connected through the working medium and are installed in series, and an annular chamber is placed on the casing, which serves as the suction of the pump and is connected to the screw channel using throttles made in the form of nozzles and directed downstream.

Предлагаемое изобретение характеризуется следующими новыми признаками:
- проточные части турбины, насоса с винтовым каналом и центробежного насоса непосредственно соединены по рабочей среде друг с другом, и их рабочие колеса размещены на одном валу и установлены последовательно.The present invention is characterized by the following new features:
- flow parts of a turbine, a pump with a screw channel and a centrifugal pump are directly connected to each other along the working medium, and their impellers are placed on the same shaft and installed in series.

- кольцевая камера для подвода жидкости соединена с винтовым каналом с помощью дросселей, оси которых направлены в сторону вращения по потоку. - the annular chamber for supplying fluid is connected to the screw channel using chokes, the axes of which are directed in the direction of rotation downstream.

В результате наличия этих признаков компактный турбоконденсатный насос приобретает новое свойство - непрерывное преобразование рабочего тела - пара в конденсат и далее непрерывно по длине каналов неподвижной решетки и центробежного колеса увеличение давления в жидкости. As a result of the presence of these signs, a compact turbocondensate pump acquires a new property - continuous conversion of the working fluid — steam to condensate and then continuous increase in pressure in the liquid along the channels of the fixed grid and centrifugal wheel.

Таким образом, новая совокупность признаков предлагаемого технического решения и новое семейство позволяет сказать, что устройство отвечает признаку существенные отличия. Thus, a new set of features of the proposed technical solution and a new family allows us to say that the device meets the sign of significant differences.

На фиг. 1 - представлен компактный турбоконденсатный насос. In FIG. 1 - presents a compact turbo condensate pump.

На фиг. 2 - вид А на фиг. 1. In FIG. 2 is a view A in FIG. 1.

На фиг. 3 - вид Б на фиг. 2. In FIG. 3 is a view B in FIG. 2.

Насос состоит из ротора 1, имеющего колесо турбины 2, конический или цилиндрический барабан 3 с рабочими органами в виде глухих отверстий 4 и центробежного колеса 5 и размещенного в корпусе 6, в котором имеется паровая камера 7 с сопловой коробкой 8, патрубком 9 и камерой выхлопа 10, а также винтового канала 11, расположенного по всей длине барабана 3, на котором расположена кольцевая камера 12, соединенная с винтовым каналом 11 дросселями 13, размещенными равномерно по винтовому каналу 11, и имеющая всасывающий патрубок 14. За винтовым каналом 11 установлено центробежное колесо 5, имеющее отвод 15 и напорный патрубок 16. The pump consists of a rotor 1 having a turbine wheel 2, a conical or cylindrical drum 3 with working bodies in the form of blind holes 4 and a centrifugal wheel 5 and placed in a housing 6, in which there is a steam chamber 7 with a nozzle box 8, a pipe 9 and an exhaust chamber 10, as well as a screw channel 11, located along the entire length of the drum 3, on which an annular chamber 12 is located, connected to the screw channel 11 by chokes 13, arranged uniformly along the screw channel 11, and having a suction pipe 14. Behind the screw channel 11 EHO centrifugal wheel 5 having an outlet 15 and discharge pipe 16.

Насос работает следующим образом. Рабочая среда, например водяной пар, поступает в патрубок 9, затем в паровую камеру 7 и сопловую коробку 8, приводит во вращение колесо турбины 2, закрепленное на роторе 1, при вращении которого в глухих отверстиях 4, имеющих полукруглую форму, под воздействием центробежных сил возникают вихри, которые распространяются в винтовой канал 11 и перемещают находящийся в ней отработавший пар, при этом в камере выхлопа турбины 10 понижается давление. По всасывающему патрубку 14 охлаждающая жидкость, например вода, поступает в кольцевую камеру 12 и через дроссели, служащие для регулировки расхода воды поступает в винтовой канал 11, где смешиваясь с отработавшим паром конденсирует его. Сконденсированный пар и охлаждающая вода далее перемещаются по винтовому каналу 11. Давление в потоке увеличивается, и он поступает на вход центробежного колеса 5, в отвод 15 и выходной патрубок 18. The pump operates as follows. The working medium, such as water vapor, enters the pipe 9, then into the steam chamber 7 and the nozzle box 8, rotates the turbine wheel 2, mounted on the rotor 1, during rotation of which in blind holes 4 having a semicircular shape, under the influence of centrifugal forces vortices arise, which propagate into the screw channel 11 and move the spent steam located in it, while the pressure in the exhaust chamber of the turbine 10 decreases. Through the suction pipe 14, coolant, for example water, enters the annular chamber 12 and through the chokes used to control the flow of water enters the screw channel 11, where it mixes with the exhaust steam and condenses it. Condensed steam and cooling water then move along the screw channel 11. The pressure in the stream increases, and it enters the inlet of the centrifugal wheel 5, in the outlet 15 and the outlet pipe 18.

Таким образом, в одной конструкции компактного турбонасоса совмещены паровая турбина, компрессор, конденсатор смешения, конденсатный и питательный насосы, что позволяет осуществлять непрерывное преобразование рабочего тела, например водяного пара в жидкость и повысить ее давление. Это позволяет существенно уменьшить вес и габариты всей энергетической установки, а также повысить ее КПД за счет уменьшения потерь по трактам, соединяющим отдельные компоненты энергетической установки и высокой эффективности конденсатора смешения. Thus, a steam turbine, a compressor, a mixing condenser, a condensate and a feed pump are combined in one design of a compact turbopump, which allows continuous conversion of the working fluid, such as water vapor into liquid, and to increase its pressure. This allows you to significantly reduce the weight and dimensions of the entire power plant, as well as increase its efficiency by reducing losses along the paths connecting the individual components of the power plant and the high efficiency of the mixing capacitor.

Claims

A compact turbo condensate pump containing a rotor with a turbine wheel placed on it, a conical or cylindrical drum with blind holes made of a semicircular shape and a centrifugal wheel located in a housing having a supply pipe, a steam chamber, a nozzle box and a turbine exhaust chamber, as well as a screw a channel enclosing the drum and an outlet with an outlet pipe, characterized in that the turbine exhaust chamber is connected directly to the screw channel and the centrifugal wheel through the working medium, which e are arranged in series, and on the housing there is a suction annular chamber connected to the screw channel by throttles installed uniformly along the helix with axes directed in the direction of rotation.