RU2397407C1

RU2397407C1 - Moisture separator/reheater

Info

Publication number: RU2397407C1
Application number: RU2009110292/06A
Authority: RU
Inventors: Александр Сергеевич Шамароков (RU); Александр Сергеевич Шамароков; Владимир Иосифович Жингель (RU); Владимир Иосифович Жингель; Евгений Леопольдович Дымлер (RU); Евгений Леопольдович Дымлер; Сергей Кириллович Легуенко (RU); Сергей Кириллович Легуенко
Priority date: 2009-03-24
Filing date: 2009-03-24
Publication date: 2010-08-20

Abstract

FIELD: power industry. ^ SUBSTANCE: moisture separator/reheater comprises vertical enclosure with lower moisture separator. Moisture separator is made in the form of central and peripheral circular rows of separation blocks with moist steam delivery chamber between them. In peripheral circular row of separation blocks there is a hatch located opposite the inlet manifold. Moist steam delivery chamber is connected with inlet manifold via bypass tube with its end fixed in a hatch of separation blocks peripheral circular row. Such construction of moisture separator/reheater provides rectilinear moist steam flow on the area between inlet manifold and delivery chamber with relatively low water resistance. Moist steam swiveling chamber is excluded. ^ EFFECT: uniformity of moist steam distribution among separation blocks is provided, it decreases specific quantity of metal of moisture separator-reheater. ^ 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в турбоустановках атомных электростанций.The invention relates to energy and can be used in turbine plants of nuclear power plants.

Известен сепаратор-пароперегреватель, содержащий вертикальный корпус с верхним сепаратором влаги и нижним трубчатым пароперегревателем, причем сепаратор влаги выполнен в виде кольцевого ряда сепарационных пакетов, установленных над трубами пароперегревателя (SU 600352. F22B 37/26, F22G 3/00. 30.03.1978).Known steam superheater containing a vertical housing with an upper moisture separator and a lower tubular superheater, the moisture separator is made in the form of an annular row of separation bags installed above the superheater tubes (SU 600352. F22B 37/26, F22G 3/00. 03/30/1978) .

Известный сепаратор-пароперегреватель не обеспечивает необходимой температуры перегрева пара, так как допускает залив труб пароперегревателя при переполнении сепаратоотводящих желобов.The known separator-superheater does not provide the required temperature of superheating of the steam, as it allows the filling of the pipes of the superheater when overflowing the separator gutters.

Известен сепаратор-пароперегреватель, содержащий вертикальный корпус с нижним сепаратором влаги и верхним трубчатым пароперегревателем, причем сепаратор влаги выполнен в виде кольцевого ряда сепарационных пакетов, установленного в корпусе с образованием камеры влажного пара, соединенной с патрубком подвода, закрепленным в боковой стенке корпуса (SU 368448. F22G 1/00, F22B 37/26. 23.06.1969).A known steam superheater containing a vertical housing with a lower moisture separator and an upper tubular superheater, the moisture separator is made in the form of an annular series of separation bags installed in the housing with the formation of a wet steam chamber connected to the supply pipe fixed to the side wall of the housing (SU 368448 F22G 1/00, F22B 37/26. 06.23.1969).

Установка сепарационных пакетов в один кольцевой ряд сепарационных пакетов приводит к необходимости использовать более длинный корпус, что повышает металлоемкость сепаратора-пароперегревателя. Кроме того, такая конструкция сепаратора-пароперегревателя не обеспечивает равномерность раздачи осушенного пара после сепаратора влаги по межтрубному пространству пароперегревателя. Осушенный пар поднимается к пароперегревателю только одним центральным потоком. Это приводит к неполному использованию поверхности нагрева пароперегревателя. При проектировании такого пароперегревателя приходится завышать коэффициент запаса по поверхности нагрева, что приводит к повышению металлоемкости сепаратора-пароперегревателя.The installation of separation bags in one ring row of separation bags leads to the need to use a longer housing, which increases the metal consumption of the superheater separator. In addition, this design of the superheater separator does not ensure uniform distribution of the dried steam after the moisture separator along the annulus of the superheater. Drained steam rises to the superheater with only one central stream. This leads to incomplete use of the heating surface of the superheater. When designing such a superheater, it is necessary to overestimate the safety factor on the heating surface, which leads to an increase in the metal consumption of the superheater separator.

К настоящему изобретению наиболее близким техническим решением из известных технических решений (прототипом) является сепаратор-пароперегреватель, содержащий вертикальный корпус с нижним сепаратором влаги и верхним трубчатым пароперегревателем, причем сепаратор влаги выполнен в виде центрального и периферийного кольцевых рядов сепарационных пакетов, первый из которых установлен во втором с образованием раздающей камеры влажного пара, соединенной с патрубком подвода, закрепленным в боковой стенке корпуса (ЕР 0010261. F22B 37/26. 30.04.1980).The closest technical solution of the known technical solutions (prototype) to the present invention is a superheater separator comprising a vertical casing with a lower moisture separator and an upper tubular superheater, the moisture separator made in the form of a central and peripheral annular rows of separation bags, the first of which is installed in the second with the formation of a distribution chamber of wet steam connected to the supply pipe fixed in the side wall of the housing (EP 0010261. F22B 37/26. 04.30.1980).

Установка центрального кольцевого ряда сепарационных пакетов в их периферийном кольцевом ряде снижает необходимую высоту корпуса и, соответственно, металлоемкость сепаратора-пароперегревателя. При этом после сепаратора влаги выравнивается распределение сухого пара, который теперь поднимается к пароперегревателю двумя потоками: центральным и периферийным. Это приводит к более полному использованию поверхности нагрева пароперегревателя, что также снижает металлоемкость сепаратора-пароперегревателя.The installation of a central annular row of separation packages in their peripheral annular row reduces the required height of the housing and, accordingly, the metal consumption of the superheater separator. In this case, after the moisture separator, the distribution of dry steam is equalized, which now rises to the superheater in two streams: central and peripheral. This leads to a more complete use of the heating surface of the superheater, which also reduces the metal consumption of the separator-superheater.

Однако в прототипе используется поворотная камера, расположенная под сепарационными пакетами, включенная по ходу влажного пара между патрубком подвода и камерой влажного пара. Это приводит не только к удлинению корпуса и, соответственно, к повышению металлоемкости сепаратора-пароперегревателя, но и к торцевому подводу влажного пара к раздающей камере, который характеризуется большой неравномерностью раздачи влажного пара по сепарационным пакетам и, соответственно, повышенной металлоемкостью последних. Кроме того, недостатком прототипа является повышенное гидравлическое сопротивление сепаратора-пароперегревателя из-за резкого расширения потока влажного пара на выходе из патрубка подвода и относительно сложной траектории потока влажного пара от патрубка подвода до раздающей камеры. Это снижает давление перегреваемого пара на выходе сепаратора-пароперегревателя и ухудшает экономичность турбоустановки, в которую он включен.However, the prototype uses a rotary chamber located under the separation packages, included along the wet steam between the supply pipe and the wet steam chamber. This leads not only to a lengthening of the housing and, accordingly, to an increase in the metal consumption of the superheater separator, but also to an end supply of wet steam to the distribution chamber, which is characterized by a large non-uniformity of the distribution of wet steam through the separation bags and, accordingly, increased metal consumption of the latter. In addition, the disadvantage of the prototype is the increased hydraulic resistance of the separator-superheater due to the sharp expansion of the flow of wet steam at the outlet of the supply pipe and the relatively complex path of the flow of wet steam from the supply pipe to the distribution chamber. This reduces the pressure of the superheated steam at the outlet of the superheater separator and degrades the efficiency of the turbine unit in which it is included.

Технической задачей изобретения является снижение металлоемкости и гидравлического сопротивления сепаратора-пароперегревателя.An object of the invention is to reduce the metal consumption and hydraulic resistance of the separator-superheater.

Техническая задача решается в сепараторе-пароперегревателе, содержащем вертикальный корпус с нижним сепаратором влаги и верхним трубчатым пароперегревателем, причем сепаратор влаги выполнен в виде центрального и периферийного кольцевых рядов сепарационных пакетов, первый из которых установлен во втором с образованием раздающей камеры влажного пара, соединенной с патрубком подвода, закрепленным в боковой стенке корпуса, при этом в периферийном кольцевом ряде сепарационных пакетов выполнен проем, расположенный напротив патрубка подвода, а раздающая камера влажного пара соединена с последним посредством перепускного патрубка, выходной конец которого закреплен в проеме периферийного кольцевого ряда сепарационных пакетов.The technical problem is solved in a steam superheater separator comprising a vertical housing with a lower moisture separator and an upper tube superheater, the moisture separator being made in the form of a central and peripheral annular rows of separation bags, the first of which is installed in the second to form a wet steam distribution chamber connected to the nozzle inlet, fixed in the side wall of the housing, while in the peripheral annular row of separation packages made an opening located opposite the nozzle under ode, and distributes the wet steam chamber is connected with the latter by means of the overflow pipe, the outlet end of which is fixed in the opening of a number of peripheral annular separation packets.

Кроме того, центральный кольцевой ряд сепарационных пакетов может быть установлен в их периферийном кольцевом ряде эксцентрично со сдвигом от перепускного патрубка, а последний может быть выполнен в форме диффузора.In addition, the Central annular row of separation packages can be installed in their peripheral annular row eccentrically with a shift from the bypass pipe, and the latter can be made in the form of a diffuser.

Наличие проема в периферийном кольцевом ряде сепарационных пакетов, расположенного напротив патрубка подвода, и соединение камеры влажного пара с патрубком подвода посредством перепускного патрубка, выходной конец которого закреплен в проеме периферийного кольцевого ряда сепарационных пакетов, обеспечивает прямолинейное движение потока влажного пара на участке между патрубком подвода и раздающей камерой, которое характеризуется относительно небольшим гидравлическим сопротивлением.The presence of an aperture in the peripheral annular row of separation bags located opposite the inlet nozzle, and the connection of the wet steam chamber with the inlet nozzle by the bypass nozzle, the outlet end of which is fixed in the aperture of the peripheral annular row of separation bags, provides a linear movement of the wet steam flow in the area between the inlet nozzle and distribution chamber, which is characterized by a relatively small hydraulic resistance.

При этом исключается поворотная камера влажного пара и обеспечивается равномерность раздачи влажного пара по сепарационным пакетам, что снижает металлоемкость сепаратора-пароперегревателя.This eliminates the rotary chamber of wet steam and ensures uniform distribution of wet steam in the separation packages, which reduces the metal consumption of the separator-superheater.

Установка центрального кольцевого ряда сепарационных пакетов в их периферийном кольцевом ряде эксцентрично со сдвигом от перепускного патрубка и выполнение последнего в форме диффузора обеспечивает плавное расширение потока влажного пара от патрубка подвода до раздающей камеры, что еще больше снижает гидравлическое сопротивление и повышает равномерность раздачи влажного пара по сепарационным пакетам и, соответственно, еще больше снижает металлоемкость сепаратора-пароперегревателя.The installation of the central annular row of separation bags in their peripheral annular row is eccentric with a shift from the bypass pipe and the execution of the latter in the form of a diffuser provides a smooth expansion of the flow of wet steam from the inlet pipe to the distribution chamber, which further reduces hydraulic resistance and increases the uniformity of distribution of wet steam through the separation packages and, accordingly, further reduces the metal consumption of the superheater separator.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен общий вид сепаратора-пароперегревателя; а на фиг.2 - разрез А-А фиг.1.The invention is illustrated in the drawing, where figure 1 shows a General view of the separator-superheater; and figure 2 is a section aa of figure 1.

Сепаратор-пароперегреватель содержит вертикальный корпус 1 с нижним сепаратором 2 влаги, а также с верхним трубчатым пароперегревателем 3 первой ступени и верхним трубчатым пароперегревателем 4 второй ступени.The superheater separator comprises a vertical housing 1 with a lower moisture separator 2, as well as with an upper tube superheater 3 of the first stage and an upper tube superheater 4 of the second stage.

Сепаратор 2 влаги выполнен в виде центрального кольцевого ряда 5 и периферийного кольцевого ряда 6 сепарационных пакетов 7 жалюзийного типа. Центральный кольцевой ряд 5 сепарационных пакетов 7 установлен в их периферийном кольцевом ряде 6 с образованием раздающей камеры 8 влажного пара. Камера 8 влажного пара соединена с патрубком 9 подвода, закрепленным в боковой стенке корпуса 1. В периферийном кольцевом ряду 6 сепарационных пакетов 7 выполнен проем 10, расположенный напротив патрубка 9 подвода. Раздающая камера 8 влажного пара соединена с патрубком 9 подвода посредством перепускного патрубка 11, выходной конец которого закреплен в проеме 10 периферийного кольцевого ряда 6 сепарационных пакетов 7.The moisture separator 2 is made in the form of a central annular row 5 and a peripheral annular row 6 of separation bags 7 of the louvre type. The Central annular row 5 of the separation bags 7 is installed in their peripheral annular row 6 with the formation of the distribution chamber 8 of wet steam. The wet steam chamber 8 is connected to the supply pipe 9 fixed in the side wall of the housing 1. In the peripheral annular row 6 of the separation bags 7, an opening 10 is made opposite the supply pipe 9. Distributing chamber 8 of wet steam is connected to the supply pipe 9 by the bypass pipe 11, the output end of which is fixed in the opening 10 of the peripheral annular row 6 of separation bags 7.

Центральный кольцевой ряд 5 сепарационных пакетов 7 установлен в периферийном кольцевом ряду 6 сепарационных пакетов 7 эксцентрично со сдвигом от перепускного патрубка 11, а последний выполнен в форме диффузора.The central annular row 5 of separation bags 7 is installed in the peripheral annular row 6 of separation bags 7 eccentrically with a shift from the bypass pipe 11, and the latter is made in the form of a diffuser.

Межтрубное пространство пароперегревателя 3 и 4 соединено с сепаратором 2 влаги со стороны наружной поверхности периферийного кольцевого ряда 6 и внутренней поверхности центрального кольцевого ряда 5 сепарационных пакетов 7. Пароперегреватель 3 первой ступени перегрева соединен трубным пространством через соответствующие камеры центрального коллектора 12 с трубопроводом 13 подвода греющего пара и с трубопроводом 14 отвода конденсата греющего пара. Пароперегреватель 4 второй ступени перегрева соединен трубным пространством через соответствующие камеры центрального коллектора 15 с трубопроводом 16 подвода греющего пара и с трубопроводом 17 отвода конденсата греющего пара.The annular space of the superheater 3 and 4 is connected to the moisture separator 2 from the side of the outer surface of the peripheral annular row 6 and the inner surface of the central annular row 5 of the separation bags 7. The superheater 3 of the first overheating stage is connected by the tube space through the corresponding chambers of the central manifold 12 to the heating steam supply pipe 13 and with a heating condensate discharge pipe 14. The superheater 4 of the second stage of overheating is connected by a pipe space through the corresponding chambers of the central manifold 15 to the heating steam supply pipe 16 and the heating steam condensate discharge pipe 17.

Наружные и внутренние поверхности центрального и периферийного кольцевых рядов 5 и 6 сепарационных пакетов 7 образованы перфорированными обечайками 18. Центральное кольцо 5 сепарационных пакетов 7 со стороны перепускного патрубка 11 экранировано перфорированным листом 19.The outer and inner surfaces of the Central and peripheral annular rows 5 and 6 of the separation packages 7 are formed by perforated shells 18. The Central ring 5 of the separation packages 7 from the bypass pipe 11 is shielded by the perforated sheet 19.

В верхней части корпуса 1 закреплен осевой патрубок 20 отвода перегреваемого пара, в нижней части - патрубок 21 слива сепарата.In the upper part of the housing 1, an axial nozzle 20 for removing the superheated steam is fixed, in the lower part, a nozzle 21 for separating the drain.

Сепаратор-пароперегреватель работает следующим образом.The superheater separator operates as follows.

Влажный пар через патрубок 9 и перепускной патрубок 11 поступает в раздающую камеру 8, посредством которой равномерно распределяется по сепарационным пакетам 7 центрального кольцевого ряда 5 и периферийного кольцевого ряда 6. Сепарат собирается в нижней части корпуса 1 и затем сливается из него по патрубку 21.Wet steam through the pipe 9 and the bypass pipe 11 enters the distribution chamber 8, through which it is evenly distributed among the separation packages 7 of the central annular row 5 and the peripheral annular row 6. The separator is collected in the lower part of the housing 1 and then drained from it through the nozzle 21.

Осушенный пар после сепаратора 2 проходит сначала межтрубное пространство пароперегревателя 3 первой ступени перегрева, а затем межтрубное пространство пароперегревателя 4 второй ступени перегрева, где перегревается до заданной температуры. Перегретый пар выводится из корпуса 1 через патрубок 20.The dried steam after the separator 2 passes first the annulus of the superheater 3 of the first stage of overheating, and then the annulus of the superheater 4 of the second stage of overheating, where it overheats to a predetermined temperature. Superheated steam is discharged from the housing 1 through the pipe 20.

Греющий пар по трубопроводам 13 и 16, соответствующие камеры центральных коллекторов 12 и 15 подается в трубные пространства пароперегревателей 3 и 4, где этот пар конденсируется, отдавая тепло перегреваемому пару. Конденсат греющего пара отводится от пароперегревателей 3 и 4 по трубопроводам 14 и 17 соответственно.Heating steam through pipelines 13 and 16, the corresponding chambers of the central collectors 12 and 15 is fed into the tube spaces of superheaters 3 and 4, where this steam condenses, giving off heat to the superheated steam. Condensate of heating steam is discharged from superheaters 3 and 4 through pipelines 14 and 17, respectively.

Claims

1. The separator-superheater, comprising a vertical housing with a lower moisture separator and an upper tube superheater, the moisture separator is made in the form of a Central and peripheral annular rows of separation bags, the first of which is installed in the second with the formation of a distribution chamber of wet steam connected to the supply pipe, fixed in the side wall of the housing, characterized in that in the peripheral annular row of separation packages an opening is made, located opposite the inlet pipe, and distributing the wet steam chamber is connected to the latter by means of a bypass pipe, the output end of which is fixed in the opening of the peripheral ring of the separation packages.

2. The superheater-separator according to claim 1, characterized in that the central annular row of separation bags is eccentrically mounted in their peripheral annular row with a shift from the bypass pipe, and the latter is made in the form of a diffuser.