CS273421B1

CS273421B1 - Device for liquid separation from mixture with gas or vapour placed in a cylindrical vessel in pipeline

Info

Publication number: CS273421B1
Application number: CS806188A
Authority: CS
Inventors: Jiri Ing Csc Karpisek; Vaclav Ing Masek
Original assignee: Karpisek Jiri; Masek Vaclav
Priority date: 1988-12-07
Filing date: 1988-12-07
Publication date: 1991-03-12
Also published as: CS806188A1

Abstract

A coating, upper bottom and diffuser, which is connected with the inlet of mixture of gas or steam and liquid, form the cylindrical vessel, while at least two centrifugal separators are mounted under the diffuser. At least one output (4) of secondary gas and steam is arranged from the upper bottom (2.1) of the cylindrical vessel (2). The lower cover (12) is mounted inside the cylindrical vessel (2) immediately under opening of the outlet (4) of secondary gas and steam in the upper bottom (2.1). The drain pipe (13) is connected to the lowest position of the lower cover (12). A shelter (14) is arranged above the lowest position of the lower cover (12).<IMAGE>

Description

Vynález se týká zařízení k odloučení kapaliny ze směsi s plynem nebo parou, umístěného ve válcové nádobě na potrubí s osou svislou nebo jinak skloněnou k vodorovné rovině. Zvláště jde o výstupní potrubí z vysokotlakého dílu turbíny jaderné elektrárny, přičemž separační zařízení je určeno k odloučení z páry vlhkosti, která vznikla průtokem páry vysokotlakým dílem turbíny, přede zavedením páry do nízkotlakého dílu turbíny.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a device for separating liquid from a gas or vapor mixture placed in a cylindrical vessel on a pipe with an axis vertical or otherwise inclined to the horizontal. In particular, it is an outlet pipe from a high pressure turbine part of a nuclear power plant, wherein the separating device is intended to separate from the moisture vapor generated by the steam flow through the high pressure turbine part before the steam is introduced into the low pressure turbine part.

Mezi vysokotlaký a nízkotlaký d£L turbíny na sytou pára jaderných elektráren se ke zvýšení účinnosti a omezení erozí ne lopatkách nízkotlakého dílu turbiny zařazují separátory - přihřívače. Jsou to mohutná svislá nebo vodorovná tělesa, jejichž účelem je odloučit vlhkost z mokré páry s páru před vstupem do nízkotlakého dílu turbíny přihřát. Separátory - přihřívače často obsahují v separační části odlučovače z vlnitých nebo lomených plechů a děrovaný plech, jehož hydraulickým odporem se dosahuje zrovnoměrnění zatížení odlučovačů. Toto obvyklá řešení je náročné na prostor a spotřebu materiálu a nechrání potrubí před separátorem - přihřívačem proti erozi kapkami vody v mokré páře. Bylo již vyvinuto seřízení, používající odstředivé odlučovače místo vlnitých nebo lomených plechů s hyčraulickým odporem blízkým hydraulickému odporu separační části klasických separátorů — přihřívačů. Obsahuje soubor odstředivých odlučovačů malého průměru s lopatkovou tmrbínovou mříží pro uvedeni mokré páry do rotace a s druhou lopatkovou kompresorovou mříží pro převedení Části kinetické energie v tlakovou zrušením rotace na trati prvotní páry zbavené z největší částí vlhkosti, uspořádané v ose odlučovače. Druhá lopatková mříž je zařazena za odvod odluhované vody s malým množstvím druhotné páry, uspořádaným po obvodu odstředivých odlučovačů. Toto zařízení má menší spotřebu obestavěného prostoru i menší spotřebu materiálu než separační část separátorů - přihřívačů. Iři umístění hned na potrubí vystupující z vysokotlakého dílu turbíny chrání takové separační zařízení i potrubí k přihřívači před erozí kapkami vody v páře. Odvod druhotné páry mé uspořádán ve výši horní části odstředivých odlučovačů, kde má druhotná pára podstatně více vlhkosti než prvotní vysušená pára, takže nemůže být použita Ae stejnému účelu. Pokud je druhotná pára přisávána zpět do odstředivých odlučovačů, aby znovu prodělala pochod v odstředivém poli, zvyšuje zatížení těchto odlučovačů i jejich hydraulický odpor.Separators - reheaters - are placed between the high and low pressure turbines for saturated steam of nuclear power plants to increase efficiency and reduce erosion on the blades of the low pressure turbine part. They are massive vertical or horizontal bodies, the purpose of which is to remove moisture from the wet steam with steam before entering the low pressure part of the turbine to reheat. Separators - reheaters often contain separators made of corrugated or broken sheets in the separation part and perforated sheet, whose hydraulic resistance achieves equalization of separator load. This conventional solution is space and material consuming and does not protect the pipeline from the heater against erosion by water droplets in wet steam. Alignment has already been developed using centrifugal separators instead of corrugated or fractured sheets with a hydraulic resistance close to the hydraulic resistance of the separation part of conventional separators - reheaters. It comprises a set of small diameter centrifugal separators with a paddle grating for rotating the wet steam and a second blade compressor grating for converting a portion of the kinetic energy in the pressure-canceling rotation on the primary steam line deprived of most of the moisture contained in the separator axis. A second paddle grate is arranged downstream of the evacuated water with a small amount of secondary steam arranged around the circumference of the centrifugal separators. This equipment consumes less space and less material than the separation part of the heaters. Even when placed directly on the pipeline emerging from the high pressure turbine section, such a separation device and the pipeline to the reheater protect against erosion of water droplets in the steam. The secondary steam outlet is arranged at the height of the top of the centrifugal separators, where the secondary steam has substantially more moisture than the first dried steam, so that it cannot be used for the same purpose. If the secondary steam is sucked back into the centrifugal separators in order to resume the centrifugal field, it increases the load of these separators and their hydraulic resistance.

Uvedené nedostatky odstraňuje separační zařízení k odloučení kapaliny ze směsi s plynem nebo parou umístěné ve válcové nádobě na potrubí podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že nejméně ječen výstup druhotného plynu nebo páry je uspořádán z horního dna válcové nádoby.These drawbacks are eliminated by a separation device for separating the liquid from the gas or steam mixture placed in the cylindrical vessel of the pipeline according to the invention, characterized in that at least the secondary gas or steam outlet is disposed from the upper bottom of the cylindrical vessel.

Další podstatou je, že bezprostředně pod vyústěním výstupu druhotného plynu nebo páry v horním dnu válcové nádoby je uvnitř válcové nádoby umístěn spodní kryt.A further feature is that immediately below the outlet of the secondary gas or steam outlet in the upper bottom of the cylindrical vessel, a bottom cover is located inside the cylindrical vessel.

Další podstatou je, že k nejnižšřhnu místu spodního krytu je připojena odvodňovací trubička.A further feature is that a drainage tube is attached to the lowest point of the bottom cover.

Podstatou je i to, že nad nejnižším místem spodního krytu je uspořádána stříška.The essence is also that a roof is arranged above the lowest point of the lower cover.

Takovým uspořádáním se poměrný obsah kapaliny v druhotném plynu nebo páře přiblíží jejímu poměrnému obsahu v prvotním vysušeném plynu nebo páře, takže druhotný plyn může být použit stejným způsoben jako plně hodnotný prvotní plyn. Je to umožněno větší výškou parního prostoru než při uspořádání výstupů druhotné páry ve výši odstředivých odlučovačů a uspořádaným prouděním pod zaústěním výstupů druhotného plynu nebo páry s ochranou pomocí spodních krytů proti přímému strhávání kapek kapaliny do výstupů druhotného plynu nebo páry i odvodněním těchto spodních krytů. Plechy difuzoru mohou být slabostěnné, protože jsou obklopeny tlakovou válcovou nádobou.By such an arrangement, the relative content of the liquid in the secondary gas or steam approximates its relative content in the primary dried gas or steam, so that the secondary gas can be used in the same way as a fully valuable primary gas. This is made possible by a greater height of the steam space than with the arrangement of the secondary steam outlets at the height of the centrifugal separators and the ordered flow below the outlet of the secondary gas or steam outlets with protection via bottom covers against direct entrainment of liquid drops into the secondary gas or steam outlets. The diffuser sheets may be thin-walled because they are surrounded by a pressure cylindrical vessel.

Příklad provedení separačního zařízení podle vynálezu umístěného na výstupu z vysokotlakého dílu turbíny jaderné elektrárny je znázorněn na výkresu, kde na obr. 1An example of an embodiment of a separation device according to the invention placed at the outlet of a high-pressure turbine part of a nuclear power plant is shown in the drawing, in which FIG.

CS 273421 Bl je nárysný řez separačním zařízením a na obr. 2 je pohled směrem P na zaústění jednoho ze dvou výstupů druhotné páry ze separačního zařízení v jiném měřítku.CS 273421 B1 is a front cross-sectional view of the separation device and FIG. 2 is a view towards P of the mouth of one of the two secondary steam outlets from the separation device at a different scale.

Vnější část separačního zařízení se skládá z vnějšího přívodu 1.1 mokré páry, válcové nádoby 2_ a vnějšího výstupu 3.1 prvotní páry. Válcová nádoba 2_ se skládá z horního půlkulového dna 2.1 se dvěma výstupy 4 druhotné páry, z pláště válcové nádoby 2.2 a půlkulového spodního dna 2.3 se dvěma výstupy 5 dloučené vody. Vnitřní část separačního zařízení je složena z vnitřního přívodu 1.2 mokré páry, difuzoru 6, nosné desky 7 horní s trojúhelníkovými podpěrami 8, souboru odstředivých odlučovačů 9, distanční desky 10 dolní, konfuzoru 11 a vnitřního výstupu 3.2 prvotní páiy.The outer part of the separation device consists of an external wet steam inlet 1.1, a cylindrical vessel 2 and an external primary steam outlet 3.1. The cylindrical vessel 2 consists of an upper hemispherical bottom 2.1 with two secondary steam outlets 4, a shell of the cylindrical vessel 2.2 and a hemispherical lower bottom 2.3 with two outlets 5 of drawn water. The inner part of the separation device consists of an inner wet steam inlet 1.2, a diffuser 6, a support plate 7 upper with triangular supports 8, a set of centrifugal separators 9, a spacer plate 10 lower, a confuser 11 and an inner outlet 3.2 of the primary steam.

Vnější přívod 1.1 mokré páry prochází horním půlkulovým dnem 2.1 válcové nádoby 2, s nímž je spojen. Pokračováním vnějšího přívodu 1.1 mokré páry uvnitř válcové nádoby 2 je vnitřní přívod 1.2. mokré páry,, k němuž je napojen difuzor 6. Ten je těsně spojen s vodorovnou horní nosnou deskou T_, drženou trojúhelníkovými podpěrami_8, do niž jsou zasazeny odstředivé odlučovače 9* Každý z nich je složen z vnějšího pláště 9.1, jádra 9.2, výstupní trubky 9«3 odloučené páry, turbínové lopatkové mříže 9«4 a kompresorové lopatkové mříže 9.5, přičemž mezi spodkem vnějšího pláště 9.1. a vrchem výstupní trubky 9.3 odloučené páiy je mezikruhová mezera 9.6. Výstupní trubky 9.3 odloučené páry jsou vedeny těsně dolní distanční deskou 10, s níž je spojen konfuzor 11. Ke spodku konfuzoru 11 je připojen vnitřní výstup 3.2 prvotní páry, na nějž navazuje vnější výstup 3.1 prvotní páry^-v místě spoje s půlkulovým dnem 2.3» Pod ústím obou výstupů _4 druhotné páry uvnitř horního půlkulového dna 2.1 jsou uspořádány spodní kryty 12 tvaru rotačního válcového pláště v délce mezi vnitřním přívodem 1.2 mokré páry a horním půlkulovým dnem 2.1 s odvodňovacími trubičkami 13, jejichž ústí ve spodních krytech 12 je chráněno stříškou 14.The external wet steam inlet 1.1 passes through the upper hemispherical bottom 2.1 of the cylindrical container 2 with which it is connected. Continuation of the external wet steam inlet 1.1 inside the cylindrical vessel 2 is the internal inlet 1.2. a wet diffuser 6 to which the diffuser 6 is connected. This is tightly connected to the horizontal top support plate T held by the triangular supports 8 into which the centrifugal separators 9 are mounted. Each of them consists of an outer shell 9.1, core 9.2, outlet tube 9 3 separated vapors, turbine blade gratings 9-4 and compressor blade gratings 9.5, wherein between the bottom of the outer shell 9.1. and the top of the outlet pipe 9.3 of the separated pair is an annular gap 9.6. Outlet pipes 09/03 separated vapors are guided closely spacing the bottom plate 10 with which a narrowing outlet is connected to the bottom 11. As confusor 11 is connected to the inner primary steam outlet 3.2, which is followed by an outer primary steam outlet 3.1 ^- at the joint with a hemispherical bottom 2.3 »Under at the mouth of the two secondary vapor outlets 4 within the upper hemispherical bottom 2.1 are arranged a lower cover 12 in the form of a rotary cylindrical shell in the length between the inner wet steam inlet 1.2 and the upper hemispherical bottom 2.1 with drainage pipes 13.

Mokrá pára z přívodů 1.1, 1.2 mokré páry proudí difuzorem 6_do odstředivých odlučovačů^, v nichž je v turbínové lopatkové mříži 9.4 uváděna do rotace. Větší část vodních kapek spolu s nějakým množství druhotné páry se odvádí mezikruhovou mezerou 9.6 do prostoru mezi odstředivými odlučovači 9 nad dolní distanční desku 10. Po jejím obvodu stéká voda se strženou částí druhotné páry do vodního prostoru vytvořeného převážně mezi spodním půlkulovým dnem 2.3 a vnitřním výstupem 3.1 vysušené páry. Tato část druhotné páry se uvolňuje z vodního prostoru, stoupá vzhůru spolu s hlavním podílem druhotné páry, který začal stoupat hned po průchodu mezikruhovou mezerou 9.6'. Mezi horní nosnou deskou 7 a pláštěm 2.2 válcové nádoby stoupá všechna druhotná pára do prostoru mezi difuzorem 6 a vnitřním přívodem 1.2 mokré páry a mezi pláštěm 2.2 válcové nádoby a horním půlkulovým dnem 2.1, odkud je odváděna dvěma výstupy_4 druhotné páry. Ke zrovnoměrnění odběru druhotné páry z celého prostoru uvnitř horního .půlkulového dnaThe wet steam from the wet steam inlets 1.1, 1.2 flows through the diffuser 6 into centrifugal separators 6, in which it is rotated in the turbine blade grille 9.4. Most of the water droplets along with some secondary steam are discharged through an interspace gap 9.6 into the space between the centrifugal separators 9 above the lower spacer plate 10. The water with the entrained part of secondary steam flows down the periphery into a water space formed predominantly between lower hemispherical bottom 2.3 and internal outlet 3.1. This part of the secondary steam is released from the water space, rising up along with the major proportion of secondary steam which started to rise immediately after passing through the annular gap 9.6 '. Between the upper support plate 7 and the cylindrical vessel housing 2.2, all secondary steam rises to the space between the diffuser 6 and the inner wet steam inlet 1.2 and between the cylindrical vessel housing 2.2 and the upper hemispherical bottom 2.1 from where it is discharged through two secondary steam outlets 4. To equalize secondary steam collection from the entire space inside the upper hemispherical bottom

2.1 a tím ke snížení množství kapek vody unášeného druhotnou parou do výstupů 4 druhotné páry jsou pod nimi umístěny dva spodní kryty 2, které jsou ještě odvodněné odvodňovacími trubičkami 13. Jejich ústí jsou chráněna stříškami 14. Proud prvotní páry, zbavený největší části vodných kapek, je veden z odstředivých odlučovačů 9 výstupní trubkou 9.3 odloučené páry přes kompresorovou lopatkovou mříž 9.5 do konfuzoru 11 a opouští válcovou nádobu 2 vnitřním výstupem 3.2 prvotní páry a vnějším výstupem 3.1 prvotní páry.2.1 and thus to reduce the amount of water droplets carried by the secondary steam to the secondary steam outlets 4, two lower covers 2, which are still drained by the drainage pipes 13, are placed underneath them. Their mouths are protected by hoods. it is led from the centrifugal separators 9 through the separated steam outlet pipe 9.3 through the compressor vane 9.5 to the confuser 11 and leaves the cylindrical vessel 2 through the inner primary steam outlet 3.2 and the outer primary steam outlet 3.1.

' Alternativně mohóu spodní kryty i stříšky mít tvary nejen zakřivených-plášlů, ake i, lomených plášťů z více rovinných i zakřivených plechů.Alternatively, the lower covers and roofs can have the shapes of not only curved sheaths, but also sheathed shells of multiple planar and curved sheets.

, Zařízení podle vynálezu je použitelné v energetice i v chemickém průmyslu při vysokých nárocích na odloučení kapaliny z velkých průtoků plynu nebo páry v potrubí. Zvláště je určeno pro potrubí vedené z vysokotlakého dílu turbíny jaderné elektrárny k přihříváku, odkud je přihřátá pára vedena do nízkotlakého dílu turbíny. Je rozpracována alternativa bez přihříváku se dvěma nebo více separačními zařízeními na potrubích, odvádějícími mokrou páru z turbíny a vracejícími do ní páru zbavenou vlhkosti.The device according to the invention is applicable in the power and chemical industries with high demands on the separation of liquid from large gas or vapor flows in the pipeline. In particular, it is intended for piping from a high pressure turbine part of a nuclear power plant to a reheater, from which the superheated steam is fed to a low pressure turbine part. A reheater-free alternative is provided with two or more separation devices on the ducts, removing wet steam from the turbine and returning the moisture-free steam to it.

Claims

A device for separating a liquid from a gas or tongue mixture, placed in a cylindrical vessel on a pipe with an axis vertical or otherwise inclined to a horizontal plane, the cylindrical vessel being a jacket, an upper bottom and a lower bottom for supplying a mixture of gas or steam and liquid a diffuser is connected in a cylindrical vessel under which at least two centrifugal separators are located, each comprising a primary separating gas or vapor outlet tube coaxial with the outer casing of the centrifugal separator and a separating fluid outlet with the secondary gas or centrifugal separator vapor, characterized in that at least one outlet (4) of the secondary gas or steam is arranged from the upper bottom (2.1) of the cylindrical vessel (2).

Device according to claim 1, characterized in that a lower cover (12) is located immediately below the outlet of the secondary gas or steam outlet (4) in the upper bottom (2.1) of the cylindrical vessel (2).

Device according to Claims 1 and 2, characterized in that a drainage tube (13) 4 is connected to the lowest point of the lower housing (12). Apparatus according to claim 1 to ₃ tons, characterized in that the lowest point of the bottom cover (12) is arranged canopy (14).