SU1096445A1 - Впрыскивающий пароохладитель выхлопной части паровой турбины - Google Patents

Abstract

ВПРЫСКИВАЮЩИЙ ПАРООХЛАДИТЕЛЬ ВЫХЛОПНОЙ ЧАСГИ ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ, содержащий установленную в сбросном паропроводе смесительную камеру, в конфузорной части которой размещен кольцевой распылитель с трубопроводами подвода охлаждающей жидкости и впрыскивающими отверсти ми, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности дроблени  охлаждающей жидкости и увлажнени  сбрасываемого в выхлопную часть турбины пара, кольцевой распыг- тель выполнен обтекаемой форки и разделен перегородкой на внутреннюю и внешнюю каииеры, к кгокдой из которых подключен трубопровод подвода охлаждающей жидкости, а впрыскивающие отверсти  выполнены в стенках камер со стороны входа потока пара.I (Л х 3 4 4 СЛ

Description

Изобретение относитс  к энергети ке и может быть использовано дл  охлаждени  выхлопных частей паровых турбин на пусковых и малорасходиых режимах. Известна конструкци  охлаждающего устройства выхлопной части турбины, использующа  увлажнение сбрасываемого на малорасходных и пу ковых режимах пара от котла через паросбросное устройство, представл ющее собой трубу с паровыми насад ками на ее боковых поверхност х и вод ными соплами, расположенными соосно с паровыми насадками, в паро вое пространство гизкопотенциальной части турбоустановки и создающее охлаждающий паровод ной поток за счет аэродинамического дроблени  струй жидкости скоростным потоком пара. При работе охлаждающего устро ства над трубным пучком конденсатор образуетс  система горизонтальных паровых и (в центре их) вод ных струй, охлаждающих посредством обра ных потоков выхлопные части Турбоустановки Ц j . К недостатками устройства относитс  во-первых, насыщение обратных потоков пара эрозионноопасной влагой , а, во-вторых, неравномерное охлаждение выхлопных частей, ввиду несогласованности направлени  паровод ных охлаждающих струй устройства и вращени  рабочих колес. Известен впрыскивающий пароохлади ;тель, содержащий установленную в паропроводе смесительную камеру типа сопла Вентури, к которой подключены трубопроводы подвода охлаждающей жид 1сости 2 . Недостатком такого пароохладител в режимах с малыми расходами жидкос ти, а следовательно, и низкой проникающей в паровое  дро способностью струй.жидкости  вл етс  наличие в паровом потоке на выходе влаги, способной создать эрозионную угрозу лопаточному аппарату последних ступеней , Известен впрыскивающий пароохладитель выхлопной части паровой турбины , содержащий установленную в сбросном паропроводе смесительную камеру, в конфузорной части которой размещен кольцевой распылитель с трубопроводами подвода охлаждающей ж.идкости и впрыскивающими отверсти ми 3. Недостатки известного пароохла дител  заключаютс  в том, что разме щение распылител  в центральной зон суженного участка загррмождает проходное сечение и ухудшает газодинамику дроб щего потока. Наличие скво ных отверстий в трубках, соедин ющих кольцевые камеры, при малых скорост :: дроб щего потока способствует образованию пристенного сло  жидкости на стенках суженного участка, котора  впоследствии образует влагу , представл ющую эрозионную угрозу лопаточному аппарату, а выполнение распылител  с неудобнообтекаемой формой создает за ним обширный кромочный след, в котором скорости |Цроб теаего потока низки и интенсив ность дроблени  мала, что также ведет к по влению на выходе из устройства влаги. Цель изобретени  - повышение зффективности дроблени  охлаждающей жидкости к увлажнени  сбрасываемого в выхлопную часть турбины пара. Указанна  цель достигаетс  тем, что в впрыскивающем пароохладителе выхлопной части паровой турбины , содержащем установленную в сбросном паропроводе смесительную камеру , в конфузорной части которой размещен кольцевой распылитель с трубопроводами подвода озглаждающей жидкости и впрыскивающими отверсти ми , кольцевой распылитель выполнен обтекаемой формы и разделен перегородкбй на внутреннюю и внешнюю камеры , к каждой из которых подключен трубопровод подвода охла щающей жидкости , а вприскивающие отверсти  выполнены в стенках камер со стороны входа потока пара. На фиг. 1 показано расположение пароохладител  в выхлопной части турбины, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 конструкци  пароохладител ; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 3. Впрыскивающий пароохладитель 1 установлен в сбросном паропроводе 2, соедин ющем через паросбросное устройство (ПСБУ) котел с выхлопной частью турбины (не показаны). Ввод пароогсладител  в паровое пространство выхлопной части турбины выполнен с учетом вращени  ротора через боковую стенку 3 между выхлопным патрубком 4 и трубным пучком 5 конденсатора б. Впрыскивающий пароохладитель 1 включает в себ  три последовательно расположенные по ходу пара части 7,8 и 9 - соответственно конфузорную , суженную цилиндрическую и диффузорную, В конфузорной части 7 размещен разделенный перегородкой 10 на внутреннюю и внешнюю камеры 11 и 12 с автономными трубопроводами 13 и 14 подвода охлаждающей жидкости (конденсата) кольцевой распылитель 15. Каждый из трубопроводов 13 и 14 подвода конденсата вместе с обтекател ми . 16 образует ребро жесткости, фиксирующее кольцевой распылитель 15 в конфузорной части 7. На внутренней и внешней стенках 17 и 18

кольцевого распылител  Ib со стороны входа парового потока выполнены по окрух ности впрыскивающие отверсти  19 и 20, ориентированные под углом к направлению потока. Часть 8 выбираетс  такой, чтобы во всем диапазоне эксплуатационнрлх режимов в ней или в ее выходноь. сечении устанавливались максимальна  - критическа  скорость пара, что предопредел ет интенсивность процессов дроблени  и перемешивани .

Конструкци  распылител  15 :;ыполнена обтекаемой формы с учетом аэродинамики потока в услови х околокритической скорости, минимального загромрхсдени  проточной части, создани  оптимальных условий дл  подвода и впрыска конденсата и маневренности .

Осева  прот женность распылител  15 имеет важное значение в том диапазоне режимов работы пароохлади- . тел  1, в котором струи жидкости обладают поних енным динамическим напором и не в состо нии полностью оторватьс  от впрыскивающих отверстий 19 и 20. При достаточной осевой прот женности распылител  15 образующиес  за впрыскивающими отверсти ми 19 и 20 ручьевые течени  успевают до срыва сформироватьс  в упор доченный пленочный поток, что сокращает путь и врем  последую щего дроблени  капель в следе.

Работа впрыскивающего пароохладител  осуществл етс  следующим образом .

На пусковых режима, а также режимах холостого хода и малых нагрузок сбрасываемой от котла через ПСБУ пар поступает по сбросному паропроводу ,2 в впрыскивающий пароохладитель 1. Одновременно конденсат по трубопроводу 13 подвода подаетс  во внутреннюю камеру 11, а оттуда через впЕ лскивающие отверсти  19 - в конфузорную часть 7. Проника  в высокоскоростное  дро разогнанного в конфузорной части 7 пара , струи жидкости дроб тс  и равномерно увлажн ют его.

Выбрасываема  из пароохладител  охлалщающа , паровод на  стру  подхватываетс  обратными течени ми и; перемеща сь в выхлопной патрубок 4, реализует теплосъем.

В режимах с малыми расходами конденсата струи на выходе из впрыскивающих отверстий 19 и 20 отжимаютс  паровым потоком к внутренней поверхности кольцевого распылител  15 и образуют на ней пленочное течение , которое за распылителем 15 формирует двухфазный кромочный след. Поскольку в кромочном следе дроб ща  способность пара понижена , распад капель совершаетс  менее

интенсивно и на большем пути,что в свою очередь определ ет минимально допустимую длину суженной цилиндрической части 8, котора  не должна быть настолько большой и при котО рой возможно образование пристенного сло  жидкости в результате вторичной сепарации на стенках суженной; цилиндрической части 8. Рациональное соотношение размеров распылител  проточной части устройства пристенного сло  жидкости - источника эрозионноопасной влаги и обеспечивает равномерное увлажнение всего расхода сбрасываемого пара.

При аварийном сбросе нагрузки, когда расход пара через сбросный паропровод 2 возрастает в несколько раз, конденсат подаетс  одновременно во внутреннюю и внешнюю камеры 11 и 12, а дл  предотвращени  образовани  пристенного течени  динамический напор струй конденсата, истекающих из внешней камеры 12, поддерживаетс  меньшим, чем дл  внутренней камеры 11. Это требование выполн етс  либо за счет уменьшени  расхода кон|денсата через внутреннюю камеру 11, либо (что предпочтительней с точки зрени  равномерности увлажнени  сбрасываемого пара) за счет увеличени  количества впрыскивгиощих отверстий 20 во внешней камере 12 при равных расходах конденсата через обе камеры 11 и 12 распылител  15.

Таким образом, удобообтекаема  форма предотвращает отрывные  влени  в окрестности распылител , а мала  ширина (следовательно, и прот женность ) кромочного следа способствует более раннему завершению дроблени  жидкости в следе, что исключает выброс крупной влаги в выхлопную часть турбины. Высока  интенсивность дроблени  в кромочном следе достигаетс  за счет применени  тонкой выходной кромки распылител . Равно- мерное распределение по окружности и наклон навстречу паровому потоку впрыскивающих отверстий позвол ет существенно увеличить область проникновени  жидкости в паровое  дро и. тем самым интенсифицировать процесс влажнени . Разделение распылител  1ерегородкой на внутреннюю и внешнюю камеры, кажда  из которых имеет свой диапазон режимов работы, позвол ет обеспечить равномерное увлажнение пара и избежать эрозионноопасной влаги в широком эксплуатационном интервале , охватывающем пропорциональное изменение расходов пара и конденсата в широком диапазоне, и повысить надежность турбины путем снижени  эрозионных повреждений выходных кромок рабочих лопаток последних ступеней и улучшени  условий охлаждени  выхлопных частей, А-А

2 /J

Фиг

Claims (1)

1. ВПРЫСКИВАЮЩИЙ ПАРООХЛАДИТЕЛЬ ВЫХЛОПНОЙ ЧАСТИ ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ, содержащий установленную в сбросном паропроводе смесительную камеру, в конфузорной части которой размещен кольцевой распылитель с трубопроводами подвода охлаждающей жидкости и впрыскивающими отверстиями, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности дробления охлаждающей жидкости и увлажнения сбрасываемого в выхлопную часть турбины пара, кольцевой распылитель выполнен обтекаемой формы и разделен перегородкой на внутреннюю и внешнюю камеры, к каждой из которых подключен трубопровод подвода охлаждающей жидкости, а впрыскивающие отверстия выполнены в стенках камер со стороны входа потока пара. 5

   - 5' Фиг.