Способ консервации оборудования энергоблока
Владельцы патента RU 2246662:
Федеральное государственное унитарное предприятие "Электрогорский научно-исследовательский центр по безопасности атомных электростанций" (ФГУП"ЭНИЦ") (RU)
Изобретение относится к тепловой и атомной энергетике и может быть использовано для консервации оборудования энергоблока осушенным воздухом. В предлагаемом изобретении при проталкивании через оборудование энергоблока воздуха подают влажный воздух на вход разгонного сопла и охлаждают его путем политропного процесса расширения до температуры, меньшей температуры паров насыщения воды, содержащихся в подаваемом воздухе, подают в сепарационную полость, разделяют на жидкостную и сухую составляющие, подают жидкостную составляющую на вход водяного диффузора, а осушенную составляющую на вход воздушного диффузора, с выхода которого воздух подают на энергоблок. Изобретение позволяет уменьшить атмосферную коррозию поверхностей нагрева в межэксплуатационный период. 2 ил.
Изобретение относится к тепловой и атомной энергетике и может быть использовано для консервации оборудования энергоблока осушенным воздухом.
Известен способ консервации оборудования энергоблока воздухом с применением турбовоздуходувки, заключающийся в проталкивании воздуха через оборудование энергоблока и сбросе отработанного воздуха через конденсатор в атмосферу (Методические указания по организации консервации теплоэнергетического оборудования воздухом. РД153-34.1-30.-502.-00; "Служба передового опыта ОРГРЭС", М., 2000).
Основной недостаток этого способа заключается в том, что через энергоблок пропускается и сбрасывается в конденсатор влажный воздух, результатом чего является атмосферная коррозия поверхностей нагрева в межэксплуатационный период.
Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в снижении скорости коррозионных процессов в тракте консервируемого энергоблока.
Достижение технического результата создается за счет того, что воздух, проталкиваемый через оборудование энергоблока, предварительно осушают в инерционном сепараторе.
На фиг.1 показана упрощенная схема консервации энергоблока для реализации предлагаемого способа.
Основными элементами схемы являются парогенератор 1, турбоустановка 2, конденсатор 3, конденсатный насос 4, подогреватель низкого давления (ПНД) 5, деаэратор 6, питательный насос 7, подогреватель высокого давления 8, арматура 9, фильтр 10, воздуходувка 11, влагосборник 12, инерционный сепаратор 13.
Способ консервации осуществляется следующим образом. После остановки блока включают в работу воздуходувку 11, которая подает влажный воздух на инерционный сепаратор 13.
С помощью сепаратора воздух разделяют на два потока. Один из них является сухим воздухом, другой высоковлажным. Сухой воздух подают на вход парогенератора и далее через турбоустановку в конденсатор и во влагосборник, а высоковлажный воздух сбрасывают во влагосборник.
Работа инерционного сепаратора, принципиальная схема которого показана на фиг.2, основана на центробежных эффектах. Воздух, поступивший в инерционный сепаратор, сначала ускоряется в разгонном сопле 14 до скорости, при которой воздух, в соответствии с законами газовой динамики, охлаждается до температуры, ниже температуры насыщения паров воды, содержащихся в воздухе. При этих термодинамических условиях пары воды начинают конденсироваться из воздуха. В тракте инерционного сепаратора капли влаги выпадают на сепарирующую поверхность 15, образуя за счет центробежных эффектов высокоскоростную пленку жидкости. Пленка улавливается захватывающей щелью 18 водяного диффузора 19 инерционного сепаратора, в котором тормозится и отводится во влагосборник. Осушенный воздух из сепарационной 16 полости инерционного сепаратора подается через воздушный диффузор 17 и трубопроводы на энергоблок в соответствии с фиг.1.
В качестве примера рассмотрим работу способа при следующих условиях. Параметры воздуха на выходе из воздуходувки: давление (Ро), температура (to), абсолютная влажность (do), соответственно равны Ро=0,18 МПа, to=70°С, do=15 г/м3.
При этих условиях воздух, если его ускорить до критической скорости, определяемой по уравнению
(Щегляев А.В., Паровые и газовые турбины, изд-во "Энергия", 1967 г.)
приобретет температуру
(Абрамович Г.Н., Прикладная газовая динамика, М.: Гостехиздат, 1953 г.).
В данных уравнениях ν0 - удельный объем воздуха на входе в инерционный сепаратор; k=1,4 - коэффициент адиабаты воздуха; М=1 - относительная скорость воздуха по отношению к скорости звука в воздухе.
При этих условиях давление в реперных точках инерционного сепаратора на срезе разгонного сопла (Р*) и выходном сечении воздушного диффузора в предположении адиабатических процессов ускорения и торможения, подчиняющихся закону PVK=const, составляет, соответственно, Р*=0,097 МПа, Р∂=0,13 МПа, а температура воздуха на выходе из инерционного сепаратора в соответствии с законом Менделеева-Клапейрона составит
где ρв, Rв - соответственно, плотность и газовая постоянная воздуха на выходе из воздушного диффузора.
Опытами, при исследовании поверхностных сепараторов, струйных насосов жидкости с несущим газом (Горбенко Г.А., Фролов С.Д., Вопросы газотермодинамики энергоустановок, вып.2, Харьков, 1975 г., с.88-98) доказано, что при оптимальной конфигурации сепарирующей поверхности можно отсепарировать 95% жидкой фазы, что позволит при использовании подобных сепараторов в предлагаемом способе консервации значительно снизить, либо исключить поверхностную коррозию поверхностей нагрева в межэксплуатационный период.
Способ консервации оборудования энергоблока, заключающийся в том, что подают влажный воздух при температуре воздуха, окружающего оборудование энергоблока, предварительно сжимают его и охлаждают до температуры конденсации паров воды и удаляют влагу, отличающийся тем, что охлаждение осуществляют путем подачи воздуха в разгонное сопло, ускорения потока воздуха и снижения температуры воздуха путем политропного процесса расширения до температуры ниже температуры конденсации паров воды, а удаление влаги осуществляют в инерционном сепараторе за счет центробежных эффектов.
