ЦЕНТРАЛЬНЫЙ

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСКИ И КОТЛОТУРБИННЫЙ ИНСТИТУТ им. И. И. ПОЛЗУНОВА

РУКОВОДЯЩИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

ЦИКЛОНЫ ВЫНОСНЫЕ С ПРЯМЫМИ СПЛЮЩЕННЫМИ ПАТРУБКАМИ ДЛЯ КОТЛОВ СРЕДНЕГО ДАВЛЕНИЯ

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО КОНСТРУИРОВАНИЮ И РАСЧЕТУ

РТМ 24.030.22—72

ЛЕНИНГРАД

1973

ЦЕНТРАЛЬНЫЙ

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСКИЙ КОТЛОТУРБИННЫП ИНСТИТУТ им. И. И. ПОЛЗУНОВА

РУКОВОДЯЩИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

ЦИКЛОНЫ ВЫНОСНЫЕ С ПРЯМЫМИ СПЛЮЩЕННЫМИ ПАТРУБКАМИ ДЛЯ КОТЛОВ СРЕДНЕГО ДАВЛЕНИЯ

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО КОНСТРУИРОВАНИЮ И РАСЧЕТУ

РТМ 24.030.22-72

ЛЕНИНГРАД

1973

РАЗРАБОТАНЫ Центральным научно-исследовательским и проектно-конструкторским котлотурбинным институтом им. И. И. Пол-зунова

Директор

Заведующий отделом промышленной и малой энергетики

Руководитель темы

Исполнители:

Заведующий базовым отраслевым отделом стандартизации

Ведущий конструктор базового отраслевого

отдела стандартизации    АРИЭЛЬ    С.    Я.

СОГЛАСОВАНЫ с Белгородским котлостроительным заводом

Главный инженер    ГОРБАТЕНКО    И.    В.

ПОДГОТОВЛЕНЫ К УТВЕРЖДЕНИЮ Главным управлением атомного машиностроения и котлостроения Министерства тяжелого, энергетического и транспортного машиностроения

Главный инженер    САПОЖНИКОВ    А.    И.

УТВЕРЖДЕНЫ Министерством тяжелого, энергетического и транспортного машиностроения

Первый заместитель министра    КРОТОВ    В.    В.

Группа Е21

РУКОВОДЯЩИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

ЦИКЛОНЫ ВЫНОСНЫЕ С ПРЯМЫМИ СПЛЮЩЕННЫМИ

ПАТРУБКАМИ для котлов РТ1Я 24.030.22—72 СРЕДНЕГО ДАВЛЕНИЯ

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО КОНСТРУИРОВАНИЮ И РАСЧЕТУ

Утверждены в качестве рекомендуемых распоряжением Министерства тяжелого, энергетического и транспортного машиностроения от 14 января 1972 г. № ВК-002/654.

Настоящие руководящие технические материалы распространяются на выносные циклоны с прямыми сплющенными патрубками паровых котлов с давлением 43 кгс/см² и котлов-утилизаторов с давлением 45—50 кгс/см² и могут быть использованы при реконструкции котлов старых конструкций с давлением 25—43 кгс/см².

1. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ И ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ

1.1.    Выносные циклоны — это сепараторы, в которых разделение пароводяной смеси на пар и воду происходит под действием центробежных и гравитационных сил, что обусловлено тангенциальным вводом смеси и вертикальным положением сепаратора.

1.2.    Конструктивно сепаратор представляет собой отрезок трубы стандартного диаметра с донышками и патрубками подводящих и отводящих труб.

В качестве подводящих устройств в настоящих руководящих технических материалах приняты прямые сплющенные патрубки, выбранные на основании подробных сравнительных испытаний многих конструкций сепараторов: с внешней и внутренней улит-

Издание официальное 1*

Перепечатка воспрещена

---

Стр. 2 РТМ 24.030.22—72

ками, типа ОРГРЭС и ЦКТИ, двухступенчатых сепараторов различных модификаций, гнутых сплющенных патрубков и др. Проведенные исследования подтвердили преимущество выбранной конструкции сепаратора как в эффективности (по качеству выдаваемого пара), так и в надежности замкнутого на сепаратор циркуляционного контура (по гидравлическому сопротивлению подводящих устройств и отсутствию сноса пара в опускную систему).

1.3.    В процессе отработки конструкции сепаратора было установлено значительное улучшение условий разделения пароводяной смеси в нем при обеспечении расслоенного режима течения смеси в подводящих трубах и устройствах, что достигается за счет выбора определенной длины прямых горизонтальных участков и проходных сечений этих труб и устройств.

Разделение пароводяной смеси, начавшееся в подводящих трубах, заканчивается в средней части сепаратора. Пар, сохраняя вращательное движение, направляется вверх, в паровое пространство, проходит дырчатый потолок и отводится в пароотводящне трубы.

Отделившаяся от пара вода стекает по внутренней поверхности сепаратора в водяной объем и далее в опускные трубы, расположенные в нижней части сепаратора радиально корпусу. Такое расположение опускных труб позволяет организовать в самой нижней части водяного объема сепаратора шламоотстойную зону.

1.4.    Над штуцерами опускных труб в радиальном направлении устанавливается плоская перегородка или крестовина, препятствующая крутке воды в водяном объеме и предотвращающая захват и снос пара в опускную систему.

Нижняя кромка перегородки или крестовины располагается по оси нижней опускной трубы.

В горизонтальном сечении перегородка или плоскости крестовины размещаются между штуцерами труб.

Штуцер непрерывной продувки располагается на корпусе сепаратора из условия отсутствия захвата пара, а также предотвращения полного опорожнения сепаратора при чрезмерном расходе воды в продувку. Для повышения эффективности продувки но удалению взвешенных частиц и шлама он выполняется заподлицо с внутренней поверхностью сепаратора.

Наиболее эффективно располагать штуцер непрерывной продувки в нижнем донышке сепаратора (вместо штуцера периодической продувки), однако встречающиеся при эксплуатации отступления от нормального ведения режима продувки не позволяют широко внедрить эту схему.

Штуцер питательной трубы сепаратора располагается непосредственно над опускными трубами и обязательно ниже штуцера непрерывной продувки и перепускной трубы, соединяющей водяные объемы последовательно включенных сепараторов. Это необходимо для того, чтобы предупредить попадание подпиточной котловой воды в продувку или в последующие по ходу воды сепараторы.

PTM 24.030.22—72 Стр. 3

Верхнее донышко сепаратора выполняется со штуцером воздушника, нижнее — со штуцером линии периодической продувки, на которой после запорного вентиля устанавливается ограничительная шайба 0 12 мм.

1.5.    Для доступа в шламоотстойную зону сепаратора, что особенно необходимо после химической очистки внутренних поверхностей нагрева солевых отсеков, в нижней части сепаратора, под опускными трубами, устанавливается овальный лючок.

1.6.    В выносных циклонах головных образцов, а также реконструированных котлов, которые оснащаются необходимыми приборами и приспособлениями для проведения теплохимических испытаний и проверки надежности циркуляции, водяной и паровой объемы сепаратора соединяются специальной обводной трубой, к которой присоединяются штуцера импульсной проводки к приборам по измерению уровня воды и перепадов давления.

Нижний штуцер обводной трубы заводится в корпус сепаратора и выполняется заподлицо с его внутренней поверхностью, а верхний подсоединяется с наружной поверхности сепаратора напротив имеющегося в нем отверстия 0 10 мм.

1.7.    Устройства для отбора проб пара и воды из выносных циклонов выполняются и устанавливаются в соответствии с отраслевой нормалью ОН 24—3—40—66.

2. ОСНОВНЫЕ РАЗМЕРЫ, РЕКОМЕНДАЦИИ ПО КОНСТРУИРОВАНИЮ И ИЗГОТОВЛЕНИЮ

2.1.    Пример конструкторского выполнения выносного циклона и его основные размеры приведены на черт. 1. Ниже перечислены основные рекомендации по конструированию, выполнение которых необходимо для обеспечения эффективной работы циклонов и надежной циркуляции воды в их контурах.

2.2.    В выносном циклоне должно быть не более трех подводящих патрубков. Возможные варианты их расположения приведены на черт. 2:

а)    при двух патрубках и размещении их на разной высоте допускается смещение одного относительно другого в плане на угол а = 0ч-90°, при этом верхний патрубок по ходу вращения среды в циклоне должен опережать нижний (черт. 2, ///);

б)    допускается смещение патрубков на угол 180°, при этом оси патрубков должны находиться в одной горизонтальной плоскости (черт. 2, IV);

в)    при трех патрубках (черт. 2, V) их следует располагать на разных уровнях и смещать в плане относительно друг друга на угол а=30--45^о, при этом верхние патрубки так же, как и в варианте ///, по ходу вращения среды в циклоне должны опережать нижние. Расстояние между осями патрубков по высоте должно быть не более, чем в варианте //, и не менее 2т (черт. 1).

PTM 24.030.22—72 Стр. 5

Обозначе ния	Основные размеры выносных циклонов, ч.ч	Примечания
А.	219—426	Выбирается по рас-
"„.о		ходу пара
	1000-2000	По черт 4.
Н.о	2400	До нижней опускной трубы
h	300
	Минимальное по условиям прочности
h2	корпуса циклона &.Ч.О- 30
Лз	Минимальное по условиям прочности
	корпуса циклона	Конструктивно
К	1500—1600
h[>	1200—1300
h<	Минимальное по условиям прочности
	корпуса циклона
л7	1.5 <£„ — 26*')
л#	l,5(£„-2s')
ho	Минимальное по условиям прочности
	корпуса циклона
hio	//„.о — Лц 4- Лз 4- Ль -{- 200
Ли ii	200 0—15 при £„ < 273 н 0—30 при £н > 273	По условиям тех-
		нологии изготовления
	II а. а а
(з	1 .^пп
/4	^пп
/5 L	0.3г/пп
	(0.6—1.0) (£„ — 2s')	Конструктивно
/7	200-250
^ПО	В соответствии с расчетом положения
	уровня воды в циклоне
^пп	В зависимости от приведенной скорости
	пара wBX и Кс
^оп	В соответствии с расчетом циркуляции
^пит	В соответствии с расчетом положения
	уровня воды в циклоне
^вп	^иит
^пр	25x3 при £„ < 325. 32x3 при £„ > 325
rfn.np	25x3
</о	10
^<>6	32x3 при £„ < 273 , 38 x 3 при £„ > 325
5	3-5	По технологии из-
		готовления
2/	20-40 при £„<273. 30-60 при £„>273
2т	По формуле	Разд. 4, черт. 5
s'	По расчету на прочность
S	По расчету на прочность	Разд. 4

PTM 24.030.22—72 Стр. 7

2.3.    При установке подводящих патрубков необходимо, чтобы внутренняя поверхность одной из их плоских сторон была расположена строго тангенциально внутренней поверхности циклона.

2.4.    Из вариантов размещения подводящих патрубков, показанных на черт. 2, наиболее предпочтительны варианты /, //, ///.

2.5.    Подводящие трубы выполняются с наружным диаметром 89—159 мм. Перед вводом в сепаратор они имеют прямые горизонтальные участки, которые с учетом длины подводящих патрубков составляют не менее 20 внутренних диаметров для труб с наружным диаметром до 108 мм и не менее 15 внутренних диаметров для труб с наружным диаметром 108 мм или более. Возможные гибы этих труб в горизонтальной плоскости должны обеспечивать закрутку смеси в том же направлении, что и внутри циклона.

Если компоновка второй и третьей подводящих труб, считая сверху, затруднена, допускается уменьшать длину прямых горизонтальных участков соответственно на 25 и 50% от длины прямого участка верхней трубы.

2.6.    Толщина донышек, стенок труб и патрубков круглого сечения зависит от рабочего давления в котле и определяется в соответствии с действующими нормами расчета элементов паровых котлов на прочность.

Толщина стенки трубы-корпуса циклона определяется с учетом технологической проточки ее концов в месте приварки донышек с целью устранения зазоров, вызванных эллиптичностью и разно-стенностью трубы.

Расчет толщины стенки сплющенных участков подводящих патрубков приведен в разд. 4.

2.7.    Допускается соединять подводящие трубы и патрубки с различной толщиной стенки и различными наружными диаметрами, однако при этом необходимо, чтобы в месте их соединения внутренний диаметр патрубка был равен внутреннему диаметру трубы (допускается расточка патрубка с внутренней стороны до размера внутреннего диаметра трубы, черт. 1).

2.8.    Подвод воды из барабанов котла или из выносного циклона, установленного в предыдущей ступени испарения, должен осуществляться одной питательной трубой.

2.9.    Расчетный уровень воды в выносных циклонах второй и третьей ступеней испарения при номинальных параметрах работы котла (паропроизводительности и давлении) должен быть на 200—300 мм ниже уровня воды в барабане. В основном это обеспечивается выбором сечения пароотводящих труб и схемой соединения выносного циклона с котлом.

2.10.    Сопротивление дырчатого потолка и сопротивление питательной трубы не должны быть определяющими в общем балансе перепадов давления, т. е., выбирая сопротивления при расчете положения уровня воды в выносных циклонах, ими не следует широко варьировать.