RU9297U1 - Конденсатор паровой турбоустановки - Google Patents

Abstract

1. Конденсатор паровой турбоустановки, содержащий корпус с конденсатосборником, трубные пучки, образующие паровые проходы к днищу корпуса, устройства ввода водяных потоков, обеспечивающих подачу воды в виде развернутой поверхности, отличающийся тем, что устройства ввода установлены в паровом пространстве нижней части конденсатора и выполнен в виде водораспределителей и ограждающих элементов, образующих выделенное пространство зоны подачи воды, снабженное окнами для выхода пара.2. Конденсатор по п.1, отличающийся тем, что водораспределительные устройства выполнены в виде коллекторов, обеспечивающих подачу воды в направлении днища корпуса конденсатора.3. Конденсатор по п.1 и 2, отличающийся тем, что водораспределительные устройства с ограждающими элементами установлены в паровых проходах между трубными пучками.4. Конденсатор по п.1 и 2, отличающийся тем, что водораспределительные устройства выполнены в виде коллекторов, установленных с возможностью взаимодействия подаваемых водяных потоков.5. Конденсатор по п. 1, отличающийся тем, что водораспределительные устройства выполнены в виде коллекторов, установленных друг над другом между ограждающими элементами и обеспечивающих подачу воды на внутреннюю поверхность этих элементов, причем коллектор водяного потока более низкого теплового потенциала установлен над коллектором водяного потока более высокого теплового потенциала.

Description

КОНДЕНСАТОР НАРОВОЙ ТУРБОУСТАНОВКН

Нолезная модель относится к теплоэнергетике и может быть использована в конденсаторах паровых турбин.

Известен конденсатор (50КЦС-4) теплофикационной турбины, оснащенный конденсатосборником барботажного типа, установленным под днищем конденсатора 1. Конденсат рециркуляции и постоянно действующие дренажи турбоустановки, включая конденсат греющего пара сальникового подогревателя, ННД-1, ННД-2 и основных эжекторов, раздельно поступают в соответствующие барботажные камеры. Нодлежащий деаэрации конденсат проходит двухступенчатую барботажную обработку.

Данный конденсатосборник обеспечивает устранение переохлаждения конденсата и обеспечивает кислородосодержание на выходе из него до 5-20 мкг/кг при расходе подпиточной воды до 11 кг/с в условиях работы турбоустановки в номинальном теплофикационном режиме.

Однако на переменных режимах данный конденсатосборник работает неустойчиво, что обусловлено зависимостью процесса барботажа от количества подаваемой греющей и нагреваемой среды.

Избыток тепла, подаваемого с рециркуляцией и дренажами, приводит к срыву работы барботажных ступеней, а недостаток тепла - к ухудщению их деаэрирующей способности.

Кроме того, данный конденсатосборник имеет громоздкую конструкцию и сложен в изготовлении.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявляемой полезной модели по совокупности признаков является конденсатор, содержащий корпус с патрубком подвода пара и переходным патрубком с установленными внутри продольными и поперечными ребрами, образующими паровые каналы, трубный пучок, образующий паровой проход в нижнюю часть конденсатора, устройство ввода добавочной воды и конденсата рециркуляции, выполненное в виде коллекторов, установленных в переходном патрубке и снабженных трубопроводами с форсунками. Форсунки расположены как в паровых каналах, так и в зоне парового прохода над трубным пучком и направлены по ходу пара 2. Нри этом конденсатор снабжен желобами для стока конденсата, установленными над трубным пучком ступенчато с перекрытием друг друга и наклоненными в сторону сборников конденсата, установленных под этими желобами, и обеспечивающими стекание

F 28 в 9/00

конденсата в нижнюю часть конденсатора. Форсунки ориентированы для подачи добавочной воды но ходу пара.

Недостатком известного конденсатора является то, что устройство ввода водяного потока расположено в верхней части конденсатора и распыление влаги осуществляется во всем его верхнем пространстве. На теплофикационных или малопаровых режимах работы турбоустановки, характеризующихся образованием вихревых потоков в конденсаторе и в патрубке подвода пара, происходит вынос эрозионно опасной влаги к рабочим лопаткам последних ступеней турбин, что приводит к их преждевременному износу и разрушению. Кроме того, распыление воды над трубным пучком на этих режимах допускает попадание влаги на трубный пучок конденсатора, стекая вместе с основным конденсатом, она переохлаждается и насыщается коррозионно опасными газами. Отсутствие подвода тепла в нижнюю часть конденсатора приводит к ухудшению регенерации конденсата под трубным пучком.

Вышеперечисленные отрицательные технические эффекты приводят к ухудшению деаэрирующих свойств конденсатора, снижению экономичности и надежности турбоустановки в целом.

Решаемой задачей заявляемой полезной модели является повышение эффективности деаэрации всех водяных потоков, сбрасываемых в конденсатор из систем подогрева питательной, сетевой и подпиточной воды, а также основного конденсата, стекающего с трубного пучка конденсатора, в процессе устранения его переохлаждения, что повыщает надежность и экономичность турбоустановки. Кроме того, в предлагаемом конденсаторе при малых пропусках пара исключается вынос эрозионно опасной влаги к рабочим лопаткам последних ступеней турбины, что также существенно повышает надежность турбоустановки в целом.

Решение ноставленной задачи достигается тем, что в конденсаторе паровой турбоустановки, содержащем корпус с конденсатосборником, трубные пучки образующие наровые нроходы к днищу конденсатора, устройства ввода водяных потоков, обеспечивающих развернутую поверхность сбрасываемого в конденсатор водяного потока, упомянутые устройства ввода выполнены в виде водораспределителей и ограждающих элементов, образующих выделенное пространство зоны подачи воды, снабженное окнами для выхода пара.

Нри этом водораспределительные устройства могут быть выполнены в виде коллекторов, обеспечивающих подачу воды в направлении днища конденсатора, и совместно с ограждающими элементами установлены в нижней части наровых нроходов между трубными нучками.

водяных потоков. Коллекторы могут быть установлены друг над другом с возможностью подачи струй воды на внутренние поверхности ограждающих элементов. При этом коллектор водяного потока более низкого теплового потенциала устанавливается выше коллектора водяного потока более высокого теплового потенцнала.

Предложенное решение устройств ввода перегретых относительно температуры насыщения при давлении в конденсаторе водяных потоков в выделенное пространство зоны подачи воды с размещением их в нижней части конденсатора (например, в паровых проходах) обеспечивает надежную деаэрацию поступающих потоков при их вскипании. Дополнительно образующийся при вскипании пар поступает под трубные пучки конденсатора, подогревает основной конденсат, стекающий с трубных пучков, производя дополнительную деаэрацию этого конденсата.

Выделенная зона подачи водяных потоков имеет высокое парциальное давление пара и низкое парциальное давление воздуха. Поэтому в этой зоне исключается заражение конденсата агрессивными газами. Взаиморасположение водораспределителей и ограждающих элементов исключает попадание капельной влаги на трубные нучки, что улучщает деаэрирующую способность конденсатора. Также исключается попадание эрозионно опасной влаги в паровое пространство конденсатора и вынос ее к рабочим лопаткам последних ступеней турбины, что снижает вероятность эрозионного износа.

Таким образом, заявляемая полезная модель повыщает деаэрирующие свойства конденсатора, экономичность и надежность турбоустановки в целом.

Па фиг. 1 показан конденсатор паровой турбоустановки, общий вид с вырывом в нижней части корпуса.

Па фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; Па фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1; Па фиг. 4 - сечение В-В на фиг. 1.

Возможность осуществления полезной модели подтверждается описанием конкретного примера исполнения в статическом состоянии и в работе.

Конденсатор содержит корпус 1 с камерами 2 охлаждающей воды и конденсатосборник 3 для отвода конденсата. Трубные пучки 4 установлены в корпусе 1 с образованием паровых проходов Г к днищу конденсатора. В нижней части паровых проходов Г установлены устройства ввода 5, 6 и 7 водяных потоков, сбрасываемых в конденсатор из систем подогрева питательной сетевой и подпиточной воды, а также основного конденсата, стекающего с трубного пучка конденсатора. Устройства 5, 6 и 7 выполнены в виде водораспределителей (ВРУ) 8, ориентированных на днище корпуса 1, и

ограждающих зону подачи водяного потока элементов 9, т.е. взаиморасположение ВРУ 8 и элементов 9 обеспечивает создание выделенного пространства Д в зоне подачи воды. При этом предусматриваются окна Е для выхода пара.

Конструктивно устройства 5, 6 и 7 могут иметь различное исполнение.

На фиг. 2 показано устройство ввода 5 конденсата греющего пара из подогревателей низкого давления, состоящее из коллектора 8 подвода конденсата, снабженного нерфорированньгм листом 10, обеспечивающим подачу воды в виде струй, направленных на днище корпуса 1, и ограждающих элементов 9, которые совместно с листом 10 образуют выделенное пространство Д с окнами Е для прохода пара, где происходит массообмен сбрасываемого конденсата с паровой средой, образовавщейся при вскипании вводимого конденсата.

На фиг. 3 показано устройство ввода 6 водяных потоков различного теплового потенциала и различного газосодержания, например конденсата рециркуляции основного конденсата и подпиточной химически обессоленной воды. Поскольку давление вьгшеуказанных потоков позволяет осуществить их распыливание, то в этом случае ВРУ выполнены в виде коллекторов, на боковых поверхностях которых установлены форсунки 11, обеспечивающие подачу воды в виде факелов распыленной жидкости навстречу друг другу и, одновременно, сориентированных в направлении днища корпуса 1. Ограждающие элементы 9 выполнены в виде щитов, соединенных с коллекторами 8 с образованием выделенного пространства Д с окнами Е для выхода пара. Окно Е снаби ено дополнительным ограждающим элементом в виде защитного козырька для нредотвращения выноса капельной влаги в паровой проход Г между трубными пучками 4.

На фиг. 4 показано устройство ввода 7 водяных потоков различного теплового потенциала и газосодержания, например конденсата пара из промежуточных камер уплотнений цилиндров и конденсата греющего пара подогревателя сырой воды. ВРУ 8 могут быть выполнены в виде коллекторов, изготовленных из цилиндрических труб, в стенках которых по длине коллектора выполнены ряды отверстий. Коллекторы 8 устанавливаются между ограждающими элементами 9 друг над другом и ориентированы отверстиями на внутреннюю поверхность элементов 9. Коллектор водяного потока более низкого теплового потенциала установлен над коллектором водяного потока более высокого теплового потенциала.

Конденсатор работает следующим образом.

Перегретые относительно температуры насыщения при давлении в конденсаторе водяные потоки: конденсат греющего пара из подогревателей низкого давления, конденсат рециркуляции основного конденсата и подпиточная химически обессоленная вода, конденсат пара из промежуточных

камер уплотнений цилиндров и конденсат греющего нара подогревателя сырой воды (и другие постоянно действующие дренажи турбоустановки) сбрасываются в конденсатор через устройство ввода 5, 6 и 7 соответственно. ВРУ 8 обеспечивают подачу воды в виде развернутой поверхности в выделенную ограждающими элементами 9 зону Д. Перегретые водяные потоки вскипают в пространстве Д, деаэрируются и стекают на днище корпуса 1 конденсатора и далее в конденсатосборник 3. Образовавшийся при этом пар (вместе с выделившимися газами) поступает через окна Е под трубные пучки 4, где подогревает стекаюший с них основной конденсат, производя дополнительную деаэрацию этого конденсата. Вследствие того, что зона Д подачи перегретых водяных потоков выделена в паровом пространстве конденсатора под его трубными пучками, стекание конденсата на днище происходит в пространстве, где создается область высокого парциального давление пара и низкого парциального давления воздуха. Массообмен, происходящий в этой зоне исключает заражение конденсата агрессивными газами. Огралсдающие элементы 9 и козырьки 12 препятствуют попаданию капельной влаги на трубные пучки 4, что способствует улучшению деаэрирующей способности конденсатора.

В устройстве 5 развернутая поверхность подаваемого водяного потока обеспечивается перфорированным листом 10.

В устройстве 6 конденсат с различными тенловыми потенциалами подается в зону Д через форсунки 11, нанравленные навстречу друг другу. Происходит эффективный тепломассообмен поступаемых потоков и окружающей среды в ограниченном пространстве, и соответственно происходит эффективная деаэрация стекающего конденсата.

В устройстве 7 подача поступающих потоков в виде развернутой поверхности жидкости производится через ряды отверстий в коллекторах 8, которые направляют струи на внутреннюю стенку элементов 9, где происходит преобразование струй в пленку жидкости, стекающей в конденсатосборник 3. При этом коллектор 8 горячего водяного потока расположен ниже коллектора 8 более холодного водяного нотока. Образовавщийся при вводе горячего потока пар взаимодействует со струями более холодного потока. А на внутренней поверхности ограждающих элементов пленки жидкости перемещиваются. При этом происходит наиболее полная деаэрация холодного потока.

Па теплофикационных режимах работы турбоустановки расход пара в конденсатор минимален, а температура охлаждающей воды, поступающей через камеры 2 низка. Поэтому пар практически весь конденсируется на верхних рядах трубных пучков 4 и не поступает в нижнюю часть конденсатора через паровые проходы Г. При этом в паровом пространстве корпуса 1 конденсатора наблюдается высокие парциальные давления воздуха. Па этих

режимах, поэтому, сброс вышеупомянутых перегретых отпосительно температуры насыщепия при давлении в конденсаторе водяных потоков в соответствии с предлагаемой конструкпией конденсатора особенно эффективен.

На конденсационных режимах работы турбоустановки расход пара в конденсатор достаточен для осуществления регенерации конденсата, стекающего с трубных пучков 4. При этом количество воды, сбрасываемой в конденсатор через устройства 5, 6 и 7 существенно уменьщается. Однако эффект от использования заявляемой конструкции сохраняется. Таким образом, вышеизложенное онисание свидетельствует о том, что заявленный конденсатор при его осуществлении нредназначен для использования в паровых турбоустановках и способен обеспечить достижение усматриваемых заявителем технических эффектов деаэрации поступающих в конденсатор водяных потоков и основного конденсата, исключение попадания эрозионно опасной влаги на трубные пучки и в паровое пространство конденсатора, что значительно повышает деаэрирующие свойства конденсатора, экономичность и надежность турбоустановки в целом.

Источники информации, принятые во внимание при составлении описания полезной модели:

1.Тесис A.M., Шемпелев А.Г., и др. «Система деаэрации химически обессоленной воды в конденсаторах теплофикационных турбин. Электрические станции № 4, 1987.

2.Авторское свидетельство СССР № 1020741, кл. F 28 В 9/00, 1983, БИ № 20 (прототип)

Claims (5)

1. Конденсатор паровой турбоустановки, содержащий корпус с конденсатосборником, трубные пучки, образующие паровые проходы к днищу корпуса, устройства ввода водяных потоков, обеспечивающих подачу воды в виде развернутой поверхности, отличающийся тем, что устройства ввода установлены в паровом пространстве нижней части конденсатора и выполнен в виде водораспределителей и ограждающих элементов, образующих выделенное пространство зоны подачи воды, снабженное окнами для выхода пара.

2. Конденсатор по п.1, отличающийся тем, что водораспределительные устройства выполнены в виде коллекторов, обеспечивающих подачу воды в направлении днища корпуса конденсатора.

3. Конденсатор по п.1 и 2, отличающийся тем, что водораспределительные устройства с ограждающими элементами установлены в паровых проходах между трубными пучками.

4. Конденсатор по п.1 и 2, отличающийся тем, что водораспределительные устройства выполнены в виде коллекторов, установленных с возможностью взаимодействия подаваемых водяных потоков.

5. Конденсатор по п. 1, отличающийся тем, что водораспределительные устройства выполнены в виде коллекторов, установленных друг над другом между ограждающими элементами и обеспечивающих подачу воды на внутреннюю поверхность этих элементов, причем коллектор водяного потока более низкого теплового потенциала установлен над коллектором водяного потока более высокого теплового потенциала.