Сепарационными устройствами

рабане воду, а пар, как менее инертный, поднимается к ьиисоду из барабана. Сепарация может быть улучшена установкой на пути пара жалюзийной решетки 4, в которой пар претерпевает дополнительные изменения направления движения, в результате чего под действием той же силы инерции происходит дополнительное отделение капель воды от пара. На том же инерционном принципе построена и циклонная сепарация (рис. 28-2, г), осуществляемая подачей паро-водяной смеси в центробежные циклоны 5, в которых вода отбрасывается к стенкам циклона и затем стекает в водяное пространство барабана, а пар выходит вверх через центральную трубу циклона. Циклонная сепарация очень эффективна. Циклоны можно либо устанавливать в барабане, либо выносить из барабана наружу. Пленочная сепарация основана на том, что при ударе влажного пара о развитую твердую увлажненную поверхность мельчайшие частицы влаги, содержащейся в паре, пристают к этой поверхности, образуя на ней сплошную водяную пленку. Влага в этой пленке держится достаточно крепко и не отрывается от стенки струей пара, но вместе с тем при вертикальном или наклонном расположении стенки беспрепятственно и беспрерывно стекает вниз. Эффект пленочной сепарации в той или иной степени имеет место во всех сепарационных устройствах, но специально он используется в швеллерковых сепараторах (рис. 28-2,5). В них развитая твердая поверхность для образования пленки создается системой наклонно расположенных и входящих один в другой швеллерков б. Так как пар при прохождении через систему швеллерков два раза меняет направление своего движения на противоположное, то в этой системе происходит не только пленочная, но и инерционная сепарация.

Неплотности в сепарационных устройствах определяют или по следам шлама, начинающимся у неплотностей, или, наоборот, по чистой поверхности, если через неплотность бьет струя пара.

Стальной корпус реактора этой станции, защищенный в зоне циркуляции воды первичного контура наплавленным внутренним противокоррозийным слоем нержавеющей стали, шестью трубопроводами соединен с парогенераторами и насосами. Активная зона его собрана из 349 шестигранных циркониевых кассет, в каждой из которых помещено по 90 тепловыделяющих элементов — циркониевых трубок с сердечниками из спеченной двуокиси урана, обогащенного до 1,5% ураном-235. Вода, протекающая через реактор в количестве около 27,5 тыс. м3/час, подается в него насосами под давлением 100 атм и с температурой 250° С. Она направляется сверху вниз по кольцевому зазору между кассетами и стенкой корпуса, затем, меняя направление движения на обратное, проходит в активную зону и далее, нагретая до 270° С, отводится к парогенераторам, отдавая тепло воде вторичного контура. Влажный пар, образующийся в парогенераторах, после осушения в сепарационных устройствах поступает к трем турбинам мощностью по 70 тыс. кет каждая.

где Арв — потери в водоподводящей трубе, кгс/м2; Арщ» — потери давления от циклона до смешивающего коллектора, кгс/м2; Арб — потери давления в сепарационных устройствах барабана и паропроводах- до смешивающего коллектора, кгс/м2. В этой схеме соединения выбор площадей сечений соединительных трубопроводов и сопротивлений сепарационных устройств следует производить из условия, чтобы уровень воды в циклонах как одноступенчатой, так и двухступенчатой сепарации не понижался с увеличением нагрузки, а сохранялся бы на таком же уровне, как и в барабане, или даже повышался на 250 — 300 мм; это особенно важно для экранных контуров с небольшой высотой, так как при сохране-

Лрбар— потери давления в сепарационных устройствах барабана и паропроводе до смешивающего коллектора, кГ/м2.

При изменении давления пара объем его значительно меняется. Так, при снижении давления с 14 до 10 кгс/см2 объем насыщенного пара увеличится в 1,38 раза, а до 7 кгс/см2—почти вдвое. Это повлечет за собой рост скорости пара в барабане и сепарационных устройствах котла, вследствие чего повысится количество уносимых частиц воды, т. е. влажность пара. При повышенной влажности пара могут возникнуть гидравлические удары в трубопроводах и паропотребляющих аппаратах, а также несколько уменьшится энтальпия насыщенного пара.

Одним из важнейших элементов котлов с естественной циркуляцией, существенно влияющим на надежность и безопасность их работы, является барабан, в котором происходит отделение пара и осушение его в специальных сепарационных устройствах.

Продувка. При данных сепарационных устройствах чем выше солесодержание питательной воды, тем большее количество котловой воды приходится выводить с продувкой котла, чтобы обеспечить требуемое солесодержание котловой воды. Особенно велики потери тепла и воды с продувкой, если конденсат отдаваемого пара не возвращается его потребителями и котлы питают химически очищенной водой с высоким солесодержа-нием. Правила технической эксплуатации допускают увеличение размера продувки до 5%, если невозврат конденсата от потребителей превышает 40% производительности котельной.

Ухудшение качества пара при увеличении капельного уноса воды паром происходит при форсировке котла вследствие увеличения паросодержания смеси в подъемных трубах, скорости пароводяной смеси на выходе из этих труб, а также скорости пара в объеме барабана и в сепарационных устройствах. Ухудшение качества пара при форсировке котла можно предотвратить снижением солесодержания котловой воды. Нормы солесодержания, как правило, устанавливаются для номинальной нагрузки с некоторым запасом, так как расчет на максимальную нагрузку вызвал бы излишние потери.

К котлам, пар из которых направляется в пароперегреватели, предъявляются высокие требования и по качеству п а р а. Для их удовлетворения питательная вода котлов должна иметь минимальное со-лесодержание, а качество котловой воды строго соответствовать нормам, обеспечивающим ;высокое качество пара при всех режимах работы, что достигается продувками котлов; вырабатываемый в котле насыщенный пар должен до подачи в пароперегреватель очищаться от уносимой с паром котловой воды в сепарационных устройствах, которые в котлах средней паро-производительности обычно размещаются в верхних барабанах котлов.

Неплотности в сепарационных устройствах обнаруживаются или по следам шлама, начинающимся у неплотностей, или, наоборот, по чистой поверхности, если через неплотность бьет струя пара.

Рекомендуемые ЦКТИ нормы солесодержания котловой воды для котлов ДКВ, ДКВр, КРШ с сепарационными устройствами заводской поставки приведены в табл. 9-3.

ры пара центробежного действия. Такие вертикальные центробежные сепараторы впервые начали применять в прямоточных котлах с про-мывочно-сепарационными устройствами для отвода в продувку влаги, содержащейся в потоке пара. За рубежом в котлах с принудительной циркуляцией типа Велокс начали также применять вертикальные барабаны с центробежной сепарацией пара. В котлах с естественной циркуляцией впервые выносные циклоны были разработаны и применены трестом Центроэнер-гомонтаж на бинарных котлах Энергетического института

с промывочно-сепарационными устройствами для отвода в продувку небольшого количества высококонцентриро-ванной влаги, содержащейся в потоке пара. Одновременно с этим за рубежом в парогенераторах с принудительной циркуляцией типа Велокс начали применяться вертикальные барабаны с центробежной сепарацией пара. В котлах с естественной циркуляцией впервые выносные циклоны были применены трестом Центроэнерго-монтаж на специальных котлах, разработанных и изготовленных в Советском Союзе в 1945—1946 гг. Несколько позже такие же выносные циклоны по проектам про-ектно-конструкторской конторы треста Центроэнергомон-таж и ОРГРЭС начали применяться в качестве сепара-ционных элементов экранов, включенных в соленые отсеки барабанных котлов с естественной циркуляцией. Достоинство выносных циклонов по сравнению с внутри-барабанными состоит в том, что их можно выполнять со значительной высотой парового пространства; поэтому в них достигается хорошая осушка пара даже при KQT-ловой воде с очень высоким содержанием примесей. Использование выносных циклонов при организации ступенчатого испарения в котельном агрегате позволяет полностью исключить переброс котловой воды из соленых отсеков в чистый. Все указанные преимущества выносных циклонов обеспечили в -настоящее время их широкое применение в серийных паровых котлах среднего и высокого давления, изготовляемых котлостроительны-ми заводами Советского Союза. Дальнейшие работы по усовершенствованию конструкции выносных циклонов, проводимые проектно-конструкторской конторой треста Центроэнергомонтаж совместно с ЦКТИ и заводами, завершились в настоящее время созданием новой конструкции выносного циклона с двухступенчатой сепарацией пара. Паропроизводительность таких выносных циклонов при работе на низком и среднем давлении при одних и тех же размерах циклона может быть повышена в 2 раза и более без ухудшения качества выдаваемого пара. Перспективность применения выносных циклонов такой конструкции в серийных котлах низкого и среднего давления очень велика, так как в этом случае значительно снижается расход металла на изготовление циклонов. В настоящее время относительные размеры испарительных поверхностей нагрева котла, включенных на выносные циклоны, значительно увеличиваются, и

Естественным путем сокращения тепловых потерь с продувочной водой является снижение величины продувки. Для этого, кроме сокращения потерь конденсата, рекомендуется улучшение сепарации пара, что достигается устройством внутрибарабанных циклонов, ступенчатого испарения, -ступенчатого испарения с выносными циклонами. Так, применение двухступенчатого испарения с механическими внутрибарабанными сепарационными устройствами для котлов типов ДКВР, ДКВ и КРШ позволяет увеличить сухой остаток котловой воды с 3 000 до 6000 мг/кг по сравнению с такими устройствами без ступенчатого испарения (табл. 8-1) и примерно вдвое уменьшить величину продувки. Применение двухступен-

Ступенчатое испарение с выносными циклонами и с сепарационными устройствами по п. 1 или с устройствами для промывки пара пита-

Значение 5„.„ = 3000 мг/кг принято по табл. 8-1 для котлов ДКВР с механическими внутрибарабанными сепарационными устройствами. Количество продувочной воды

Если КЭС оборудована барабанными котлами или прямоточными с про-мывочно-сепарационными устройствами, то имеется возможность удалять из цикла известное количество загрязнений с продувочной водой и тем самым способствовать улучшению водно-химического режима станции. Для КЭС, где такая возможность отсутствует (например, когда имеются прямоточные котлы с закритическими параметрами), наиболее простым и надежным способом непрерывного вывода из цикла станции солей и кремнекислоты является химическое обессоливание и обескремнивание конденсата турбин.

Ступенчатое испарение, совмещенное с эффективными сепарационными устройствами, позволяет обеспечить

Двухступенчатая схема была выполнена в опытном порядке на одном котле; одноступенчатая выполняется во всех выпускаемых в настоящее время в СССР прямоточных котлах ПО и 140 ата. Однако .на котлах, снабженных промывочно-сепарационными устройствами, последние используются в редких случаях в свя-

Котельные агрегаты сверхкритического давления по понятным соображениям промы-вочно-сепарационными устройствами ие снабжаются.

Все эти мероприятия практически осуществляются на всех электростанциях СССР, где установлены крупные блоки с прямоточными котлами независимо от того, снабжены или нет котлы вынесенными переходными зонами и промывочно-сепарационными устройствами.