Вологовіддільник

Вологовіддільник

Вологовіддільник (сепаратор пара, паровисушувач) - пристрій для відділення краплинної вологи від водяної пари. Пар, який не містить вологи, називають сухим, що містить вологу - насиченим або перенасиченим.

Підпис під зображенням

Призначення вологовіддільника

Парова система будь-якого призначення в будь-якій галузі промисловості повинна працювати без передчасних зупинок, продуктивно і збалансовано. Чітку роботу парової системи можна досягти тільки за умови виконання робочих параметрів пара. А значить, що пара повинна мати стабільний тиск, температуру, повинен бути чистим, а також сухим і вільним від повітря. Причини виникнення вологої пари:

• - Неконтрольований забір води з котла.
• - Нормальна конденсація насиченої пари в розподільній мережі або технологічному обладнанні.

У першому випадку причину можливо усунути, тоді як другий випадок - це природний процес, наслідком якого є насичення вологою сухого пара. Для осушення і видалення рідини з пара служить циклонний сепаратор пара. Також за допомогою циклонного сепаратора можна видалити повітря з парової суміші.

Приклад роботи

Велике значення сепарація пара має на АЕС, де із-за неприпустимості високих температур в реакторі виробляється насичена пара невисоких (в порівнянні з тепловими електростанціями) параметрів. Сепарація може відбуватися в окремому пристрої (наприклад, в одноконтурной реакторної установки з реактором типу РБМК) або безпосередньо в парогенераторі (в двухконтурній реакторній установці з реактором типу ВВЕР).

У парових котлах паросепаратор встановлюється зазвичай на вхідному патрубку паропроводу. Призначення паросепаратора також полягає у відокремленні крапель води для підвищення його сухості. За способом відділення пара паросепаратори бувають відцентровими та осаджувальними.

Видалення крапель води з водяної пари є дуже важливим, так як:

• у всіх двигунах, волога пара знижує тепловий коефіцієнт корисної дії;
• у поршневих двигунах, вода може накопичуватися в циліндри і викликати гідравлічний замок, який може призвести до пошкодження двигуна;
• у теплових електростанціях, краплі води у високій швидкості пари, що виходить з сопел в паровій турбіні можливе зіткнення і роз'їдати внутрішніх органів, такі як турбінні лопатки турбіни.

Найбільш поширені фільтри-вологовіддільники відцентрового типу (у вигляді відцентрового циклону). У них тверді частинки, краплі вологи і масла, переміщаючись по низхідній спіралі під дією відцентрових сил, відділяються від потоку повітря і збираються в нижній частині корпусу фільтру. Такі фільтри типу 1 (1-32; 1-40; ...) випускаються на тиск 1 МПа і умовні проходи, мм: 32; 40; 50; 63; 80; 100; 160; 200; 250. Відповідно умовним проходам витрата стислого повітря складає 6.3; 10; 16; 25; 40; 63; 160; 250; 400 м3/хв. Відведення конденсату тут - ручне.

Рис. 3.6

Широке застосування також отримали відцентрові фільтри з фільтруючим елементом. Зокрема промисловістю випускаються фільтри типів 22-4x40, 22-6x40, 22-10x80, 22-16x80, 22-55x80 з ручним способом відведення конденсату і фільтри 26-10x80, 26-16x80, 26-25x80 з автоматичним відведенням конденсату. Всі вони розраховані на тиск 1 МПа. I У позначенні фільтрів перші дві цифри означають тип виконання фільтру, другі дві (або одна) - умовний прохід в мм і останні дві цифри - абсолютну тонкість фільтрації в мкм. У корпусі фільтрів з автоматичним видаленням осаду розміщуються конденсато-відводчики з поплавцем і клапаном. Клапан відкривається спливаючим поплавцем кожного разу, як тільки кон­денсат досягає відповідного рівня. Найбільш простими є чисто повітряні фільтри з тек­стильною або керамічною поверхнею, що фільтрує (ФПЦ, ФО). Маслорозпилення в струмені стислого повітря, що поступає в пневмосистему приводу, направлене на змазування поверхонь тертя пневматичних пристроїв. Для цієї мети використовуються спеціальні пристрої – маслорозпилювачі (рис. 3.6, в). Принцип маслорозпилювачів заснований на краплинній подачі масла за допомогою дроселя в струмінь стислого повітря. Потрапляючи в основний потік повітря, масло повторно розпилюється, тому в пневмосистему приводу поступають лише найдрібніші його частинки. Принцип дії глушника заснований на гасінні енергії звукових коливань при проходженні повітря через пористу втулку (рис. 3.6, г). Глушники встановлюють на вихлопних трубопроводах, з'єднуючих порожнини гідродвигуна або пневморозподілювачів з атмосферою. Опріч окремих елементів промисловістю також випускаються блоки підготовки повітря (рис. 3.6, е), які включають редукціний клапан, манометр, фільтр-вологовідділювач і маслорозпилювач.

Барабан-сепаратор

Два гравітаційних барабана-сепаратора реакторної установки з реактором РВПК-1000 мають циліндричний горизонтальний сталевий корпус довжиною 30 м і діаметром 2,3 м. Пароводяна суміш із середнім вмістом пара близько 15% (по масі) підводиться збоку через патрубки, які подають безпосередньо від каналів реактора ( приблизно по 409 патрубків на один сепаратор). Сюди ж потрапляє живильна вода з турбінної установки через колектор живильної води діаметром 0,4 м, а також з системи продувки і розхолоджування реактора. Відділення вологи відбувається на горизонтальних дірчастих аркушах (стельовий і погрузний). Відсепараторована вода змішується з живильною водою з турбінної установки і відводиться по 12 опускним трубопроводах у всмоктуючий колектор і далі до головного циркуляційного насосу. Насичена пара тиском близько 7 МПа і температурою 284 ° C відводиться вгору через патрубки до парового колектора та подається на турбіну.

Для зниження поздовжнього перекосу тиску в паровому просторі барабана-сепаратора застосовується змінне дроселювання патрубків. Для усунення перекосів рівнів води між 2 сепараторами передбачено 2 перемички по воді і 5 по пару.

Оскільки реакторна установка РБМК одноконтурна, барабан-сепаратор працює на слабо радіоактивному парі і підлягає біологічному захисті.

Вбудований сепаратор пари

Парогенератор і сепаратор реакторної установки з реактором ВВЕР-1000 перебувають в єдиному горизонтальному корпусі зі сталі 10ГН2МФА довжиною 13,84 м і діаметром 4 м. На кожній з чотирьох петель реактора встановлено по одному парогенератору, розрахункова продуктивність кожного - 1469 т пари на годину. Теплоносій першого контуру (радіоактивна вода) з розрахунковою температурою 322 ° C подається знизу по колектору в трубні пучки. Температура на виході становить 289 ° C.

Поживна вода (не радіоактивна) від турбоустановки з температурою 220 ° C надходить через роздатковий колектор в міжтрубний простір парогенератора, де закипає під тиском близько 6,5 МПа. У паровому обсязі парогенератора встановлені жалюзійні сепаратори, які складаються з восьми рядів секцій, встановлених під кутом 60 ° до горизонту. Жалюзі виконані з сталевих (нержавіюча сталь 12Х18Н10Т) хвилеподібних пластин товщиною 0,5-0,8 мм. За сепараторами розташовані дірчасті пароприймальні щити, після якого пара потрапляє в колектор сухого пара, розташований поза корпусу парогенератора. Пара з розрахунковою температурою 278,5 ° C і тиском 6,48 МПа надходить в головний паропровід. Пара не є повністю сухою - розрахункова вологість на виході становить 0,05%.

Посилання

• http://www.drytechengineers.com/moisture-separators.html
• https://en.wikipedia.org/wiki/Steam_separator