ПАРОКОТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА Российский патент 1995 года по МПК F22B1/30 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в системе горячего водоснабжения или пароснабжения.

Известны установки, снабженные трубчатыми электронагревателями, имеет существенный недостаток для их изготовления требуется большое количество ТЭНов, к тому же эксплуатационная надежность их чрезвычайно низка из-за осаждения накипи на теплопередающей поверхности или случайного упуска воды из емкости, ТЭНы выходят из строя и восстановлению не подлежат.

Известна котельная установка, содержащая электродный котел с подводящей и отводящей коммуникациями, соединенный по воде с расположенной выше его питательной емкостью, по объему выше регулятора уровня воды не менее объема котла до верхней части электродов, причем пароотводящая труба выполнена П-образной и верхнее ее колено расположено выше регулятора уровня воды в питательной емкости [1]
Однако указанная установка, как и многие другие не могут в один момент предотвратить возврат воды в котел при конденсации пара в районе электродов за счет "вскипания" в трубе.

Известен "Электрический паровой котел", содержащий корпус с установлением внутри электродами и питательную емкость, являющуюся верхней частью корпуса, и соединенную с ним по пару и воде [2]
Недостатком котла является сложность конструкции (необходимость сложной контролирующей и регулирующей аппаратуры). При выдавливании воды из отсека парообразования в питательную емкость вследствие прекращения паропотребления возникает феномен газлифта с инерционным выходом воды в нежелательных количествах с нежелательными последствиями.

На чертеже показана парокотельная установка, продольно-вертикальный разрез.

Установка содержит корпус 1, разделенный на верхний отсек парогенератор 2 и нижний отсек-питательную емкость 3 при помощи перегородки 4 с плотно присоединенной к ней трубой 5, конец которой опущен к дну питательной емкости 3. Парогенератор 2 снабжен пакетом электродов 6 и в верхней части пароотводящим патрубком 7 с калибрующейся шайбой 8 и запорным вентилем 9, а в нижней части парогенератор 2 снабжен патрубком 10 для горячей воды с запорным вентилем 11. К питательной емкости 3 подведена водопроводная труба 12, в которую вмонтированы редукционный клапан 13 и кран 14. Парогенератор 2 снабжен предохранительным клапаном 15, а питательная емкость 3 в нижней части снабжена выпускным краном 16.

Парокотельная установка эксплуатируется следующим образом.

При закрытых вентиле 9, вентиле 11 и кране 16 открывают кран 14. Вода, преодолевая сопротивление редукционного клапана 13, поступает в питательную емкость 3, при заполнении которой водой находящийся в ней воздух сжимается в верхнем пространстве, а вода одновременно по трубе 5 поступает в парогенератор 2. Вода в парогенератор 2 и емкость 3 поступает до тех пор, пока давление воздуха в них сравняется с давлением в водопроводе 12 перед редукционным клапаном 13. При этом парогенератор 2 и емкость 3 заполняются водой на половину своего объема. Например, при объеме емкости 3 в 1 м³ и объеме парогенератора 2 в 0,6 м³, в емкости 3 будет 0,5 м³ воды, а в парогенераторе 2 0,3 м³. В этом случае давление воздуха в парогенераторе 2 -2 атм, а в емкости 3 2,1 атм, так как добавляется давление столба воды парогенератора 2 и трубы 5. При включении электродов 6 в электрическую сеть начинается парообразование. Открывают вентиль 9 и шайбу 8 регулируют так, чтобы соразмерить количество образующегося за единицу времени пара и его количество, подаваемое на потребителя. Как только начинается расход воды в парогенераторе 2, давлением воздуха в емкости 3 вода из него по трубе 5 подается в парогенератор 2. При дальнейшем расходе воды давление в емкости 3 снижается и срабатывает редукционный клапан 13 вода из водопровода 12 поступает в емкость 3. Установка работает в автоматическом режиме. При прекращении потребления пара перекрывают вентиль 9. Образующийся пар выдавливает воду из парогенератора 2 по трубе 5 в емкость 3, повышая давление воздуха в ней и уменьшая объем воздуха до 0,2 м³. Одновременно перекрывается клапан 13 и вода в емкость 3 не поступает. Пpи выходе концов электродов 6 из воды парообразование прекращается. Но после конденсации некоторого количества пара в парогенераторе 2 давление в нем снижается и за счет давления воздуха в емкости 3 вода вновь поступает в парогенератор 2. За счет нагрева воды в парогенераторе 2 и емкости 3 и периодического возобновления парообразования в ограниченном количестве парокотельная установка всегда готова к эксплуатации, т.е. парообразование и его потребление при необходимости осуществляется немедленно. При необходимости потребления горячей воды открывают вентиль 11 вода идет на потребителя и котельная установка работает в том же режиме. Если необходимо оставить установку неработающей на долгое время, обесточивают электроды 6, а при монтаже или перевозке установки открывают кран 16 и выпускают воду.

Отличительные существенные признаки обеспечивают преимущества предлагаемой установки перед известными и повышение эффективности и экономичности работы. Установку монтируют компактной за счет устранения отдельной питающей емкости, как правило располагающейся в известных установках выше парогенератора. В предлагаемой установке устранено "вскипание" воды при вытеснении ее в питательную емкость при прекращении паропотребления. Это достигается тем, что вытесняемая вода поступает вниз и нет резкого перепада давления в парогенераторе и питающей емкости. Конструкция питающей емкости (нижнего отсека котла) предусмотрена такой, что при заполнении ее водой воздух сжимается в верхней части ее объема и в дальнейшем служит средством подачи воды в парогенератор установка "сама себя обслуживает". Наличие редукционного клапана и постоянного давления в питающей емкости дает возможность отключать поступление воды из водопровода при незначительном повышении давления в емкости при прекращении паропотребления. Установка обладает быстродействием, так как она постоянно готова к немедленному началу выдачи пара на потребителя за счет того, что температура воды в питающей емкости повышена. Установка обладает пониженным электропотреблением на единицу объема пара, так как снижен расход энергии на доведения воды до кипения. Устранены смотровые стекла (водомерные трубки), так как конструкция установки позволяет автоматически предотвратить наполнение емкости и парогенератора выше потребности за счет герметичности и действия "газового тормоза". Нет также необходимости соединять питающую емкость и парогенератор по пару, так как питательная емкость должна быть загерметизирована.

Таким образом при максимальной простоте конструкции установка является дешевой и эффективной в эксплуатации. Экономия использования и изготовления складывается из снижения материалоемкости, экономии электроэнергии и исключения дорогостоящих комплектующих.

Использование: в теплоэнергетике, в системах горячего водоснабжения или пароснабжения. Сущность изобретения: корпус 1 установки разделен на сообщающиеся по воде питательную и парогенерирующую емкости 3 и 2. В емкости 2 размещен пакет электродов 6. Патрубок 12 подвода воды подключен к емкости 3, а пароотводящий патрубок 12 к емкости 2. Емкость 2 размещена над емкостью 3, в которой установлена труба 5. Один из торцов последней расположен в зоне дна емкости 3. Посредством трубы 5 емкости 2 и 3 сообщены между собой. Объем емкости 2 составляет 2/3 объема емкости 3. Патрубок 12 емкости 3 снабжен снабжен редукционным клапаном 13. 1 ил.

ПАРОКОТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА, содержащая корпус, разделенный на сообщающиеся по воде питательную и парогенерирующую емкости, в последнем из которых размещен пакет электродов, причем корпус снабжен патрубками подвода воды и отвода пара, подключенными соответственно к питательной и парогенерирующей емкостям, а также предохранительным клапаном и патрубком для отвода воды, отличающаяся тем, что она снабжена трубой и редукционным клапаном, парогенерирующая емкость размещена над питательной емкостью, внутри последней установлена труба, один из торцов которой размещен в зоне ее дна, причем обе емкости сообщены по воде посредством упомянутой трубы, при этом объем парогенерирующей емкости составляет 2/3 объема питательной емкости, а патрубок последней снабжен упомянутым редукционным клапаном.