СЕПАРАТОР ВЛАГИ
MOISTURE SEPARATOR

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в турбоустановках атомных электростанций.
Известен сепаратор влаги, содержащий вертикальный корпус, в боковой стенке которого установлен патрубок подвода влажного пара, и сепарационные блоки, установленные в корпусе с образованием центрального и периферийного горизонтальных рядов, расположенных по высоте корпуса на уровне патрубка подвода влажного пара, причем в каждом ряду сепарационные блоки соединены через гидрозатворы с патрубком отвода сепарата, установленным в нижней стенке корпуса (RU 2397407, 20.08.2010).
Расположение сепарационных блоков с образованием центрального и периферийного горизонтальных рядов снижает необходимую высоту корпуса и, соответственно, металлоемкость сепаратора влаги.
Однако при выполнении сепаратора влаги в составе сепаратора-пароперегревателя, то есть в одном корпусе с пароперегревателем, такая конструкция не обеспечивает равномерность раздачи осушенного пара по межтрубному пространству пароперегревателя. Осушенный пар поднимается к пароперегревателю периферийным и центральным потоками, а над камерой влажного пара, образованной центральным и периферийным сепарационными блоками, образуется паровой вихрь. Это приводит к неравномерности распределения пара по межтрубному пространству пароперегревателя и снижению его тепловой мощности, что ухудшает экономичность турбоустановки, в которую он включен.
К настоящему изобретению наиболее близким техническим решением из известных технических решений (прототипом) является вертикальный корпус, в боковой стенке которого установлен патрубок подвода влажного пара, а также сепарационные блоки, установленные в корпусе с образованием верхнего горизонтального ряда и, по меньшей мере, одного нижнего горизонтального ряда, расположенного по высоте корпуса на уровне патрубка подвода влажного пара, причем в каждом ряду сепарационные блоки соединены с патрубком отвода сепарата, установленным в нижней стенке корпуса, а сепарационные блоки нижнего ряда соединены с патрубком отвода сепарата через гидрозатворы (SU 368448, 23.06.1969).
Недостатком прототипа является пониженная интенсивность сепарации влаги из-за неравномерного отвода от сепарационных блоков отсепарированной влаги и осушенного пара.
Неравномерный отвод влаги в конструкции обусловлен использованием общих каналов и общего гидрозатвора для отвода сепарата от сепарационных блоков верхнего и нижнего рядов, что может привести к переполнению части каналов и проскоку части влаги через соответствующие сепарационные блоки.
Неравномерность отвода осушенного пара от сепарационных блоков верхнего и нижнего рядов объясняется тем, что для отвода осушенного пара в прототипе используется только центральная полость, образованная сепарационными блоками, то есть используется только часть поперечного сечения корпуса. Это приводит к неравномерному отводу осушенного пара от сепарационных блоков, увеличивает рабочую скорость потока в одних сепарационных блоках и уменьшает в других сепарационных блоках, что также отрицательно сказывается на сепарации влаги в аппарате.
Технической задачей изобретения является повышение сепарационной способности сепаратора влаги.
Техническая задача решается в сепараторе влаги, содержащем вертикальный корпус, в боковой стенке которого установлен патрубок подвода влажного пара, а также сепарационные блоки, установленные в корпусе с образованием верхнего горизонтального ряда и, по меньшей мере, одного нижнего горизонтального ряда, расположенного по высоте корпуса на уровне патрубка подвода влажного пара, причем в каждом ряду сепарационные блоки соединены с патрубком отвода сепарата, установленным в нижней стенке корпуса, а сепарационные блоки нижнего ряда соединены с патрубком отвода сепарата через гидрозатворы, при этом сепарационные блоки верхнего ряда установлены с наклоном к боковой стенке корпуса и соединены с патрубком отвода сепарата через дополнительные гидрозатворы.
Установка сепарационных блоков верхнего ряда с наклоном к боковой стенке корпуса позволяет использовать для выхода осушенного пара из сепарационных блоков не только центральную полость корпуса, образованную сепарационными блоками нижнего ряда, но еще и всю периферию корпуса. В результате обеспечивается равномерность отвода осушенного пара и интенсивная сепарация пара в блоках. При этом использование для отвода сепарата из сепарационных блоков верхнего ряда дополнительных гидрозатворов снизит вероятность их переполнения.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен общий вид сепаратора влаги в составе сепаратора-пароперегревателя; на фиг.2 - разрез А-А фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б фиг.2; на фиг.4 - разрез В-В фиг.3.
Сепаратор влаги содержит вертикальный корпус, в боковой стенке 1 которого установлен патрубок 2 подвода влажного пара, а также сепарационные блоки 3, 4 и 5. Сепарационные блоки 3 установлены в корпусе с образованием верхнего горизонтального ряда, а сепарационные блоки 4 и 5 - двух нижних горизонтальных рядов, расположенных по высоте корпуса на уровне патрубка 2 подвода влажного пара.
В каждом ряду сепарационные блоки соединены с патрубком 6 отвода сепарата, установленным в днище 7 корпуса. В нижних рядах сепарационные блоки 5 соединены с патрубком 6 через гидрозатворы 8, а сепарационные блоки 4 - через стояки 9, расположенные между сепарационными блоками 5, и гидрозатворы 10. В верхнем ряду сепарационные блоки 3 установлены с наклоном к боковой стенке 1 корпуса и соединены с патрубком 6 отвода сепарата через желоб 11, стояки 12 и 13, а также гидрозатвор 14.
Гидрозатворы 8, 10 и 14 расположены под перегородкой 15, над которой установлены сепарационные блоки 3, 4 и 5. Перегородка 15 с днищем 7 корпуса образует полость 16, которая через патрубок 6 отвода сепарата соединена с сепаратосборником (не показан), размещенным за пределами корпуса.
При использовании сепаратора влаги в составе сепаратора-пароперегревателя в верхней части корпуса размещаются трубчатый пароперегреватель 17 первой ступени и трубчатый пароперегреватель 18 второй ступени перегрева пара. Трубное пространство пароперегревателя 17 первой ступени перегрева соединено через соответствующие камеры центрального коллектора 19 с трубопроводом 20 подвода греющего пара и с трубопроводом 21 отвода конденсата греющего пара. Пароперегреватель 18 второй ступени перегрева соединен трубным пространством через соответствующие камеры центрального коллектора 22 с трубопроводом 23 подвода греющего пара и с трубопроводом 24 отвода конденсата греющего пара.
В верхней части корпуса закреплен патрубок 25 отвода перегреваемого пара. Между блоками 3 верхнего ряда предусмотрены уплотнительные листы 26.
Сепаратор влаги в составе сепаратора-пароперегревателя работает следующим образом.
Влажный пар через патрубок 2 поступает в корпус и равномерно распределяется по сепарационным блокам 3, 4 и 5. В результате сепарации влажного пара под блоками 3, 4 и 5 собирается сепарат, который сбрасывается затем в патрубок 6 отвода сепарата в сепаратосборник. При этом из блоков 3 верхнего ряда сепарат сбрасывается в патрубок 6 посредством желоба 11, стояков 12 и 13, гидрозатворов 14 и полости 16. Из блоков 4 нижнего ряда сепарат сбрасывается в патрубок 6 по стоякам 9, далее через гидрозатворы 10 и полость 16. Из блоков 5 нижнего ряда сепарат сбрасывается в патрубок 6 через гидрозатворы 8 и полость 16.
Осушенный пар после сепаратора влаги проходит сначала межтрубное пространство пароперегревателя 17 первой ступени перегрева, а затем межтрубное пространство пароперегревателя 18 второй ступени перегрева, где перегревается до заданной температуры. Перегретый пар выводится из корпуса 1 через патрубок 25.
Греющий пар по трубопроводам 20 и 23, соответствующие камеры центральных коллекторов 19 и 22 подается в трубные пространства пароперегревателей 17 и 18, где этот пар конденсируется, отдавая тепло перегреваемому пару. Конденсат греющего пара отводится от пароперегревателей 17 и 18 по трубопроводам 21 и 24, соответственно.