СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ПОДПИТОЧНОЙ ВОДЫ ТЕПЛОСЕТИ Российский патент 2000 года по МПК F22D1/50 C02F1/20 

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на тепловых электростанциях и котельных установках.

Известен способ подготовки подпиточной воды - аналог, по которому исходную воду нагревают до заданной, постоянно поддерживаемой температуры (обычно до температуры, находящейся в диапазоне 35-50^oС) и декарбонизируют путем контакта ее с атмосферным воздухом (см. а.с. 1267015, опубликованное в Бюллетене изобретений, 1986, N 40). Данный аналог принят в качестве прототипа изобретения.

Недостатком аналогов и прототипа в некоторых случаях является пониженная экономичность способа подготовки подпиточной воды теплосети из-за повышенных энергетических затрат на подогрев воды, подаваемой в декарбонизатор (в тех случаях, когда остаточная концентрация диоксида углерода в декарбонизированной воде обеспечивается менее требуемого значения). В других случаях недостатком является низкое качество подготовки подпиточной воды из-за недостаточного нагрева исходной воды, когда поддерживаемой температуры воды недостаточно для эффективного удаления диоксида углерода. Обычно тепловой режим подготовки подпиточной воды поддерживают постоянным, исходя из достижения требуемой остаточной концентрации диоксида углерода CO₂ в декарбонизированной воде (обычно 4-5 мг/л) в расчетном стационарном режиме. В процессе эксплуатации качество исходной воды существенно изменяется. Несмотря на то, что в ряде переменных режимов подготовки подпиточной воды остаточная концентрация CO₂ становится меньше заданного расчетного значения (например, при повышении щелочности воды или снижении начальной концентрации CO₂), температура исходной воды не снижается, происходит перерасход энергии на нагрев воды. В других режимах заданная остаточная концентрация CO₂ в декарбонизированной воде не достигается из-за недостаточного нагрева исходной воды для эффективного удаления CO₂ (при увеличенном начальном содержании CO₂ или при низкой щелочности исходной воды).

Техническим результатом, достигаемым настоящим изобретением, является повышение экономичности и качества подготовки подпиточной воды теплосети за счет поддержания оптимальной температуры воды, подаваемой в декарбонизатор.

Для достижения этого результата предложен способ подготовки подпиточной воды теплосети, по которому исходную воду нагревают и декарбонизируют путем контакта ее с атмосферным воздухом.

Отличием заявляемого способа является то, что температуру воды, подаваемой в декарбонизатор, регулируют по величине заданной концентрации свободного диоксида углерода в декарбонизированной воде.

Включение в способ подготовки подпиточной воды теплосети операции регулирования температуры исходной воды и условий проведения этой операции - до достижения заданной остаточной концентрации диоксида углерода в декарбонизированной воде - позволяет повысить экономичность и качество подготовки подпиточной воды за счет поддержания оптимальной температуры воды, подаваемой в декарбонизатор, и исключения режимов с недостаточной или избыточной температурой исходной воды.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога, позволило выявить совокупность существенных по отношению к техническому результату отличительных признаков, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию "новизна".

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного способа. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата. В частности, заявленным изобретением не предусмотрено дополнение известного средства какой-либо известной частью, присоединяемой к нему по известным правилам для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно таких дополнений. Так, к такому преобразованию не может быть отнесено включение в способ подготовки подпиточной воды теплосети операции регулирования температуры воды, поскольку эта операция в заявленном способе осуществляется в другой совокупности существенных признаков способа и по другим правилам по сравнению с известными способами регулирования температуры воды, например, в котельных установках, что и позволяет обеспечить достижение искомого технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".

Далее рассмотрим сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением искомого технического результата.

На чертеже изображена принципиальная схема установки для подготовки подпиточной воды теплосети, поясняющая предложенный способ.

Входящая в систему подготовки подпиточной воды теплосети на тепловой электростанции установка содержит декарбонизатор 1 с подключенными к нему трубопроводами исходной воды 2 и декарбонизированной воды 3. В трубопровод 3 включен насос декарбонизированной воды 4. В трубопровод 2 включен подогреватель исходной воды 5. На трубопроводе греющей среды 6 подогревателя 5 установлен регулирующий орган 7 регулятора температуры исходной воды 8. Регулятор 8 соединен с датчиком концентрации диоксида углерода в декарбонизированной воде 9, установленным на трубопроводе 3. В качестве датчика 9 может быть использован, например, pH-метр с преобразователем показаний pH в значения концентрации диоксида углерода (при известных щелочности и температуре обработанной воды).

Рассмотрим пример реализации заявленного способа.

Подготовку подпиточной воды осуществляют путем нагрева ее и декарбонизации при контакте обрабатываемой воды и атмосферного воздуха. Исходную воду с начальной концентрацией диоксида углерода 10 мг/л нагревают в водоподогревателе 5 и подают в декарбонизатор 1 по трубопроводу 2. Для поддержания измеряемой датчиком 9 заданной остаточной концентрации диоксида углерода в декарбонизированной воде 3 мг/л с помощью регулятора 8 и регулирующего органа 7 температуру исходной воды устанавливают равной 25^oС. Декарбонизированную воду отводят насосом 4 по трубопроводу 3 в деаэратор подпиточной воды теплосети (на чертеже не показан). При повышении концентрации диоксида углерода в декарбонизированной воде сверх 3 мг/л, например, при повышении концентрации диоксида углерода в исходной воде, температуру исходной воды повышают до восстановления заданной концентрации CO₂, т.е повышают качество декарбонизированной воды. Напротив, если концентрация диоксида углерода в декарбонизированной воде становится ниже заданной величины, температуру исходной воды снижают, поддерживая постоянное значение заданной концентрации CO₂ в декарбонизированной воде, т.е снижают энергетические затраты и повышают экономичность способа.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного способа следующей совокупности условий:
- средство, воплощающее заявленный способ, предназначено для использования в промышленности в области теплоэнергетики;
- для заявленного способа в том виде, как он охарактеризован в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке средств и методов;
- способ подготовки подпиточной воды теплосети, воплощающий заявленное изобретение, при его осуществлении способен обеспечить достижение искомого технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость".

Изобретение предназначено для использования на тепловых электростанциях и котельных установках. Способ включает нагрев исходной воды декарбонизации путем контакта ее с атмосферным воздухом, при этом температуру воды, подаваемой в декарбонизатор, регулируют по величине заданной концентрации свободного диоксида углерода в декарбонизированной воде. За счет поддержания оптимальной температуры воды, подаваемой в декарбонизатор, повышается экономичность и качество подготовки подпиточной воды теплосети. 1 ил.

Способ подготовки подпиточной воды теплосети, по которому исходную воду нагревают и декарбонизируют путем контакта ее с атмосферным воздухом, отличающийся тем, что температуру воды, подаваемой в декарбонизатор, регулируют по величине заданной концентрации свободного диоксида углерода в декарбонизированной воде.