впрыскивающий пароохладитель

Формула изобретения

Впрыскивающий пароохладитель, содержащий участок паропровода с установленной внутри защитной рубашкой и, по меньшей мере, одно водоподводящее устройство, выполненное в виде радиального штуцера с конусообразным донышком и внутренним цилиндрическим каналом, укрепленного на внешней поверхности стенки указанного участка паропровода, и консольно прикрепленного к донышку внутри штуцера водоподводящего насадка с форсункой на выходном конце, пропущенного через расположенные последовательно по оси штуцера отверстие в стенке участка паропровода и отверстие в стенке защитной рубашки вглубь последней на минимальную величину из условия возможности размещения форсунки в паровом объеме защитной рубашки, причем водоподводящий насадок снабжен с наружной стороны радиальными направляющими ребрами, а форсунка ориентирована в спутном направлении под углом к потоку пара, отличающийся тем, что насадок на всем протяжении выполнен прямолинейным, а внутренний канал штуцера выполнен по длине с меньшим диаметром на участке, примыкающем к отверстию в стенке участка паропровода, радиальные направляющие ребра расположены на насадке в пределах этого участка штуцера и выполнены заодно с телом насадка, на участке штуцера с большим диаметром внутреннего канала водоподводящий насадок с наружной стороны дополнительно снабжен радиальными ребрами-ограничителями осевого перемещения, причем наружный диаметр оребренного насадка на этом участке превышает диаметр участка внутреннего канала штуцера, примыкающего к отверстию в стенке участка паропровода, а выходной конец насадка в зоне форсунки снабжен защитной угловой крышкой, габариты которой не превышают наружного диаметра насадка.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в парогенераторах энергетических блоков для уменьшения температуры пара до заданного уровня.

Известен принимаемый в качестве прототипа изобретения впрыскивающий пароохладитель, содержащий участок паропровода с установленной внутри защитной рубашкой и по меньшей мере одно водоподводящее устройство, выполненное в виде радиального штуцера с конусообразным донышком и внутренним цилиндрическим каналом, укрепленного на внешней поверхности стенки указанного участка паропровода, и консольно прикрепленного к донышку внутри штуцера водоподводящего насадка с форсункой на выходном конце, пропущенного через расположенные последовательно по оси штуцера отверстие в стенке участка паропровода и отверстие в стенке защитной рубашки вглубь последней на минимальную величину из условия возможности размещения форсунки в паровом объеме защитной рубашки, причем водоподводящий насадок снабжен с наружной стороны радиальными направляющими ребрами, а форсунка ориентирована в спутном направлении под углом к потоку пара [1]. Расположение выходного конца водоподающего насадка вблизи отверстия в стенке защитной рубашки при консольном закреплении его к суживающемуся донышку штуцера позволяет уменьшить термические напряжения и динамические нагрузки на насадок от набегающего потока пара, увеличивая тем самым надежность работы пароохладителя. Вместе с тем указанному известному пароохладителю [1] присущи определенные недостатки. В частности, предусмотренное в [1] выполнение выходного участка с угловым изломом в виде "сапожка" существенно увеличивает поперечные габариты насадка, делая невозможными монтаж и ремонтную выемку насадка из штуцера или требуя неоправдано большого кольцевого зазора между насадком и штуцером с соответствующим увеличением наружного диаметра последнего. Кроме того, наличие направляющих ребер с наружной стороны насадка без принятия специальных мер в условиях высоких температур может привести к повреждению насадка из-за термических напряжений. Наконец, в случае поломки ничто не мешает выбросу насадка в паропровод с дальнейшим попаданием его в раздающий коллектор перед одной из ступеней пароперегревателя или даже в проточную часть турбины, что может привести к катастрофическим последствиям.

Достигаемым результатом настоящего изобретения является уменьшение габаритов и повышение надежности работы впрыскивающего пароохладителя. Указанный результат обеспечивается тем, что во впрыскивающем пароохладителе, содержащем участок паропровода с установленной внутри защитной рубашкой и по меньшей мере одно водоподводящее устройство, выполненное в виде радиального штуцера с конусообразным донышком и внутренним цилиндрическим каналом, укрепленного на внешней поверхности стенки указанного участка паропровода, и консольно прикрепленного к донышку внутри штуцера водоподводящего насадка с форсункой на выходном конце, пропущенного через расположенные последовательно по оси штуцера отверстие в стенке участка паропровода и отверстие в стенке защитной рубашки вглубь последней на минимальную величину из условия возможности размещения форсунки в паровом объеме защитной рубашки, причем водоподводящий насадок снабжен с наружной стороны радиальными направляющими ребрами, а форсунка ориентирована в спутном направлении под углом к потоку пара, согласно изобретению насадок на всем протяжении выполнен прямолинейным, а внутренний канал штуцера выполнен по длине с меньшим диаметром на участке, примыкающем к отверстию в стенке участка паропровода, радиальные направляющие ребра расположены на насадке в пределах этого участка штуцера и выполнены заодно с телом насадка, на участке штуцера с большим диаметром внутреннего канала водоподводящий насадок с наружной стороны дополнительно снабжен радиальными ребрами-ограничителями осевого перемещения, причем наружный диаметр оребренного насадка на этом участке превышает диаметр участка внутреннего канала штуцера, примыкающего к отверстию в стенке участка паропровода, а выходной конец насадка в зоне форсунки снабжен защитной угловой крышкой, габариты которой не превышают наружного диаметра насадка.

На чертеже изображен впрыскивающий пароохладитель согласно изобретению в продольном разрезе.

Впрыскивающий пароохладитель содержит участок 1 паропровода с установленной внутри защитной рубашкой 2 и по меньшей мере одно водоподводящее устройство, выполненное в виде радиального штуцера 3 с конусообразным донышком 4 и внутренним цилиндрическим каналом 5. Штуцер 3 укреплен на внешней поверхности стенки участка 1 паропровода. Внутри штуцера 3 к его донышку 4 консольно прикреплен сварным швом 6 водоподводящий насадок 7, пропущенный через расположенные последовательно по оси штуцера 3 отверстие 8 в стенке участка 1 паропровода и отверстие 9 в стенке защитной рубашки 2. Насадок 7 пропущен вглубь защитной рубашки на величину l, минимальную по условиям возможности размещения форсунки 11 в паровом объеме рубашки 2. Водоподводящий насадок 7 снабжен с наружной стороны радиальными направляющими ребрами 10. При этом внутренний канал 5 штуцера 3 выполнен по длине с меньшим диаметром D₁ на участке, примыкающем к отверстию 8 в стенке участка 1 паропровода, а радиальные направляющие ребра 10 расположены на насадке 7 в пределах этого участка штуцера 3 и выполнены заодно с телом указанного насадка. Насадок 7 на всем протяжении выполнен прямолинейным, а на своем выходном конце снабжен водяной форсункой 11, ориентированной в спутном направлении под углом =45^o к потоку охлаждаемого пара. На участке штуцера 3 с большим диаметром D₂ внутреннего канала 5 водоподводящий насадок 7 с наружной стороны дополнительно снабжен радиальными ребрами-ограничителями 12 осевого перемещения, причем наружный диаметр D₃ оребренного насадка на этом участке превышает диаметр D₁ участка внутреннего канала 5 штуцера, примыкающего к отверстию 8 в стенке участка 1 паропровода, имеющему диаметр, равный диаметру D₁. Выходной конец насадка 7 в зоне размещения форсунки 11 прикрыт защитной угловой крышкой 13, не выходящей по габаритам за пределы наружного диаметра указанного насадка.

Впрыскивающий пароохладитель согласно изобретению работает следующим образом.

Питательная вода по водоподводящему насадку 7 поступает в расположенную под углом 45^o в спутном по отношению к потоку пара направлении форсунку 11 и распиливается ею до мелкодисперсного состояния, охлаждая поступающий по паропроводу пар до требуемой температуры.

В процессе работы пароохладителя водоподводящий насадок 7, охлаждаемый проходящей через него водой, частично отбирает тепло от горячего донышка 4 штуцера 3. При этом разность температур в области сварного шва 6 снижается до уровня, при котором соответствующие термические напряжения не превышают допустимых пределов. Прямолинейная на всем протяжении форма насадка 7 с заменой углового "сапожка" угловой крышкой 13 обеспечивает возможность свободной установки и выемки указанного насадка из штуцера 3 при монтаже или ремонтных работах. Выполнение радиальных направляющих ребер 10 в выходной части насадка 7 заодно с его телом устраняет возможность появления в насадке термических напряжений, возникающих при сварном прикреплении указанных ребер. Наличие сужения кольцевого канала 5 со стороны примыкания штуцера 3 к участку 1 паропровода и расположение на насадке 7 дополнительных ребер 12 в расширенной части канала 5 препятствует выбросу насадка 7 при его поломке в паропровод, предотвращая тяжелое развитие аварийной ситуации. Предусмотренный в пароохладителе [1] защитный козырек предназначен для предохранения насадка с форсункой от динамического воздействия парового потока. Он тонкостенный, так же как и защитная рубашка, и удержать насадок 7 от выброса в случае его поломки не в состоянии. В пароохладителе согласно изобретению ввиду незначительной глубины ввода выходной части насадка 7 внутрь защитной рубашки 2 в установке перед насадком защитного козырька нет необходимости.

Источники информации

Патент РФ N 2066811, 6 F 22 G 5/12, 1996.