Ступень-сепаратор
О,М .Хмара, Т .А.Ôèëèïïîâ, В,B.Ïðÿõèí, О.А .Поваров и Е.Г.Васильченко (22) Авторы изобретеим я
Николаевский ордена Трудового Красного Знамени кораблестроительный институт им.адм.(,О.Макарова (7l) Заявятель (4) СТУПЕНЬ-СЕПАРАТОР
Изобретение относится к атомной энергетике, а более конкретно - к влажнопаровым турбинам атомных электростанций, и может быть использовано в виде специальной турбинной ступени-сепаратора для сепарации влаги 5 в проточной части турбины.
По основному авт.св. Ю 595522 известна ступень-сепаратор, содержащая неподвижную направляющую решетку, влагоулавливаащую камеру на пери- о ферии и свободно установленное на подшипниках колесо с рабочей решеткой, выполненной из криволинейных пластин, каждая из которых имеет в поперечном сечении, по крайней мере, по две точ- ки перегиба, а конструктивные углы входа и выхода составляют от 6О до
9Оо P).
Недостатком известной ступени-се20 паратора является уменьшение эффективности с ростом влажности пара. Это обусловлено тем, что с увеличением влажности пара растет толщина пленки 1
2 на поверхности лопаток. Это приводит к турбулизации пленки, возникновению волн на ее поверхности и, в конечном итоге, к срыву капель и уносу их потоком пара.
Кроме того, недостатком такой ступени-сепаратора является низкая эффективность сепарации капель диаметром менее 5 мкм.
Цель изобретения — повышение сепарирующей способности ступени-сепаратора.
Цель достигается тем, что в ступени-сепараторе наружный слой пластин рабочей решетки выполнен пористым.
При этом размеры пор выполнены уменьшающимися от наружной поверхности пластин к внутренней, а поры - сообщающимися между собой.
На наружной поверхности пластин выполнены выступы, направленные перпендикулярно к сепарируемому потоку.
На чертеже изображена пластина рабочей решетки ступени-сепаратора.
Формула изобретения
3 94548
Пластина 1 снабжена пористой обо" лочкой 2, которая жестко закреплена на пластине 1. Размеры пор 3 выполнены уменьшающимися от наружной поверхности 4 оболочки 2 к пластине 1 (по мере углубления), а сами поры 3 сообщаются между собой. На наружной поверхности 4 оболочки 2 размещены выступы 5, расположенные вдоль ступени-сепаратора и направлены перпенди- 0 .кулярно направлению 6 движения сепарируемого потока пара. Высота выступов 5 зависит от пористости оболочки
2 и должна быть больше толщины пленки, высаженной на рабочую решетку пластин 1 (наружную поверхность 4 обопочки 2), влаги на величину, обеспечивающую йнтенсивное осаждение микрокапель при наибольших значениях влажности пара.
Ступень-сепаратор работает следующим образом.
Капли влаги, транспортируемые паровым потоком, соприкасаются с вращающимися пластинами 1 (лопатками) ступени-сепаратора и оседают на их поверхности, образуя жидкую пленку,Под действием центробежной силы пленка жидкости движется в радиальном направлении к периферийной части пластин 1. 0
Здесь влага сбрасывается во влагоулавливающие камеры (не показаны).
Благодаря тому, что пластины 1 рабочей решетки снабжены пористой оболочкой 2, высаженная влага под действием капиллярных сил стягивается в ячейки пор 3. В результате тол-, л щина пленки на поверхности пластин уменьшается, а это даже при значительных скоростях потока обеспечивает ламинарный режим течения жидкости в пленке и уменьшает вероятность срыва капель с ее поверхности.
Так как размеры пор 3 выполнены уменьшающимися по мере углубления, капиллярные силы увеличиваются. Поэ- 4> тому, двигаясь под действием центробежной силы к периферии пластин 1, жидкость одновременно втягивается вглубь пористой оболочки 2, что обеспечивает устойчивый характер течения $0 жидкости по всей поверхности пластин 1.
Выступы 5 создают благоприятные условия для увеличения сепарирующей способности ступени за счет повыше- и ния эффективности улавливания капель
2 4 диаметром менее 5 мкм, так как их обтекание сопровождается отрывом потока с последующим его присоединением.
Вихревой характер движения потока в замкнутых отрывных зонах увеличивает скорость осаждения капель менее 5 мкм вблизи точки присоединения в десятки раэ.
Таким образом, выполнение пластин рабочей решетки с пористой оболочкой (наружным слоем) предотвращает вторичный унос высаженной влаги в паровой поток, а наличие размещенных на наружной поверхности оболочки высту. пов позволяет увеличить скорость осаждения капель диаметром менее
5 мкм. Это обеспечивает увеличение сепарирующей способности ступени-сепаратора, способствует увеличению
КПД влажнопаровых турбин и увеличивает их надежность.
Предлагаемая ступень-сепаратор может быть использована в компрессорах габотурбинных двигателей (ГТД) для очистки воздуха от капель морской воды в случае применения ГТД на судах или для очистки природного газа от капель конденсата в случае применения ГТД в качестве газоперекачивающих агрегатов магистральных газопроводов, 1. Ступень-сепаратор по авт.св. 595522, отличающаяся тем что с целью повышения сепарирующей способности ступени, пластины рабочей решетки покрыты пористой оболочкой, жестко закрепленной на пластинах.
2. Ступень-сепаратор по и.1, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что размеры пор выполнены уменьшающимися от наружной поверхности пластин к внутренней, а поры - сообщающимися между собой.
3. Ступень-сепаратор по п.1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что на наружной поверхности пластин выполнены выступы, направленные перпендикулярно к сепарируемому потоку.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
N 595522, кл. F 01 D 25/32, 1974 ° 945482
° Оэ о ест е
° о
Яр рО р
4 о
Р а а о а °
° ° а
0 а о
4 о а 4
4 а
4 е а о о
4 е
4 о о о а
4 а
Ф 0
4 о о е
4 е о
° .
4 о.0 о
4 о о
0 Е о °
D а а
Ф
Ф е
D о
° Ф
4 О
0 о о е о
4 о о о о
4 о
О е 4
0 а
° а
0 4 о Я
Х о о
Составитель В.Гуторов
Редактор А.L àíäîð Техред Л.Пекарь Корректор А,Дзятко
Заказ 5290/49 ираж 539 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 а
44 р ° о а ° е 4
4 °
og о рю р о
О оо g,> 4
О о о р,р
b ooo88 Ф а
4 О
0 " о 4 4 о 4
О О 4 о о о
6 о е
4 а о
Ф а а
4 4
o o
4 а,
