RU99110U1

RU99110U1 - STEAM SEPARATOR STEP WITH RECYCLING SYSTEM OF HEATING VAPOR PART

Info

Publication number: RU99110U1
Application number: RU2010111835/06U
Authority: RU
Inventors: Владимир Денисович Белоусов; Владислав Кузьмич Бурков; Владимир Владимирович Маркин; Евгений Сергеевич Симонов; Олег Валерьевич Сучков; Владимир Борисович Тренькин
Original assignee: Открытое Акционерное Общество "Инжиниринговая компания "ЗИОМАР" (ОАО "ИК "ЗИОМАР")
Priority date: 2010-03-29
Filing date: 2010-03-29
Publication date: 2010-11-10

Abstract

1. Ступень сепаратора-пароперегревателя с системой рециркуляции части греющего пара, содержащая предназначенный для установки в вертикальном корпусе пароперегреватель, трубопровод греющего пара, сливную камеру отвода конденсата, и систему рециркуляции, включающую рециркуляционный трубопровод, соединяющий по пару сливную камеру с трубопроводом греющего пара, отличающаяся тем, что рециркуляционный трубопровод со стороны трубопровода греющего пара снабжен введенным в последний окончанием, установленным в направлении пароперегревателя. ! 2. Ступень сепаратора-пароперегревателя с системой рециркуляции части греющего пара по п.1, отличающаяся тем, что окончание рециркуляционного трубопровода установлено концентрично трубопроводу греющего пара. ! 3. Ступень сепаратора-пароперегревателя с системой рециркуляции части греющего пара по п.1, отличающаяся тем, что окончание рециркуляционного трубопровода установлено эксцентрично трубопроводу греющего пара. ! 4. Ступень сепаратора-пароперегревателя с системой рециркуляции части греющего пара по п.1, отличающаяся тем, что диаметр окончания рециркуляционного трубопровода равен диаметру рециркуляционного трубопровода. ! 5. Ступень сепаратора-пароперегревателя с системой рециркуляции части греющего пара по п.1, отличающаяся тем, что диаметр окончания рециркуляционного трубопровода находится в пределах 0,3-0,9 от диаметра трубопровода греющего пара. ! 6. Ступень сепаратора-пароперегревателя с системой рециркуляции части греющего пара по п.1, отличающаяся тем, что со стороны сливной камеры рециркуляционный трубопровод выполнен с расширенной в направлении сливной 1. The stage of the separator-superheater with a recirculation system for a portion of the heating steam, comprising a steam superheater, a heating steam pipe, a condensate drain chamber, and a recirculation system including a recirculation pipe connecting the drain chamber to the heating steam pipe in a vertical housing the fact that the recirculation pipe on the side of the heating steam pipe is provided with a terminal inserted in the latter, installed in the direction of superheating i. ! 2. The stage of the separator-superheater with a recirculation system for part of the heating steam according to claim 1, characterized in that the end of the recirculation pipe is installed concentrically to the heating steam pipeline. ! 3. The stage of the separator-superheater with a recirculation system for part of the heating steam according to claim 1, characterized in that the end of the recirculation pipe is eccentric to the heating steam pipe. ! 4. The stage of the separator-superheater with a recirculation system for a portion of the heating steam according to claim 1, characterized in that the diameter of the end of the recirculation pipe is equal to the diameter of the recirculation pipe. ! 5. The stage of the separator-superheater with a recirculation system for a portion of the heating steam according to claim 1, characterized in that the diameter of the end of the recirculation pipeline is in the range of 0.3-0.9 from the diameter of the heating steam pipeline. ! 6. The stage of the separator-superheater with a recirculation system for part of the heating steam according to claim 1, characterized in that from the side of the drain chamber the recirculation pipe is made with the drain

Description

Полезная модель относится к теплоэнергетике, в частности к конструкциям сепаратора-пароперегревателя (СПП), предназначенного для обеспечения допустимой влажности в последних ступенях турбин, работающих на насыщенном и перегретом паре.The utility model relates to a power system, in particular, to designs of a superheater separator-steam superheater (SPP), designed to provide permissible moisture in the last stages of turbines operating on saturated and superheated steam.

Известна конструкция вертикального однокорпусного одноступенчатого СПП с нижним расположением сепаратора и верхним расположением пароперегревателя в общем корпусе (РТМ 108.020.107 - 84, «Сепараторы-пароперегреватели турбин АЭС», Расчет и проектирование, Л., НПО ЦКТИ, 1986, с.70, рис.I г.). В нижней части корпуса расположена входная камера для подвода нагреваемого пара, сверху аппарата - камера для отвода нагреваемого пара. Пароперегреватель состоит из отдельных кассет, представляющих собой пучки вертикальных труб с трубными досками на входе и выходе. Каждая кассета имеет шестигранную вертикальную оболочку. Кассеты разбиты на 4 равные группы, каждая из которых имеет расположенные на корпусе входную камеру для подвода греющего пара и сливную камеру для отвода конденсата.A known design of a vertical single-case single-stage SPP with a lower separator and an upper superheater in a common housing (RTM 108.020.107 - 84, "Separators-superheaters of turbines of NPPs", Calculation and design, L., NPO CKTI, 1986, p.70, fig. .I g.). An inlet chamber for supplying heated steam is located in the lower part of the housing, and a chamber for removing heated steam is located on top of the apparatus. The superheater consists of individual cassettes, which are bundles of vertical pipes with pipe boards at the inlet and outlet. Each cassette has a hexagonal vertical sheath. The cartridges are divided into 4 equal groups, each of which has an inlet chamber for supplying heating steam and a drain chamber for condensate drainage located on the housing.

Недостатком известной конструкции являются невысокие стабильность и надежность работы, возникающие из-за появления автоколебаний уровня конденсата в нижней части отдельных кассет. Это приводит к захолаживанию конденсата и появлению термопульсаций в стенках труб кассет, что особенно опасно в районе нижней трубной доски, поскольку может привести к развальцовке труб. Поскольку каждая группа кассет имеет общий вход (камера подвода греющего пара) и выход (сливная камера), то перепад давлений во всех кассетах устанавливается одинаковым. Однако из-за не идентичности теплосъема по глубине аппарата в каждой кассете устанавливается свой расход, отличный от соседнего. Возникающие при этом различные перепады давлений компенсируются подъемом столба жидкости в трубах с наименьшим расходом пара в случае наличия уровня конденсата в сливной камере.A disadvantage of the known design is the low stability and reliability due to the appearance of self-oscillations of the condensate level in the lower part of individual cartridges. This leads to a cooling of the condensate and the appearance of thermal pulsations in the walls of the tubes of the cassettes, which is especially dangerous in the region of the lower tube plate, since it can lead to tube expansion. Since each group of cassettes has a common input (heating steam supply chamber) and output (drain chamber), the pressure drop in all cassettes is set the same. However, due to the non-identical heat removal along the depth of the apparatus, each cartridge has its own flow rate different from the neighboring one. The various pressure differences that arise in this case are compensated by the rise of a liquid column in the pipes with the lowest steam flow rate if there is a level of condensate in the drain chamber.

Когда уровня конденсата в сливной камере нет, то через наименее охлаждаемые кассеты часть пара пройдет транзитом и через сливную камеру попадает в горизонтальную часть отводящих труб, препятствуя нормальному сливу конденсата.When there is no condensate level in the drain chamber, part of the steam will pass through the least cooled cartridges and through the drain chamber will enter the horizontal part of the outlet pipes, preventing the condensate from draining normally.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является ступень СПП, состоящая из предназначенных для установки в вертикальном корпусе сепаратора и пароперегревателя, камеры подвода нагреваемого и трубопровода греющего пара, сливных камер для отвода сепарата и конденсата (Авторское свид. СССР №1768864, Бюл.№38, 1992). В известной ступени СПП на патрубке подвода греющего пара в каждую камеру устанавливается эжектор, соединенный рециркуляционным трубопроводом с паровым пространством сливной камеры и осуществляющий рециркуляцию части греющего пара с выхода из пароперегревателя на вход в него. Это увеличивает расходы пара в параллельно работающих кассетах настолько, что во всех трубах идет неполная конденсация поступившего в кассеты пара. Весь не сконденсировавшийся в кассетах и прошедший через них транзитом пар вместо того, чтобы сбрасываться за пределы аппарата на регенерацию, возвращается посредством эжектора на вход и подмешивается в основной поток греющего пара. Сливная камера разделяется по высоте дырчатым листом, что способствует отделению пара от конденсата. Указанная система рециркуляции части греющего пара с выхода на вход пароперегревателя обеспечивает высокую надежность работы аппарата.Closest to the claimed technical solution is the SPP stage, which consists of a separator and a superheater intended for installation in a vertical housing, a heating supply pipe and a heating steam pipeline, drain chambers for separating condensate and condensate (Author's certificate. USSR No. 1768864, Bull. No. 38, 1992). In the known SPP stage, an ejector is installed on the heating steam supply pipe to each chamber, connected by a recirculation pipe to the steam space of the drain chamber and recirculating part of the heating steam from the outlet of the superheater to the entrance to it. This increases the steam consumption in parallel working cartridges so that in all pipes there is incomplete condensation of the steam received in the cartridge. All steam not condensed in the cassettes and passed through them in transit, instead of being dumped outside the apparatus for regeneration, is returned via the ejector to the input and mixed into the main stream of the heating steam. The drain chamber is divided in height by a perforated sheet, which contributes to the separation of steam from condensate. The specified recirculation system of a portion of the heating steam from the outlet to the input of the superheater provides high reliability of the apparatus.

Недостатком известной конструкции является то, что для работы эжектора требуется рабочий пар более высоких параметров, чем греющий пар данной ступени, так как в эжекторе эжектируемый пар с помощью рабочего пара сжимается. Кроме того, эжекторы обладают значительными габаритами. Таким образом, известное решение существенно удорожает и усложняет ступень СПП в целом.A disadvantage of the known design is that for the operation of the ejector requires a working steam of higher parameters than the heating steam of this stage, since in the ejector the ejected steam is compressed by means of the working steam. In addition, ejectors have significant dimensions. Thus, the known solution significantly increases the cost and complicates the level of NGN as a whole.

Целью полезной модели является снижение материалоемкости и упрощение конструкции ступени СПП.The purpose of the utility model is to reduce material consumption and simplify the design of the SPP stage.

Поставленная цель достигается тем, что в известной ступени сепаратора-пароперегревателя с системой рециркуляции части греющего пара, содержащей предназначенный для установки в вертикальном корпусе пароперегреватель, трубопровод греющего пара, сливную камеру отвода конденсата, и систему рециркуляции, включающую рециркуляционный трубопровод, соединяющий по пару сливную камеру с трубопроводом греющего пара, рециркуляционный трубопровод со стороны трубопровода греющего пара снабжен введенным в последний окончанием, установленным в направлении пароперегревателя (по ходу движения греющего пара), со стороны сливной камеры рециркуляционный трубопровод выполнен с расширенной, например конической, в направлении сливной камеры заходной частью, окончание рециркуляционного трубопровода установлено концентрично или эксцентрично трубопроводу греющего пара, диаметр окончания рециркуляционного трубопровода находится в пределах 0,3-0,9 от диаметра трубопровода греющего пара.This goal is achieved by the fact that in the known stage of the superheater separator with a recirculation system for a portion of the heating steam containing a superheater intended for installation in a vertical casing, a heating steam pipe, a condensate drain chamber, and a recirculation system including a recirculation pipe connecting the drain chamber in pairs with a heating steam pipe, the recirculation pipe on the side of the heating steam pipe is provided with a terminal inserted into the latter, installed in board of the superheater (in the direction of the heating steam), from the side of the drain chamber the recirculation pipe is made with an extended, for example conical, in the direction of the drain chamber inlet part, the end of the recirculation pipe is installed concentrically or eccentrically to the pipe of the heating steam, the diameter of the end of the recirculation pipe is within 0, 3-0.9 of the diameter of the heating steam pipeline.

Техническим результатом полезной модели является упрощение и удешевление конструкции ступени СПП за счет исключения громоздкого эжектора и исключения потребности в средствах обеспечения рабочего пара более высоких параметров, чем греющий пар данной ступени, при одновременном обеспечении высокой степени надежности работы ступени СПП.The technical result of the utility model is to simplify and reduce the cost of the design of the SPP stage by eliminating the bulky ejector and eliminating the need for means of providing a working steam with higher parameters than the heating steam of this stage, while ensuring a high degree of reliability of the operation of the SPP stage.

Принципиальная схема ступени сепаратора-пароперегревателя с системой рециркуляции части греющего пара показана на фиг.1., где 1 - корпус СПП; 2 - сепаратор; 3 - пароперегреватель; 4 - стрелка, указывающая направление подвода нагреваемого пара; 5 - трубопровод греющего пара; 6 - сливная камера отвода конденсата; 7 - рециркуляционный трубопровод; 8 - окончание рециркуляционного трубопровода 7; 9 - теплообменные кассеты пароперегревателя 3; 10 - трубная доска сливных камер 6 отвода конденсата. На фиг.2 показан вид А, на котором изображен узел соединения заходной части 11 рециркуляционного трубопровода 7 со сливной камерой 6 отвода конденсата.Schematic diagram of the stage of the separator-superheater with a recirculation system for a portion of the heating steam is shown in figure 1., where 1 - housing SPP; 2 - separator; 3 - superheater; 4 - an arrow indicating the direction of supply of the heated steam; 5 - heating steam pipeline; 6 - drain chamber condensate drain; 7 - recirculation pipe; 8 - the end of the recirculation pipe 7; 9 - heat transfer cassettes of a superheater 3; 10 - pipe board drain chambers 6 condensate drain. Figure 2 shows a view A, which shows the connection node of the inlet part 11 of the recirculation pipe 7 with the drain chamber 6 of the condensate drain.

Полезная модель осуществляется следующим образом.The utility model is as follows.

Ступень СПП включает корпус 1 СПП, трубопровод 4 нагреваемого пара, сепаратор 2 (общий для всех ступеней СПП в случае, если ступеней больше одной) и пароперегреватель 3 с теплообменными кассетами 9, предназначенными для доведения нагреваемого пара до расчетной температуры.The SPP stage includes the SPP body 1, the heated steam pipeline 4, the separator 2 (common to all the SPP stages if there are more than one stage), and a superheater 3 with heat-exchange cassettes 9 designed to bring the heated steam to the calculated temperature.

Рециркуляционный трубопровод 7 имеет круглое сечение, его заходная часть 11 соединена со сливной камерой 6 отвода конденсата греющего пара, а выходной конец снабжен окончанием 8, которое располагается в трубопроводе 5 круглого сечения, причем выходное отверстие окончания 8 ориентировано по ходу движения потока греющего пара. Вследствие возникающего в трубопроводе 5 в зоне за окончанием 8 разрежения за счет перепада проходного сечения происходит подтягивание через окончание 8 по трубопроводу 7 пара из сливной камеры 6. С помощью рециркуляции осуществляется продувка теплообменных кассет 9, что обеспечивает отсутствие уровней конденсата в конденсатоотводящих трубах, ликвидируется подтопление части теплообменной поверхности кассет, устраняется термоциклика и повреждение конденсатоотводящих труб, элементов кассет, разуплотнение в трубных досках 10 сливных камер 6. Обеспечивается стабильный слив конденсата из сливных камер 6. С точки зрения обеспечения наилучшей рециркуляции оптимальным является значение диаметра выходной части в пределах 0,3-0,9 от диаметра трубопровода греющего пара (установлено опытным путем). При этом окончание 8 может устанавливаться концентрично или эксцентрично трубопроводу 5 греющего пара, при этом концентричная установка обеспечивает максимальный «всасывающий» эффект, а концентричная - возможна из технологических соображений.The recirculation pipe 7 has a circular cross section, its inlet 11 is connected to a drain chamber 6 for removing the heating steam condensate, and the outlet end is provided with an end 8, which is located in the circular cross-section pipe 5, the outlet opening of the end 8 being oriented along the flow of the heating steam. Due to the rarefaction that occurs in the pipe 5 in the zone after the end of 8 due to the difference in the flow cross-section, there is a pulling through the end of the pipe 8 of the steam from the drain chamber 6. By means of recirculation, the heat-exchange cartridges 9 are purged, which ensures the absence of condensate levels in the condensate drain pipes, the flooding is eliminated part of the heat exchange surface of the cassettes, the thermal cycle and damage to the condensate pipes, elements of the cassettes, decompression in the pipe boards of 10 drain chambers are eliminated Example 6 provides stable discharging fluid from the discharge chamber 6. From the standpoint of ensuring the best recycling value is optimal diameter outlet portion within 0.3-0.9 of the diameter of the heating steam pipe (established empirically). In this case, the end 8 can be installed concentrically or eccentrically to the heating steam pipe 5, while the concentric installation provides the maximum “suction” effect, and concentric installation is possible from technological considerations.

Для уменьшения величины захвата капельной влаги из сливных камер 6 нижняя часть трубопровода 7 имеет заходную часть 11 с увеличенным в направлении сливной камеры 6 диаметром. Увеличение диаметра приводит к снижению скорости потока на входе и, соответственно, способствует уменьшению захвата капельной влаги. Оптимально в качестве заходной части 11 трубопровода 7 использовать плавный конический переход.To reduce the amount of capture of droplet moisture from the drain chambers 6, the lower part of the pipeline 7 has a lead-in portion 11 with a diameter increased in the direction of the drain chamber 6. An increase in diameter leads to a decrease in the flow rate at the inlet and, accordingly, helps to reduce the capture of droplet moisture. It is optimal to use a smooth conical transition as the starting part 11 of the pipeline 7.

Таким образом, предложенное техническое решение весьма просто и недорого в исполнении и, вместе с тем, обеспечивает высокую степень надежности работы ступени СПП.Thus, the proposed technical solution is very simple and inexpensive to perform and, at the same time, provides a high degree of reliability of the SPP stage.

Claims

1. The stage of the separator-superheater with a recirculation system for a portion of the heating steam, comprising a steam superheater, a heating steam pipe, a condensate drain chamber, and a recirculation system including a recirculation pipe connecting the drain chamber to the heating steam pipe in a vertical housing the fact that the recirculation pipe on the side of the heating steam pipe is provided with a terminal inserted in the latter, installed in the direction of superheating i.

2. The stage of the separator-superheater with a recirculation system for part of the heating steam according to claim 1, characterized in that the end of the recirculation pipe is installed concentrically to the heating steam pipeline.

3. The stage of the separator-superheater with a recirculation system for part of the heating steam according to claim 1, characterized in that the end of the recirculation pipe is eccentric to the heating steam pipe.

4. The stage of the separator-superheater with a recirculation system for a portion of the heating steam according to claim 1, characterized in that the diameter of the end of the recirculation pipe is equal to the diameter of the recirculation pipe.

5. The stage of the separator-superheater with a recirculation system for a portion of the heating steam according to claim 1, characterized in that the diameter of the end of the recirculation pipeline is in the range of 0.3-0.9 from the diameter of the heating steam pipeline.

6. The stage of the separator-superheater with a recirculation system for a portion of the heating steam according to claim 1, characterized in that on the side of the drain chamber, the recirculation pipe is made with an inlet extended in the direction of the drain chamber.

7. The stage of the separator-superheater with a recirculation system for a portion of the heating steam according to claim 1, characterized in that the inlet of the recirculation pipe has a conical shape.