БЕЗБАРАБАННЫЙ ПАРОГЕНЕРАТОР С ЕСТЕСТВЕННОЙ ЦИРКУЛЯЦИЕЙ Российский патент 1999 года по МПК F22B33/18 

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в безбарабанных котлах с естественной циркуляцией.

Известны безбарабанные котельные установки с естественной циркуляцией, содержащие экранные поверхности, подключенные к циклонному сепаратору (см. кн. Е. Ф. Бузникова, Циклонные сепараторы в паровых котлах. М., "Энергия", 1969 г. , с. 230 - 240; авт. св. СССР 1195130, кл. F 22 B 33/18, 1985 г.; авт. св. СССР 1456691, кл. F 22 B 33/18, 1989 г.). Однако в этих котельных установках не решены вопросы продувки, что приводит к существенно неравномерному распределению солесодержания в водяном объеме, повышенному образованию твердых, малорастворимых отложений в отдельных экранных трубах и, соответственно, снижению надежности работы котла в целом. Наиболее близким к изобретению является безбарабанный парогенератор, содержащий экранные поверхности нагрева, подключенные к циклонным сепараторам, которые соединены между собой трубопроводами котловой воды, трубопровод питательной воды, отводящий паропровод и трубопровод продувки (см. авт. св. СССР 1095016, кл. F 22 B 33/18, 1984 г.).

В данном устройстве два циклонных сепаратора фактически работают по схеме ступенчатого испарения, при этом продувка осуществляется от циклона, который является второй ступенью испарения, что приводит к образованию чистого и соленого отсеков (объемов) с повышенным солесодержанием в последнем, и, соответственно, снижению надежности работы подключенных к нему экранных поверхностей из-за интенсивности образования отложений. Изобретение направлено на повышение надежности работы безбарабанного парогенератора за счет снижения среднего солесодержания котловой воды.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в безбарабанном парогенераторе с естественной циркуляцией, содержащем экранные поверхности нагрева, подключенные к циклонным сепараторам, которые соединены между собой трубопроводами котловой воды, трубопровод питательной воды, отводящий паропровод и трубопровод продувки, согласно изобретению, циклонные сепараторы включены последовательно по схеме ступенчатого испарения, при этом первая ступень состоит из нескольких циклонных сепараторов, подключенных к трубопроводу питательной воды, в каждой последующей ступени количество циклонных сепараторов меньше, чем в предыдущей, а трубопровод продувки подключен к циклонному сепаратору последней ступени. Заявленное включение циклонных сепараторов с уменьшающимся числом одинаковых циклонных сепараторов по ступеням от нескольких в первой до одного в последней ступени обеспечивает многоступенчатое испарение с одинаковым расходом котловой воды на входе в циклонные сепараторы, что приводит к оптимальному распределению (нерастворению) солесодержания, при этом среднее солесодержание котловой воды и образование отложений в поверхностях нагрева значительно ниже, чем при известном ступенчатом испарении (см. прототип), где имеют место существенно разные расходы питательной (котловой) воды на входе в каждый из двух циклонных сепараторов.

На чертеже представлена схема безбарабанного парогенератора.

Безбарабанный парогенератор содержит вертикальные циклонные сепараторы 1, 2 и 3, последовательно соединенные между собой трубопроводами 4 котловой воды по схеме ступенчатого испарения, количество которых уменьшается, например, от пяти в первой ступени до одного в последней ступени (экранные поверхности нагрева на чертеже не показаны), трубопровод 5 питательной воды, к которой подключены циклонные сепараторы 1 первой ступени, трубопровод 6 продувки, который подключен к циклонному сепаратору 3 последней ступени. В общем случае число ступеней испарения и количество циклонных сепараторов 1, 2, 3 в каждой ступени определяется расчетом в зависимости от диаметра циклонного сепаратора и его паропроизводительности, что позволяет выполнять циклонные сепараторы 1, 2 и 3 одинаковыми. Для обеспечения равномерности циркуляции котловой воды и идентичности работы циклонных сепараторов в каждой ступени, последние дополнительно соединены уравнительными трубопроводами 7. Циклонные сепараторы 1, 2 и 3 подключены к отводящему паропроводу 8.

Безбарабанный парогенератор с естественной циркуляцией работает следующим образом.

Питательная вода подается по трубопроводу 5 питательной воды и равномерно распределяется в циклонные сепараторы 1 ступени испарения, которые образуют чистый отсек. Из циклонных сепараторов 1 первой ступени котловая вода поступает в циклонные сепараторы 2 второй ступени, и затем - в циклонный сепаратор 3 последней ступени, из которого осуществляется непрерывная продувка по трубопроводу 6 продувки. Отсепарированный насыщенный пар из циклонных сепараторов 1, 2, 3 отводится по отводящему паропроводу 8. При этом последовательное уменьшение количества одинаковых циклонных сепараторов 1, 2, 3 по ступеням испарения позволяет получить паропроизводительность первой ступени наибольшей, второй ступени - наименьшей, а третьей (последней) ступени - самой маленькой при одинаковом расходе котловой воды на входе в каждый циклонный сепаратор 1, 2 и 3, что приводит к одинаковой кратности концентрации солесодержания котловой воды нарастанием солесодержания от концентрации в трубопроводе 5 питательной воды до концентрации в трубопроводе 6 продувки, близким к теоретической схеме ступенчатого испарения, которое и обусловливает минимальное среднее солесодержание котловой воды и, соответственно, снижение накипеобразования в экранных трубах (поверхностях нагрева).

Изобретение предназначено для безбарабанных котлов с естественной циркуляцией. Безбарабанный парогенератор содержит экранные поверхности нагрева, подключенные к циклонным сепараторам, которые последовательно соединены между собой по схеме ступенчатого испарения трубопроводами котловой воды, при этом первая ступень состоит из нескольких циклонных сепараторов, подключенных к трубопроводу питательной воды, в каждой последующей ступени количество циклонных сепараторов меньше, чем в предыдущей, а трубопровод продувки подключен к циклонному сепаратору последней ступени. В таком парогенераторе имеет место снижение солесодержания в котловой воде, а вследствие этого повышается надежность работы установки. 1 ил.

Безбарабанный парогенератор с естественной циркуляцией, содержащий экранные поверхности нагрева, подключенные к циклонным сепараторам, которые соединены между собой трубопроводами котловой воды, трубопровод питательной воды, отводящий паропровод и трубопровод продувки, отличающийся тем, что цикловые сепараторы включены последовательно по схеме ступенчатого испарения, при этом циклонные сепараторы первой ступени подключены к трубопроводу питательной воды, в каждой последующей ступени количество циклонных сепараторов меньше, чем в предыдущей, а трубопровод продувки подключен к циклическому сепаратору последний ступени.