способ определения гидравлической плотности конденсатора паротурбинной установки и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ определения гидравлической плотности конденсатора паротурбинной установки путем замера измерителями солености отобранного из конденсатора конденсата, отличающийся тем, что производят в каждом пролете конденсатора отвод конденсата с трубных пучков к трубной доске, отбирают пробы конденсата из зон нижних частей трубных досок и измеряют соленость каждой из указанных проб конденсата.

2. Устройство для определения гидравлической плотности конденсатора паротурбинной установки, содержащее конденсатор с трубными пучками и трубными досками, измеритель солености для замера солености конденсата, отличающееся тем, что конденсатор имеет ловушки-конденсатосборники, например, в виде желобов, размещенные на трубных досках в их нижней части, вдоль их длины под трубными пучками, при этом оси трубок трубных пучков наклонены к горизонту, каждая ловушка-конденсатосборник соединена с измерителями солености.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что ловушки-конденсатосборники разделены по длине трубных досок на отсеки, каждый из которых сообщен с измерителями солености.

4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что конденсатор имеет нагревательные элементы, например, в виде обогреваемых труб, под каждой ловушкой-конденсатосборником.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при создании и эксплуатации паротурбинных установок.

Известен способ для определения гидравлической плотности конденсатора, в котором измеряют соленость и расход основного конденсата в напорной магистрали конденсаторного насоса, солености конденсата греющего пара и охлаждающей (заборной) воды, по результатам измерений формируют сигнал, характеризующий гидравлическую плотность конденсатора [1] Этот способ предусматривает использование устройства, которое содержит измерители солености основного конденсата, греющего пара, охлаждающей воды и измеритель расхода конденсата, связанный с ними блок определения солености [1]

Известные способ и устройство не обладают высокой точностью и надежностью, поскольку позволяют регистрировать лишь достаточно большие протечки охлаждающей воды вследствие разбавления попавших в конденсатор солей и продуктов коррозии в общем количестве основного конденсата перед замером солености последнего. По той же причине эти способ и устройство не позволяют уловить присос через повреждения труб по длине конденсатора.

Другим недостатком является невозможность определения мест протечек трубного пучка, что приводит к продолжительному поиску мест и в результате к снижению выработки электроэнергии.

Известен способ определения гидравлической плотности путем замера солености основного конденсатора, отбираемого из конденсатосборников каждой половины конденсатора и (или) замера солености части основного конденсата, отбираемого из дренажных трубопроводов солевых отсеков, на днище конденсатора у крайних трубных досок [2]

Известный способ, выбранный за ближайший аналог, позволяет определять присос охлаждающей воды (повышение солености) в каждой половине конденсатора и в солевых отсеках. В результате за счет меньшего разбавления протечек основным конденсатом и улавливания части протечек в солевых отсеках несколько повышается чувствительность способа.

Однако известный способ не позволяет уловить присос охлаждающей воды через микротрещины или разрушения труб по всей их длине в каждой половине конденсатора, достоверно определить избыток солей и продуктов коррозии, попадающих в конденсатор при пуске и разгрузке установки, поскольку соли и продукты коррозии разбавляются перед их замером конденсатом, скопившемся на днище конденсатора.

Для реализации указанного способа предназначено известное устройство, которое содержит конденсатор с трубными пучками, закрепленными в крайних и промежуточных трубных досках, с солевыми отсеками на днище у крайних трубных досок, солемеры для замера солености конденсата из солевых отсеков и (или) из соответствующей половины конденсатора [2]

Это устройство, как и способ, в котором оно использовано, частично решает проблему повышения точности определения гидравлической плотности в зоне крайних трубных досок. Однако устройство, как и способ, не позволяет уловить и вывести соли, попадающие через трещины, свищи, случайные механические повреждения трубок в средней их части по длине, так как предназначено для улавливания протечек, поступивших на днище конденсатора и смешанных с основным конденсатом.

Задача изобретения создать такие способ и устройство для его осуществления, которые позволяли бы получить более точный достоверный сигнал о гидравлической плотности по всей длине трубного пучка конденсатора за счет обеспечения улавливания протечек при меньшем содержании солей в основном конденсате из любого пролета трубного пучка по длине трубного пучка в этом пролете.

Эта задача решена в способе определения гидравлической плотности конденсатора паротурбинной установки путем замера измерителями солености отобранного из конденсатора конденсата, в котором в соответствии с сущностью изобретения производят отвод в любом пролете конденсатора конденсата с трубных пучков к трубной доске, отбирают пробы конденсата из зон нижних частей трубных досок и измеряют соленость из указанных проб конденсата.

Изолированные друг от друга отборы конденсата с трубных досок позволяют производить замеры солености конденсата раздельно по всей длине трубного пучка. При этом за счет отвода подавляющей части конденсата через зоны нижней части трубных досок обеспечено улавливание протечек охлаждающей воды по всей длине пролета между соседними трубными досками.

В то же время отбор конденсата непосредственно с нижних частей трубных досок до его стекания в основной конденсат и перемешивания с последним позволяет получить достоверную информацию о содержании солей в паровом пространстве между охлаждающими трубками в каждом пролете трубного пучка.

Реализация способа согласно изобретению может быть осуществлена с помощью устройства, содержащего конденсатор с трубными пучками и трубными досками, измеритель солености для замера солености конденсата, в котором в соответствии с сущностью изобретения конденсатор имеет ловушки-конденсатосборники, например, в виде желобов, размещенные на трубных досках в их нижней части, вдоль их длины под трубными пучками, при этом оси трубок трубных пучков наклонены к горизонту, каждая ловушка-конденсатосборник соединена с измерителем солености дренажным трубопроводом.

Так как наклон трубок обеспечивает в каждом пролете трубного пучка стекание как конденсата, так и охлаждающей воды, просочившейся через трещины или другие разрушения по этим трубкам к соответствующей трубной доске, то в ловушке-конденсатосборнике обеспечен сбор присоса охлаждающей воды по всей длине трубок в пролете. В результате обеспечена возможность улавливания присоса охлаждающей воды через повреждения трубок между промежуточными трубными досками и определяется пролет, имеющий повреждения трубок.

Для обеспечения определения конкретного поврежденного трубного пучка в пролете ловушки-конденсатосборники могут быть разделены по длине трубных досок на отсеки посредством перегородок.

Под трубными досками могут быть установлены нагревательные элементы по их длине, например, в виде обогревательных труб для уменьшения переохлаждения и аэрации основного конденсата при переливании в него конденсата из ловушек.

На фиг.1 изображено устройство определения гидравлической плотности конденсатора паротурбинной установки, общий вид; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1.

Устройство содержит конденсатор 1, трубные пучки 2, расположенные в корпусе 3 и закрепленные в крайних 4 и промежуточных 5 трубных досках, ловушки-конденсатосборники 6 в виде желобов, закрепленных на одной из крайних 4 и промежуточных 5 досках в их нижней части под трубными пучками 2 с трубками 7, наклоненными к горизонту, например, под углом 5^o.

Ловушки 6 соединены дренажными трубопроводами 8 через переключатель 9 с измерителем солености (солемером) 10. На дренажных трубопроводах 8 установлены дренажные насосы 11.

Элементы описанного устройства используются для осуществления способа согласно изобретению.

Способ осуществляется следующим образом. Производят в пролетах конденсатора отвод конденсата и охлаждающей воды с поверхности всех трубок 7 в пределах пролета к трубной доске 4 (5), на которой со стороны данного пролета размещена ловушка 6. Отвод производят посредством наклона осей труб 7 к горизонтальной плоскости.

Поочередно отбирают насосом 11 через дренажный трубопровод 8 пробу конденсата из каждой ловушки 6 и направляют эту пробу посредством переключателя 9 к солемеру 10, которым производят замер солености пробы конденсата из данной ловушки 6. По результатам замера судят о превышении нормативных значений солености конденсата, т. е. о нарушении гидравлической плотности конденсатора.

Отбор проб конденсата из ловушек 6 и замер солености этих проб можно производить одновременно при использовании индивидуального солемера для каждой ловушки 6, подключенного к ее дренажному трубопроводу 8 после насоса 11. Засоленный конденсат, накопившийся в ловушке 6, представляет смесь конденсата пара и протечек охлаждающей воды внутри одного пролета между соседними трубными досками 4, 5 (5,5) и имеет повышенную концентрацию, поскольку протечка охлаждающей воды разбавляется не всем количеством конденсата, а его малой частью, образовавшейся в пределах данного пролета. Это позволяет повысить чувствительность способа и уловить протечки на более ранней стадии повреждения трубок, когда общее солесодержание основного конденсата еще не превысило норму технической эксплуатации. При этом по месту отбора пробы конденсата из ловушки 6 легко определить часть трубного пучка, где произошло нарушение гидравлической плотности, что сокращает время поиска и устранения повреждений, заметно снижая ущерб, связанный с недовыработкой энергии.

Устройство для реализации способа содержит помимо описанных выше элементов конденсатосборник основного конденсата 12 с напорной магистралью 13 конденсатного насоса 14 и измеритель солености 15.

Для облегчения поиска мест повреждений в поперечном направлении полета в ловушках-конденсатосборниках 6 дополнительно устанавливают перегородки 16, которые делят ловушки 6 на отсеки 17, каждый из которых размещен под одним трубным пучком 2.

Кроме того, устройство может быть снабжено нагревательными элементами, выполненными в виде обогреваемых труб 18, установленных под каждой ловушкой-конденсатосборником 6 для исключения переохлаждения и аэрации основного конденсата при стекании конденсата из ловушек 6 в конденсатосборник 12.

Устройство работает следующим образом.

Конденсат отработавшего в турбине пара, образующийся на поверхности трубок 7, стекает по наклонным трубкам 7 к трубной доске 4 (5), а затем попадает в ловушку-конденсатосборник 6 соответствующего пролета и стекает из нее в конденсатосборник 12, откуда откачивается конденсатным насосом 14 в систему регенерации паровой турбины. При определении гидравлической плотности конденсат, скопившийся в ловушке 6, откачивается соответствующим ей насосом 11 из всей ловушки 6 или при выполнении отсеков 17 по ее длине из каждого отсека 17 посредством дополнительных дренажных трубопроводов и насосов (не показаны) к отдельному или к общему солемеру 10 через переключатель 9. Солемер 10 формирует сигнал, характеризующий соленость конденсата каждой отобранной пробы, который сравнивают с заданным нормативным значением.

Одновременно для приближенной оценки гидравлической плотности в напорной магистрали 13 можно измерять соленость основного конденсата солемером 15.

Нагревательные элементы в виде труб 18 обогреваются паром горячим конденсатом, подаваемым через общий коллектор (не показан). Сконденсированный пар в виде конденсата стекает при переполнении ловушек-конденсатосборников 6 на расположенные под ними трубы 18, а с них в основной конденсат. При этом снижается переохлаждение и аэрация основного конденсата.

Как следует из изложенного, изобретение позволяет в сравнении с ближайшим аналогом более точно и оперативно определить как факт повреждения трубок трубного пучка, так и место этого повреждения. Это обеспечивает повышение надежности и увеличение ресурса работы турбоустановки, позволяет сократить время работы с недовыработкой энергии во время ремонта конденсатора.

Кроме того, на переменных режимах в период пусковых операций, промывки или резкого изменения режима облегчается определение наиболее сильных источников поступления продуктов коррозии в конденсатор.