Система утилизации отработавшего пара вспомогательных турбомеханизмов корабельной энергетической установки

 

СИСТЕМА УТИЛИЗАЦИИ ОПРКБО ТАВШЕГО ПАРА ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ ТУРБОМЕХАНИЗМОВ КОРАБЕЛЬНОЙ ЭНЕРГЕТИЧВС .КОЙ УСТАНОВКИ, включсисцей конденсатор с подключенным к нему через трубопровод отсоса неконденсирующихся газов главным эжектором, содержащая подо1реватель питaтeJiьнoй воды , подключенный посредством трубопровода отработавшего пара к турбине вспомогательных турбомеханизмов, о т ли ч аюцая ся тем, что, с целью повышения экономичности, она снабжена дополнительным имекжцим холодильник эжектором, установленным в трубопроводе отсоса перед главным эжектором и подключенным по рабочей ё среде к трубопроводу отработавшего пара при помощи регулируемого по давлению пара после турбины клапана.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

N»

РЕСПУБЛИК

3Qi9 F 01 К 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЮСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO 4ЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 0THPblTWI (21) . 3439225/24-06 (22 ) 02.03.82 (46) 23.01.84, Бюл. В 3 (72) Н.С.Тушаков, .B.A.×ìûðü, Л.П.Яник, В.В.Некрасов, К.Х .Лазариди и И.С.Лавриненко (71) Ленинградский ордена Трудового

-Красного Знамени институт текстильной и легкой провыиленности нм.С.M.Êèðîâà и Ленинградский судостроительный завод им.А.А.М(данова (53) 621.165(088.8) (56) 1. Курзон A.Ã. Основы теОрии и проектирования судовых паротурбинных установок. Л., Судостроение", 1974, с. 48.

2. Там же, с. 109.

„„SU„„ I 068602 A (54 ) (57) СИСТЕИА УТИЛИЗАЦИИ ОГРАБО»

ТАВШЕГО ПАРА ВСПОИОГАТЕЛЬНЫХ ТУРБОИЕХАНИЗИОВ КОРАБЕЛЬНОИ ЭНЕРГЕТИЧЕС.КОй УСТАНОВКИ, включакшей конденсатор с подключенным к нему через трубопровод отсоса неконденсирукицихся газов главным эжектором, содержашая подогреватель питательной воды, подключенный посредством трубопровода отработавшего пара к турбине вспомогательных турбомеханизмов, о т л и ч а ю ш а я с я тем, что, с целью повышения экономичности, она снабжена дополнительным имекщим холодильник эжектором, установленным в трубопроводе отсоса перед главным зжектором и подключенным по рабочей Ф среде к трубопроводу отработавшего пара при помощи регулируемого по давлению пара после турбины клапана.

1068602

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть применено преимущественно в энергетических установках, работакщих в широком диапазоне нагрузок и имекщих в своем составе вспомогательные турбомеханизьм (DM), отработавший пар которых используется для регенеративного подогрева питательной воды.

Известна корабельная энергетическая установка, содержащая главный 10 турбозубчатый.агрегат (ГТЗА), конденсатор с подключенным к нему эжектором, турбину вспомогательных турбомеханизмов, выход которой соединен подогревателем питательной воды с . общесудовыми потребителями пара (1).

Недостатком данной установки является невозможность ликвидации всего избытка пара во всем диапазоне возможных переменных нагрузок ГТЗЛ.

Применение специальных BM малых ходов так же, как дроблений мощности

BN и черезмерное их резервирование ухудшает маневренные и массогабаритные характеристики установки, отрицательно влияют на удобство ее обслуживания и т.п, Применение последних двух вариантов не всегда возможно и, как правило, также не в состоянии обеспечить полной ликвидации всего количества избыточного пара.

Известна система утилизации отработавшего-парa вспомогательных механизмов корабельной энергетической установки, включающая турбину ГТЗЛ, конденсатор с подключенным к нему через трубопровод отсоса неконденсирующихся газов главным эжектором, содержащая подогреватель питательной воды, подключенный посредством трубо провода отработавшего пара к турби- 40 не вспомогательных турбомеханизмов, снабженной также патрубком отвода отработавшего пара в .проточную часть турбины ГТЗА Р27

45 полезный эффект от подобного использования избыточного пара сопровождается дополнительным выигрышем в виде приращения внутреннего КПД последних ступеней главной турбины на частичных ее нагрузках, так как при

50 оптимальном выборе места для ввода избыточного пара в последующих за ним ступенях проточной части отношение окружной скорости лопаток к скорости входа в них пара приближается 55 к значениям, имеющим место в других ступенях турбины, обуславливая общий рост внутреннего КПД всей турбины.

Недостатком известной установки является существенное усложнение кон 60 струкции главной турбины, связанной с необходимостью подвода в ее проТдчную часть избыточного отработавшего пара ВМ. Более того, переменность параметров этого пара ня различных режимах установки, обуславливая переменное значение оптимальной координаты точки ввода в турбину вдоль ее проточной части, вообще ставит под сомнение целесообразность такого усложнения, поскольку разработка устройства, реализующего ввод пара в различных местах проточной части турбины в зависимости от его параметров, становится проблематичной.

Целью изобретения является повышение экономичности °

Поставленная цель достигается тем, что система утилизации отработавшего пара вспомогательных турбомеханизмов корабельной энергетической установки, включающей конденсатор с подключенным к нему через трубопровод отсоса неконденсируеьих газов главным эжектором, содержащая подогреватель питательной воды, подключенный посредством трубопровода отработавшего пара к турбине вспомогательных турбомеханизмов (ВМ), снабжена дополнительным, имеющим холодильник, эжектором, установленным в трубопроводе отсоса перед главным эжектором и подключенным по рабочей среде к трубопроводу отработавшего пара при помощи регулируемого по дава лению пара после турбины клапана.

На чертеже изображена система утилизации отработавшего пара вспомогательных механизмов корабельной энергетической установки.

Система содержит турбину 1 вспомогательных турбомеханизмов с трубопроводом 2 отработавшего пара, подключенным к подогревателю 3 питательной воды, конденсатор 4 с трубопроводом 5 отсоса неконденсируемых газов, на котором последовательно по ходу газов установлены дополнительный эжектор 6 с холодиль ником 7 и главный эжектор 8, регулируемяй по давлению клапан 9 с дополнительным механизм 10, размещенный на дополнительно установленном трубопроводе 11 между дополнительным эжектором 6 и трубопроводом 2 отработавшего пара, устройство 12, измеритель 13 давления пара в трубопроводе 2, задатчик 14, причем исполнительный механизм 10 клапана 9 подключен к устройству 12.

Система работает следукщим образом.

Отрабдтавший пар турбины 1 ВМ. по трубопроводу 2 поступает в качестве греющей среды в подогреватель 3, где отдает свое тепло питательной воде. На частичных режимах работы установки уменьшакщееся со снижением нагрузки BM количество отработавшего пара начинает превышать уменьшающуюся .потребность в этом паре для подогрева питательной воды. В

1068602

Составитель В.Чирков

Редактор П.Коссей Техред В.Далекорей КоРРектоР M.Äåì÷èê, Заказ 11439/28 Тираж 508 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 результате давление пара в трубопроводе 2 начинает расти . С достижением определенн"ro давления, заданного при настройке задатчика 14, устройство 12, сравнивающее сигналы от измерителя 13 и задатчика 14, подает на исполнительный механизм 10 управляющий сигнал для открытия регулируемого. клапана 9.

Клапан 9 соединяет трубопровод 2 с дополнительным эжектором 6 K избыток пара по трубопроводу 11 поступает к соплу дополнительного эжектора 6. Даже при допущении, что турбины вспомогательных механизмов имеют на выходе гораздо более низ- 15 кие.противодавления порядка 2

5 кг/см, чем ранее указанные, от2 работавший пар, имея при этом удель ные объемы У, = 0,892-0,36 м3/кг, при попадании в дополнительный 20 эжектор получает .возможность расшириться в нем до удельных объемов

V „ = 68,2-35,6 м /кг, соответствующих минимально достижимым в конденсаторе давлениям 0,02-0,04 кг/см2, т.е,. может расшириться в Y")Ч л и = .75 — 100 раэ.

Приведенные цифры доказывают работоспособность такого эжектора, предназначенного -для углубления вакуума в главном конденсаторе от значений, обеспечиваемых при работе главного эжектора, до более низких значений, достижимых при последовательном подключении дополнительного

35 эжектора к Работающему главному.

Через диффузор дополнительного эжек. тора,6, минимальное проходное сечение которого определяют исходя из минимально достижимых к конденсато- 40 ре 4 давлений, предварительно сжатая в нем паровоздушная смесь из приемной камеры эжектора 6 попадает в холодильник 7, где большая ча=ть пара из этой смеси конденсируется. Оставшаяся часть отсасывается нз холодильника 7 в приемную камеру главного эжектора 8.

При возрастании нагрузки установки давление в трубопроводе 2 падает.

С падением этого давления ниже значения, на которое настроен задатчик

14, клапан 9 отключает трубопровод

2 от трубопровода 11 и эжектора 6 .

При этом отсасываемая из конденсатора 4 паровоздушная смесь .с параметрами, соответствующими месту отсоса из конденсатора 4, через проточную часть бездействующего эжектора 6 аис-. тупает в его холодильник 7 и после конденсации из нее части пара с уменьшенным массовым расходом - в приемную камеру главного эжектора 8. Благодаря сокращению массового расхода среды, сжимаемой в эжекторе 8, у него появляется способность снизить давление в конденсаторе.

Таким образом, использование отработавшего пара турбины 1 BN корабельной энергетической установки для предварительного сжатия отсасываемой из конденсатора 4 паровоздушной смеси позволяет повысить экономичность и надежность установки за счет повышения располагаемого теплоперепада и внутреннего КПД главной турбины и улучшения качества конденсата, получаемого в главном конденсаторе 4 при обеспечении полноценного участия в теплообмене практически всей его поверхности охлаждения.