СЕПАРАТОР

Полезная модель относится к системам пуска прямоточных парогенераторов и может найти применение в других отраслях промышленности, где требуется осушка влажного пара.
Известны сепараторы, встроенные в тракт прямоточных котлов и размещенные на обводе встроенной задвижки, разделяющей тракт котла на испарительную и перегревательную части. Обычно такие сепараторы выполняются с нижними отводами осушенного пара и отсепарированной влаги, с центробежной круткой потока и использованием завихрителей в виде лопаточного аппарата или винта [1].
В качестве прототипа выбрана конструкция растопочного сепаратора с верхним отводом осушенного пара и нижним отводом воды, приведенная в [2] и опробованная в промышленных условиях [3].
Недостаток прототипа - недостаточное качество сепарации, большой захват влаги паром, унос и заброс ее в пароперегревательные поверхности нагрева.
Задача полезной модели - повышение качества сепарации за счет снижения влажности пара на выходе из сепаратора.
Сущность работы полезной модели
Предметом полезной модели является сепаратор, преимущественно растопочный прямоточных котлов, содержащий вертикальный корпус с патрубком бокового подвода пароводяной среды, нижним патрубком отвода воды и верхним патрубком отвода пара, при этом патрубок отвода пара изнутри снабжен коническим насадком, боковая поверхность которого перфорирована, а нижнее основание закрыто задвижкой.
Это позволяет повысить качество пара, уменьшить захват и вынос влаги в осевом направлении по центру потока, предотвратить забросы влаги в пароперегреватель, повысить ресурс металла и надежность поверхностей нагрева, расположенных за сепаратором.
Полезная модель имеет развитие, состоящее в том, что верхняя часть перфорированного насадка снабжена разгрузочными отверстиями (в один или более рядов), выполненными с большим проходным сечением по сравнению с другими отверстиями.
Это позволяет нормализовать работу сепаратора при повышенных растопочных нагрузках.
Полезная модель имеет другое развитие, состоящее в том, что заглушка насадка снабжена отверстиями, расположенными по периферийной части заглушки.
Это позволяет предотвратить скопление влаги в насадке, исключить коррозию металла.
Осуществление полезной модели
На фиг.1 изображен сепаратор, а на фиг.2 сечение по конусному насадку сепаратора.
Сепаратор содержит:
1. Корпус сепаратора
2. Верхнюю крышку сепаратора
3. Патрубок отвода пара
4. Патрубок отвода воды
5. Патрубок подвода пароводяной смеси
6. Успокоитель воды (крестовина)
7. Конический насадок с перфорацией
8. Заглушку насадка
9. Отверстия в заглушке
10. Разгрузочные отверстия конического насадка
Устройство работает следующим образом:
Пароводяная смесь по трубам 5 подводится по касательной в корпус сепаратора 1, где после крутки потока отделившийся пар направляется к конусному насадку 7 и патрубку отвода пара 3. По центру потока пар, двигаясь с большой осевой скоростью, захватывает по пути большое количество влаги, которая при ударе о заглушку 8 теряет скорость, круто меняет направление, отбрасывается на периферийную зону - стенки корпуса и стекает вниз, проходит через успокоитель 6 и отводится из сепаратора по патрубку отвода воды 4.
Торможение потока при ударе о заглушку 8 способствует эффективному выпадению влаги, дроблению капель в потоке. Улучшению сепарации воды и качества пара способствуют резкие смены направлений движения среды и входа пара в конусный перфорированный насадок 7 после огибания заглушки потоком. Это уменьшает захват влаги паром, который наблюдается при встречном движении, в прототипе, когда при больших скоростях пар срывает пленку воды, стекающую по внутренней стенке сепаратора, захватывает ее и выносит в патрубок отвода пара 3.
Отверстия 9 в заглушке 8 служат для предотвращения скопления влаги при остывании и выключении сепаратора из рабочих режимов, чтобы таким образом исключить коррозию самой заглушки и насадка.
Перфорация конического насадка 7 может пропустить ограниченное количество пара. Увеличенные нагрузки на сепаратор приводят к повышению гидравлического сопротивления и снижению расхода пара на выходе из сепаратора. Поэтому в режимах с повышенными растопочными нагрузками установка в верхней части насадка дополнительных (в один, два и более ряда) разгрузочных отверстий 10 большего диаметра позволяет нормализовать работу сепаратора во всех режимах, вплоть до выхода на прямоточный режим.
Промышленная применимость
Полезная модель может быть реализована как на базе серийно выпускаемых прямоточных котлов с растопочными сепараторами, так и на реконструированных энергообъектах, использующих данное оборудование.
Источники информации
1. Электрические станции. - 1978 г., №1, стр.20-22.
2. А.П.Ковалев и др. Парогенераторы, М., Энергоатомиздат, 1985 г., стр.231.
3. Теплоэнергетика. - 2005 г. - №2, стр.62-65.