專利名稱：捕集流向蒸氣輪機的鍋爐水垢的鍋爐水垢捕集裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鍋爐水垢捕集裝置，該裝置用于捕集從發(fā)電站的鍋爐到發(fā)電用蒸氣輪機的主蒸氣管內(nèi)的固體粒子(鍋爐水垢)，以防止蒸氣輪機葉片侵蝕。
火力發(fā)電站等中，由于急速起動或負荷的急劇變化等原因，生成于鍋爐管材內(nèi)的水蒸氣氧化水垢被脫落，該脫落物侵蝕并損傷蒸氣輪機葉片，因此，希望有能夠防止這一問題的對策?，F(xiàn)有技術(shù)中的對策是采用以下方法。
1.從蒸氣輪機方面考慮的對策雖然通過對葉片表面進行硬化處理以提高其耐蝕性，但是其壽命縮短，成本高，而且由于是治標的方法，所以在每次定期維修時要更換葉片，葉片的表面硬化處理工期大幅度加長。另外，當水垢流入量多時，有時在短期間內(nèi)產(chǎn)生損傷，維修管理要求嚴格。另外，由于在現(xiàn)場不能計測表面硬化處理，所以不容易進行壽命評估。
2.從鍋爐方面考慮的對策采用不容易產(chǎn)生鍋爐水蒸氣氧化水垢的高級材料、采用鍋爐管材或切斷鍋爐管來除去堆積的水垢等，但是，上述方法成本高、工期長而且不是根本的對策，所以不太被采用。另外，雖然也可以采用化學(xué)清洗、即用化學(xué)藥品除去主蒸氣管內(nèi)面的水垢，但清洗工程成本高，作業(yè)性差，單獨使用本化學(xué)清洗的效果不明顯。另外，該清洗法也是治標的方法，所以必須定期進行。
3.日本實開昭61-22517號公報揭示的方法是，在通向蒸氣輪機的地?zé)嵴魵夤艿恼魵廨啓C入口附近設(shè)置從水平部到垂直部的彎曲部，用螺栓通過法蘭接頭在水平部的延長部上設(shè)置水垢捕集濾網(wǎng)。該裝置存在以下三個問題。
(1)它是以地?zé)嵴魵鉃閷ο?，蒸氣管?nèi)的蒸氣壓力較低，約為10kg/cm2前后，要取下設(shè)在水平部的水垢捕集部排出捕集的水垢，所以，對于火力發(fā)電站鍋爐那樣的高溫、高壓蒸氣管來說，在強度和氣密性方面都是不合適的。
(2)在水垢捕集部前面有格子篩，水垢與該格子篩碰撞，可能造成再度飛散。
(3)水垢捕集部沿水平方向配置，在高溫、高壓蒸氣(與地?zé)嵴魵庀啾?中，蒸氣密度高，與水垢的密度差變小，只靠慣性力的捕集性能低。
4.日本特開昭60-169100號公報揭示的方法是，在蒸氣管的水平方向一端設(shè)有內(nèi)藏導(dǎo)向板和磁鐵的水垢捕集器。但是該裝置存在以下三個問題。
(1)導(dǎo)向板阻止水垢在慣性力作用下流入捕集部，有可能產(chǎn)生再飛散。
(2)從共振的問題考慮，必須避免將導(dǎo)向板和磁鐵內(nèi)藏于秒速為50m以上的高流速蒸氣管內(nèi)。
(3)為了取出捕集的水垢，必須做成能卸下安裝著磁鐵的平板法蘭接頭的構(gòu)造，而該構(gòu)造在強度方面和氣密性方面是不合適的。
5.從鍋爐到蒸氣輪機入口的蒸氣管內(nèi)的蒸氣壓高達40～245kg/cm2。雖然可用焊接將蒸氣管的垂直部側(cè)面與橫向部連接起來，但需要熟練的技術(shù)，因為要做到完全均勻的焊接是困難的、并且強度差因而不易被采用。
另外，當蒸氣的方向從垂直部向橫向部變換時，鍋爐水垢粒子在朝垂直方向的慣性力及重力加速度的作用下，要下降到水垢捕集部，但是，由于蒸氣方向的變換，在水垢捕集部內(nèi)的上升流及渦流等作用下，鍋爐水垢粒子飛散，而被帶入朝向橫向部的方向變換流，從而流入蒸氣輪機內(nèi)。
水垢朝向方向變換流的帶入，取決于蒸氣內(nèi)的鍋爐水垢粒子量、粒徑及水垢捕集部的深度。通過實況摸擬實驗表明，例如在蒸氣鍋爐的一定的法定定期檢修期間(通常是2年)內(nèi)，上述帶入與粒子的量、粒徑無關(guān)，通過將上述捕集部的深度相對于管內(nèi)徑做成為一定值以上時可以阻止上述的帶入。
6.日本特開平8-28208號公報提供了一種防止固體粒子侵蝕蒸氣輪機葉片的防侵蝕裝置，該裝置中，使得與蒸氣輪機入口連接的來自鍋爐側(cè)的主蒸氣管在該入口附近變換方向，在方向變換部的正下方設(shè)置水垢捕集部，在該捕集部的下端設(shè)有水垢排出閥。但是，該裝置的問題是，因口袋深度在口袋內(nèi)產(chǎn)生蒸氣旋流，由該蒸氣旋流收集的水垢再飛散，以及口袋內(nèi)被旋流侵蝕。
作為該裝置的一例，如

圖12所示的管路中，采用鍋爐蒸氣配管的水垢捕集裝置。它是在蒸氣主流004從垂直下降管001急轉(zhuǎn)向水平分支管002地形成彎折部的管路中，在垂直下降管001的下方設(shè)置作為水垢槽的管狀口袋003，在慣性力和蒸氣主流004急轉(zhuǎn)向時產(chǎn)生的離心力作用下，將蒸氣中的水垢005分離。
圖12所示蒸氣配管的水垢捕集裝置中，由于從垂直向下管001朝向水平分支管002的蒸氣主流004的紊流，口袋003內(nèi)部的非定常流004′繞口袋003的中心軸旋回，暫時被分離了的水垢005在口袋003的內(nèi)部劇烈運動，結(jié)果再次混入主流，所以不僅捕集效果低，而且水垢斷續(xù)地碰撞口袋003的底部，造成口袋003底部的侵蝕。
本發(fā)明的目的是提供一種鍋爐水垢粒子捕集裝置，該裝置中，在從鍋爐到發(fā)電用蒸氣輪機入口的高壓蒸氣管內(nèi)設(shè)有鍋爐水垢捕集部，在該捕集部以一定期間捕集鍋爐水垢粒子，阻止其向蒸氣輪機側(cè)飛散帶入并且安全性高。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的捕集流向蒸氣輪機的鍋爐水垢的鍋爐水垢捕集裝置，從鍋爐側(cè)到蒸氣輪機入口的同一內(nèi)徑的蒸氣管，在蒸氣輪機的入口附近從鉛直蒸氣管方向朝橫向蒸氣管變換方向，從該方向變換部將上述鉛直蒸氣管向下方延長，在該延長部下端通過漏斗設(shè)置水垢排出閥，形成水垢捕集部，上述包含鉛直蒸氣管及橫向蒸氣管的變換方向部以及上述延長部由鍛造成一體的鋼形成。
上述鍋爐水垢捕集裝置中，延長部的長度最好為上述內(nèi)徑的約4倍以上。
具有上述構(gòu)造的本發(fā)明鍋爐水垢捕集裝置，從蒸氣鍋爐與蒸氣一起流過來的鍋爐水垢，無輪其水垢粒徑大小如何，都被設(shè)在方向變換部下方的水垢捕集部收集。由于方向變換部和延長部由鍛造成一體的鋼形成，所以，不影響高壓蒸氣的氣密性，能安全地捕集鍋爐水垢粒子。
另外，本發(fā)明的鍋爐水垢捕集裝置中，朝橫向轉(zhuǎn)換了方向的橫向蒸氣管再朝鉛直方向變換方向，將水垢捕集部形成若干級，可以形成為捕集率高的鍋爐水垢捕集裝置。
另外，在上述本發(fā)明的鍋爐水垢捕集裝置中，在包含上述鉛直蒸氣管和橫向蒸氣管的方向變換部上連接著鉛直蒸氣管和橫向蒸氣管，在延長部下端連接漏斗，用焊接將這些連接部形成為一體，這樣，制造容易，耐壓性高，可作為安全的鍋爐捕集裝置。
另外，為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種鍋爐水垢捕集裝置，該裝置中，使蒸氣主流從鉛直下降管朝水平分支管急轉(zhuǎn)地進行配管，在越過該鉛直下降管的水平分支點延長上設(shè)置管狀口袋，在該管狀口袋內(nèi)安裝著平行于管軸的阻隔板。
這樣，本發(fā)明的鍋爐水垢捕集裝置中，通過在管狀口袋內(nèi)設(shè)置從口袋底部沿鉛直管軸方向的將管狀口袋內(nèi)分割的阻隔板，在管狀口袋內(nèi)不產(chǎn)生繞中心軸旋回的氣流，所以，分離后的水垢不劇烈運動，水垢不再次混入蒸氣主流，另外，口袋內(nèi)的流速變慢，可防止對口袋底部的侵蝕。
另外，為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種鍋爐水垢捕集裝置，該裝置中，在將來自鍋爐的蒸氣導(dǎo)向蒸氣輪機的蒸氣配管內(nèi)，通過使蒸氣主流經(jīng)過變曲路徑或分支、轉(zhuǎn)向路徑而進行分離水垢，其特征在于，使蒸氣主流從鉛直下降管朝水平分支管急轉(zhuǎn)地進行配管，在該鉛直下降管的越過水平分支點延長上設(shè)置管狀口袋，該管狀口袋構(gòu)成水垢堆積部，另外，該水垢堆積部與水垢回收器連接，同時，在上述水垢堆積部的始端和終端分別設(shè)有開閉閥。
這樣，由于設(shè)置了在始端和終端設(shè)有開閉閥的水垢堆積部，捕集到的水垢堆積在該水垢堆積部，通過操作始端和終端的開閉閥，可以不停止機器運轉(zhuǎn)地將堆積在水垢堆積部的水垢回收到水垢回收器內(nèi)。
另外，為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種鍋爐水垢捕集裝置，該裝置中，在配置于略水平直線上的蒸氣管的中間，通過曲率半徑為R1、彎曲角度為θ1的第1曲管、與其連接的下向直管、繼續(xù)相連接的曲率半徑為R2、彎曲角度為θ2的第2曲管，與設(shè)在上述水平配管下方的水平管路連接。
該水平管路有直管部和向上角度為γ的向上分支管，該直管部接著與從曲率半徑為R4、彎曲角度為90°的曲管鉛直下降的管狀口袋連接，上述向上分支管通過曲率半徑為R3、彎曲角度為θ3的第3曲管與上述蒸氣管連接。
上述曲率半徑、彎曲角度是，1.5d＜R1、R2、R3、R4＜2.5d；60°＜θ1、θ2、θ3＜90°；γ＝60°(d配管直徑)。
該水垢捕集裝置中，在鉛直方向隔開距離的2根水平配管之間，首先通過從下向直管朝水平管路急轉(zhuǎn)的第2曲管，使混入蒸氣主流的水垢向曲管外周側(cè)靠近，原封不動地進入水平管路。
在水平管路中，直管部的端部經(jīng)過90°曲管進入末端封閉的口袋，所以，幾乎沒有蒸氣流動，蒸氣的主流急轉(zhuǎn)向地朝著向上分支管，在這里，殘存于蒸氣中的水垢借助慣性力流向口袋的方向。
水垢捕集裝置與蒸氣輪機的距離越長，在其間越易產(chǎn)生水垢，但如上所述，由于鍋爐水垢捕集裝置可設(shè)置在靠近蒸氣輪機的位置，所以可將水垢少的蒸氣導(dǎo)入蒸氣輪機。
在蒸氣主流中形成彎曲路徑或分支、轉(zhuǎn)向路徑以分離、捕集水垢的裝置，其重要的課題是其捕集效率和壓力損失的兼顧。
圖9表示曲管的曲率半徑為(1.5～2.5)d時的彎曲角度θ與壓力損失PL的關(guān)系。從曲線可知，設(shè)計上所容許的壓力損失是彎曲角度θ為90°以下。
圖10表示彎曲角度θ與水垢捕集效率ηS的關(guān)系。從曲線可知，蒸氣流越急轉(zhuǎn)向效率越高，但是，最低容許值在彎曲角度為60°以下。
從圖9、圖10中可知，設(shè)蒸氣主流流過的蒸氣管的直徑為d，構(gòu)成水垢捕集裝置的曲管的曲率半徑R為1.5dR＜2.5d時，若要使壓力損失PL和水垢捕集效率ηS在實用范圍內(nèi)，只要將彎曲角度θ設(shè)定為60°＜θ＜90°內(nèi)即可。
另外，該水垢捕集裝置中，最好在向上分支管的前面的水平管路內(nèi)壁上部設(shè)置從水平管路頂部向中心部鼓出的突起物，這樣從下向直管流過來的蒸氣主流碰撞該突起物，蒸氣主流中所含的水垢可從流經(jīng)向上分支管的蒸氣中有效分離。
另外，該水垢捕集裝置中，最好在從向上分支管的后側(cè)流到90°曲管的中間點附近的管內(nèi)，安裝分隔板。即，該水垢捕集裝置中，由第2曲管分離的水垢雖然流過上述水平管路的下側(cè)，但在向上分支管的入口附近有可能再飛揚，用該分隔板可抑制其飛揚，從而導(dǎo)入口袋。
另外，該水垢捕集裝置中，如前所述地，用始端和終端設(shè)有開閉閥的水垢堆積部構(gòu)成管狀口袋，這樣，捕集到的水垢堆積在該水垢堆積部，通過操作始端和終端的開閉閥，可以不停止機器運轉(zhuǎn)地將堆積在水垢堆積部的水垢回收到水垢回收器內(nèi)。
圖1是表示本發(fā)明第1實施例的捕集流向蒸氣輪機的鍋爐水垢的鍋爐水垢捕集裝置的剖切側(cè)面圖。
圖2是圖1的局部縱斷面圖。
圖3是垂直蒸氣管和橫向蒸氣管的連通部的擴大斷面圖。
圖4是本發(fā)明第2實施例之水垢捕集裝置的縱斷面圖。
圖5是圖4的II-II線斷面圖。
圖6是本發(fā)明第3實施例之水垢捕集裝置的縱斷面圖。
圖7是圖6的IV-IV線斷面圖。
圖8是本發(fā)明第4實施例之水垢捕集裝置的縱斷面圖。
圖9是表示曲管的彎曲角度與壓力損失關(guān)系的曲線圖。
圖10是表示曲管的彎曲角度與水垢捕集效率的曲線圖。
圖11是本發(fā)明第5實施例之水垢捕集裝置的縱斷面圖。
圖12是概念地表示現(xiàn)有水垢捕集裝置的縱斷面圖。
下面參照圖1至圖11所示實施例具體說明本發(fā)明的水垢捕集裝置。
(第1實施例)先說明圖1至圖3所示第1實施例的鍋爐水垢捕集裝置。從發(fā)電用鍋爐側(cè)到發(fā)電用蒸氣輪機01的入口01′的由同一內(nèi)徑d的蒸氣管02構(gòu)成的流路f中，在蒸氣輪機01的入口01′附近配設(shè)著鉛直蒸氣管路02′。
在該鉛直蒸氣管02′的中間部，設(shè)有同一內(nèi)徑d的橫向蒸氣管02″，使流路f從鉛直方向變換為橫向。從方向變換部e將鉛直蒸氣管02′向下方鉛直延長，在延長部02′a的下端用焊接06連接內(nèi)徑漸漸減小的錐形漏斗03，在其下端開口部設(shè)置水垢排出閥04，在上述方向變換部e的下方形成水垢捕集部05。
包含上述鉛直蒸氣管02′及橫向蒸氣管02″的方向變換部e和上述延長部02′a是用一體鍛造的鋼形成的，在鍛造鉛直蒸氣管02′的上端通過焊接06一體地連接著鋼制鉛直蒸氣管02′，在鍛造橫向蒸氣管02″的前端通過焊接06一體地連接著鋼制橫向蒸氣管02″，通過開閉閥07將該鋼制橫向蒸氣管02″與蒸氣輪機01的入口01′連接。另外，上述延長部02′a的下端02″a和鋼制錐形漏斗03用焊接06連接成一體。但是，圖3所示的鉛直蒸氣管02′和在其中部側(cè)面呈T形連接的橫向蒸氣管02″，至少是由一體鍛造的鋼形成的。
上述鉛直蒸氣管02′和橫向蒸氣管02″的內(nèi)徑d是相同的，方向變換部e的下部境界即從橫向蒸氣管02″的內(nèi)周底面到延長部02′a的下端02″a的長度L(深度)為上述內(nèi)徑d的4倍以上，即L＞約4d，這樣，與鍋爐水垢粒子p的粒徑無關(guān)地、借助朝鉛直方向的慣性力和重力加速度的合力，與水垢粒徑大小及實況中的該粒子p的量的變化無關(guān)地將鍋爐水垢粒子p幾乎全部收集到水垢捕集部05內(nèi)。
這樣，可抑制在蒸氣鍋爐的法定定期檢修期間(通常每2年一次)的開閉閥07關(guān)閉時的延長部02′a內(nèi)部的旋回流和再飛散所引起的水垢粒子p朝方向變換部e的行進，并且，可抑制因旋回流和再飛散引起水垢粒子p對方向變換部e及延長部02′a的侵蝕。上述狀況是用實況模擬實驗得到的。因此，在上述維修期內(nèi)，打開排出閥4排出捕集到的鍋爐水垢粒子p。
使從上述方向變換部e向橫向延伸的橫向蒸氣管02″再朝下鉛直地再次改變方向，配設(shè)鉛直蒸氣管02′，可與上述同樣地設(shè)置該鉛直蒸氣管02′的上述水垢捕集部05，這樣，可將該捕集部05設(shè)置成若干級(圖未示)。
圖中08是排出閥04的開閉動作用電動機，p′是捕集到的鍋爐水垢粒子。
(第2實施例)下面說明圖4、圖5所示第2實施例的水垢捕集裝置。該第2實施例的水垢捕集裝置中，其鉛直下降管1、水平分支管2和管狀口袋3與圖12所示現(xiàn)有技術(shù)水垢捕集裝置同樣地構(gòu)成著，但在管狀口袋3內(nèi)安裝著平行于管軸的阻隔板6。
管狀口袋3在水平分支管2的下方，其深度為管內(nèi)徑d的約2.5倍，阻隔板6的高度為從其底部起約為管內(nèi)徑d的1.5倍，如圖5所示，是直交的2塊板。
該第2實施例的水垢捕集裝置中，由于在口袋3內(nèi)設(shè)置了2塊阻隔板6，在口袋3內(nèi)不產(chǎn)生繞中心軸的旋回流，分離后的口袋內(nèi)的水垢不劇烈運動，所以不會再次混入蒸氣主流。
(第3實施例)下面，說明圖6、圖7所示的第3實施例的水垢捕集裝置。在圖4、圖5所示第2實施例的水垢捕集裝置中，是用一個部位的彎折部使蒸氣主流從鉛直下降流急轉(zhuǎn)為水平流，而圖6所示的第3實施例的裝置中，由若干部位的急轉(zhuǎn)部構(gòu)成。
圖6表示設(shè)在位于水平軸線8上的第1水平管10與第2水平管11間的水垢捕集裝置，連接著下向直管13和R2＝R1、θ2＝θ1的第2曲管14。下向直管13與曲率半徑R1為相對于管內(nèi)徑d為R1≈1.5d、彎曲角度為θ1＝60°的第2曲管12連接，第2曲管14起始于下向直管13的端緣，另一端與以位于第1水平軸線8下方的第2水平軸線9為管軸的水平管路15連接。
在水平管路15上，在其約中間部有向上角度為γ的向上分支管16，連接該向上分支管16與第2水平管11的第3曲管17，其R3＝R2＝R1，θ3＝θ2＝θ1，因此，上述向上角度γ為γ＝θ3。
該分支點7以后的水平管路15的末端，連接著曲率半徑為R4、彎曲角為φ＝90°的直角曲管18，其后安裝著鉛直下降的管狀口袋3。另外，在分支點7以后的水平管路15和直角曲管18的內(nèi)部，在第2水平管軸9的稍下側(cè)安裝著分隔板19，圖7是其IV-IV視圖。
圖中，30是突起物，它設(shè)在向上分支管16跟前面的水平管路15的內(nèi)壁上部，朝著水平管路15的中心部鼓起。從下向直管13流過來的蒸氣主流4碰撞到該突起物30時，可有效地分離蒸氣主流4中的水垢。蒸氣V沿著突起物30的表面被導(dǎo)向向上分支管16，而水垢S則在原狀態(tài)下經(jīng)過直角曲管18鉛直下降，被導(dǎo)向口袋3?；蛘撸瑥南孪蛑惫?3流過來的蒸氣主流4碰撞突起30，再乘勢碰撞水平管路15的下部，蒸氣V反沖被導(dǎo)向向上分支管16，而水垢S在原狀態(tài)下經(jīng)直角曲管18鉛直下降，導(dǎo)向口袋3。
突起物30由中空材、實心材、板材等形成，另外，也可以不僅配設(shè)一個，而是在流動方向配設(shè)若干個。
根據(jù)該水垢捕集裝置，如前面參照圖9和圖10所說明的那樣，水垢借助慣性力有效地朝著管狀口袋3分離。
(第4實施例)下面，說明圖8所示的第4實施例的水垢捕集裝置。該實施例中，給本發(fā)明水垢捕集裝置中的管狀口袋設(shè)置了排出已捕集的水垢等的機構(gòu)。
圖8中，20是雙盤式閘板閥等的開閉閥，21是水垢排出閥兼排水閥(スケ-ル排出弁兼ドレン弁)，22是設(shè)在開閉閥20與水垢排出閥兼排水閥21之間的水垢堆積部，由管子構(gòu)成。水垢排出閥兼排水閥21起到排水閥和水垢排出閥二者的作用，所以，為了防止侵蝕和水垢的吃入，沒有滯留水垢的口袋部，并且，最好采用開閉時能直線排出水垢的鎢鉻鈷合金加工的Y形球閥等。
23是連接部，它連接于水垢捕集裝置中的管狀口袋3與水垢堆積部22之間。開閉閥20設(shè)于該連接部23和水垢堆積部22之間。在水平分支管2與連接部23之間連接著加熱管路24。在水垢堆積部22的上部通過開閉閥26連接著輔助蒸氣管25，該輔助蒸氣管25與輔助蒸氣母管(圖未示)連接。
設(shè)在水垢堆積部22下面的水垢排出閥兼排水閥21連接向水垢回收器27。
上述構(gòu)造的圖8裝置，其水垢捕集操作如下述地進行。
裝置運轉(zhuǎn)時，開閉閥20打開，水垢排出閥兼排水閥21關(guān)閉，使水垢捕集裝置動作，從鉛直下降管1流過來的蒸氣主流中的水垢被管狀口袋部3捕集，通過開閉閥20堆積在水垢堆積部22中。集中到水垢堆積部22中的水垢，在開閉閥20關(guān)閉、水垢排出閥兼排水閥21打開時，被回收到水垢回收器27內(nèi)。
這時，為了不產(chǎn)生水垢的堵塞現(xiàn)象，打開輔助蒸氣管25的開閉閥26，將輔助蒸氣導(dǎo)向水垢堆積部22進行清除工作。水垢排出閥兼排水閥21雖然這樣地作為水垢排出閥動作，但是也起到排水閥的作用，在裝置的起動、停止時，將水垢排出閥兼排水閥21打開。
裝置進行DSS運用時，水垢排出閥兼排水閥21每日開閉，每日排出水垢，但裝置不進行DSS運用時，以3日一次的間隔進行水垢的排出。
圖8所示的第4實施例裝置的水垢排出操作順序，歸納如下。
(1)關(guān)閉開閉閥20，將水垢排出裝置與系統(tǒng)隔離。
(2)打開水垢排出閥兼排水閥21，用內(nèi)壓將堆積在水垢堆積部22中的水垢排出。
(3)打開開閉閥26，用輔助蒸氣將殘存在水垢堆積部22的水垢排出。
(4)水垢排出后，再在數(shù)分鐘內(nèi)流過輔助蒸氣，使水垢不殘存在口袋部等中，同時，將流入水垢排出裝置內(nèi)的空氣排出。
(5)關(guān)閉水垢排出閥兼排水閥21，使水垢堆積部22內(nèi)保持內(nèi)壓。
(6)關(guān)閉開閉閥26，停止輔助蒸氣的供給。
(7)打開開閉閥20，使水垢排出裝置與系統(tǒng)接通。
用上述順序，在裝置運轉(zhuǎn)中雖然能排出水垢，但是其排出間隔，最初是3日一次，邊觀察回收水垢的量邊漸漸地加長。
(第5實施例)圖8所示裝置，是對圖4、圖5所示第2實施例水垢捕集裝置中的管狀口袋3設(shè)置了排出所捕集水垢等的機構(gòu)。從圖11可見，第5實施例，是對圖6、圖7所示第3實施例水垢捕集裝置中的管狀口袋3設(shè)置了同樣的排出機構(gòu)。
從圖11可見，圖6、圖7所示第3實施例的水垢捕集裝置，通過連接部23與水垢堆積部22連接，該水垢堆積部22的始端和終端分別設(shè)有開閉閥20和水垢排出閥兼排水閥21。水垢堆積部22與水垢回收器27相連接。
圖11中，對于已說明過的部分注以相同標記，其說明從略。
因此，第5實施例的水垢捕集裝置中，也是將捕集到的水垢堆積在水垢堆積部22，通過操作始端的開閉閥20和終端的水垢排出閥兼排水閥21，可以不停止機器運轉(zhuǎn)地將堆積在水垢堆積部22中的水垢回收到水垢回收器27內(nèi)。
另外，由于水垢捕集裝置設(shè)置在主蒸氣管上，所以通常的運轉(zhuǎn)中，不會產(chǎn)生超臨界壓的排水，但是水垢堆積部22成為幾乎無流動的死區(qū)，所以，產(chǎn)生由熱輻射所產(chǎn)生溫度分布。為了極力減少該溫度差，如圖8所示地設(shè)置了加熱管路24。水垢排出閥兼排水閥21在起動、停止時與其它的排水閥同樣地運用，排出主蒸氣管的排水。
上面，就圖示實施例對本發(fā)明作了說明，但本發(fā)明并不限于這些實施例，在權(quán)利要求所示本發(fā)明范圍內(nèi)，可對其具體構(gòu)造、構(gòu)成作各種變更。
例如，在圖8所示第4實施例和圖11所示第5實施例中，為了用輔助蒸氣排出殘存在水垢堆積部22中的水垢，是利用了來自輔助蒸氣母管的輔助蒸氣，但也可以改用輔助空氣。
本發(fā)明的效果如下。
本發(fā)明中，在從發(fā)電用鍋爐到發(fā)電用蒸氣輪機的蒸氣管上，在鉛直部和與其呈T形連通的橫向部構(gòu)成的流動方向變換部的下方的延長部上設(shè)置了上述的水垢捕集部，由于用一體的鍛造鋼形成上述T形方向變換部，所以，不影響高壓蒸氣的流動，可氣密性好地且安全地捕集鍋爐水垢粒子。
另外，上述鉛直蒸氣管的延長部長度為蒸氣管內(nèi)徑的約4倍以上，所以，與實際的鍋爐水垢粒子量和粒徑無關(guān)地在一定期間被上述延長部捕集的鍋爐水垢粒子不會經(jīng)方向變換部飛散到橫向蒸氣管內(nèi)，不僅可阻止鍋爐水垢粒子進入蒸氣輪機，而且方向變換部和上述延長部被水垢粒子侵蝕的可能性減少。
另外，通過將上述鍋爐水垢捕集部設(shè)置成若干級，可提高捕集率。另外，用焊接將鋼制蒸氣管一體地連接到鍛造的T形方向變換部上，并且，用焊接將鋼制漏斗一體地連接到延長部下端，所以，可得到在隔一定期間的蒸氣鍋爐定期檢修期間充分耐用的很安全的鍋爐水垢捕集裝置。
另外，本發(fā)明的水垢捕集裝置中，鉛直下降管的越過水平分支點的延長上，設(shè)有管狀口袋，在該管狀口袋內(nèi)設(shè)有阻隔板，可防止口袋內(nèi)的旋回流，可在口袋內(nèi)有效地分離水垢。
另外，本發(fā)明的水垢捕集裝置中，由特定形狀的第1、第2、第3曲管和向上分支管等構(gòu)成時，可借助慣性力將蒸氣中的水垢有效地朝著管狀口袋分離。
在蒸氣主流中形成彎曲路徑或分支、轉(zhuǎn)向路徑，分離從鍋爐中混入的水垢的水垢捕集裝置，其課題是提高捕集效率和減少壓力損失，本發(fā)明可滿足該兩項要求。
權(quán)利要求
1.捕集流向蒸氣輪機的鍋爐水垢的鍋爐水垢捕集裝置，其特征在于，從鍋爐側(cè)到蒸氣輪機入口的同一內(nèi)徑的蒸氣管在蒸氣輪機的入口附近從鉛直蒸氣管方向變換為橫向蒸氣管，從該方向變換部將上述垂直蒸氣管向下方延長而形成延長部，在該延長部的下端通過漏斗設(shè)置著水垢排出閥，從而形成水垢捕集部，包含上述鉛直蒸氣管和橫向蒸氣管的方向變換部以及上述延長部由一體鍛造的鋼形成。
2.如權(quán)利要求1所述的捕集流向蒸氣輪機的鍋爐水垢的鍋爐水垢捕集裝置，其特征在于，上述延長部的長度為上述內(nèi)徑的約4倍以上。
3.如權(quán)利要求1所述的捕集流向蒸氣輪機的鍋爐水垢的鍋爐水垢捕集裝置，其特征在于，方向變換為橫方向的橫向蒸氣管再朝下地變換為鉛直方向，水垢捕集部形成為多級。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的捕集流向蒸氣輪機的鍋爐水垢的鍋爐水垢捕集裝置，其特征在于，包含上述鉛直蒸氣管和橫向蒸氣管的方向變換部上連接著鉛直蒸氣管和橫向蒸氣管，在延長部下端連接著漏斗，將這些連接部用焊接形成為一體。
5.捕集流向蒸氣輪機的鍋爐水垢的鍋爐水垢捕集裝置，在把來自鍋爐的蒸氣導(dǎo)向蒸氣輪機的蒸氣配管內(nèi)，在蒸氣主流中形成彎曲路徑或分支、彎曲路徑，以分離混入的水垢，其特征在于，使蒸氣主流從鉛直下降管向水平分支管急轉(zhuǎn)向地進行配管，在上述鉛直下降管的越過水平分支點的延長上設(shè)置管狀的口袋，在該管狀口袋內(nèi)安裝著平行于管軸的阻隔板。
6.捕集流向蒸氣輪機的鍋爐水垢的鍋爐水垢捕集裝置，在把來自鍋爐的蒸氣導(dǎo)向蒸氣輪機的蒸氣配管內(nèi)，在蒸氣主流中形成彎曲路徑或分支、彎曲路徑，以分離混入的水垢，其特征在于，使蒸氣主流從鉛直下降管向水平分支管急轉(zhuǎn)地進行配管，在上述鉛直下降管的越過水平分支點的延長上，設(shè)置管狀的口袋，該管狀口袋構(gòu)成水垢堆積部，另外，上述水垢堆積部與水垢回收器連接，同時，在該水垢堆積部的始端和終端分別設(shè)有開閉閥。
7.捕集流向蒸氣輪機的鍋爐水垢的鍋爐水垢捕集裝置，在把來自鍋爐的蒸氣導(dǎo)向蒸氣輪機的蒸氣配管內(nèi)，在蒸氣主流中形成彎曲路徑或分支、彎曲路徑，以分離混入的水垢，其特征在于，在約水平配置的蒸氣管中間，通過曲率半徑為R1、彎曲角度為θ1的第1曲管、與其連接的下向直管、接著連接的曲率半徑為R2、彎曲角度為θ2的第2曲管，與設(shè)在水平配管下方的水平管路連接，在該水平管路上，有直管部和向上角度為γ的向上分支管，該直管部接著與從曲率半徑為R4、彎曲角度為90°的曲管鉛直下降的管狀口袋連接，上述向上分支管通過曲率半徑為R3、彎曲角度為θ3的第3曲管與上述蒸氣管連接，其中，1.5d＜R1、R2、R3、R4＜2.5d；60°＜θ1、θ2、θ3＜90°；γ＝60°(d配管直徑)。
8.如權(quán)利要求7所述的鍋爐水垢捕集裝置，其特征在于，在上述向上分支管的跟前面的水平管路內(nèi)壁上部設(shè)有從水平管路頂部朝中心部鼓出的突起物。
9.如權(quán)利要求7所述的鍋爐水垢捕集裝置，其特征在于，從上述向上分支管的分支點后流側(cè)到上述彎曲角度為90°的曲管的中間點附近的管路內(nèi)，安裝著分隔板。
10.如權(quán)利要求7所述的鍋爐水垢捕集裝置，其特征在于，鉛直下降的口袋構(gòu)成水垢堆積部，上述水垢堆積部與水垢回收器連接著，并且在上述水垢堆積部始端和終端分別設(shè)有開閉閥。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供鍋爐水垢捕集裝置。該裝置在從發(fā)電用鍋爐到發(fā)電用蒸氣輪機01的入口01′的蒸氣管2的流路中,能幾乎全部捕集及回收鍋爐水垢粒子p。其特征是從鍋爐側(cè)到蒸氣輪機01的入口01′的同一內(nèi)徑d的蒸氣管02,在蒸氣輪機01的入口01′附近從鉛直蒸氣管02′方向變換為橫向蒸氣管02″,從其方向變換部e將鉛直蒸氣管02′向下方延長,形成延長部02′a的下端02″a,包含上述鉛直蒸氣管和橫向蒸氣管的方向變換部e及上述延長部02′a由鍛造成一體的鋼形成。
文檔編號F01D25/00GK1266144SQ9911053
公開日2000年9月13日 申請日期1999年7月23日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月9日
發(fā)明者小池正實, 內(nèi)田佳孝, 佐藤昭広, 中島英作, 佐藤敏浩, 菅啟史, 高田政治, 倉崎六夫 申請人:九州電力株式會社, 三菱重工業(yè)株式會社