РЕГУЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2000 года по МПК F24D17/00 F24D19/10 

Изобретение относится к области теплофикации и тепловым сетям и предназначено преимущественно для систем теплоснабжения при использовании теплоносителя с каскадным подъемом.

Теплоснабжение населенных пунктов и городов обычно осуществляется от теплоисточника - ТЭЦ или котельных посредством тепловых сетей. Тепловые сети по виду теплоносителя делятся на паровые и водяные.

Системы водяных тепловых сетей по количеству линий делятся на однотрубные - тупиковые, в которых теплоноситель не возвращается к теплопроизводителю, двухтрубные и многотрубные периодически или постоянно действующие, в которых теплоноситель возвращается к теплоисточнику, а также открытые, закрытые и независимые.

ТЭЦ и котельные, по известным условиям, как правило, располагаются на низшей геодезической отметке местности. Разность вертикальных геодезических отметок между потребителем и теплопроизводителем приводит к возникновению пьезометрического напора между ними. Для преодоления пьезометрического напора и потерь давления в тепловых сетях у теплоисточника устанавливаются сетевые насосы, на работу которых затрачивается значительный расход электроэнергии. При значительных пьезометрических напорах в прямом - подающем трубопроводе приходится применять двух и более каскадный подъем теплоносителя потребителю.

В непрерывно действующих многотрубных циркуляционных системах тепловых водяных сетей с постоянным и переменным режимами работы в обратном трубопроводе - у теплоисточника - устанавливается давление, равное пьезометрическому напору плюс необходимое давление от вскипания теплоносителя. Для обеспечения технических характеристик оборудования теплоисточника, возможности сброса теплоносителя от всех теплопотребителей в общий коллектор, при значительных пьезометрических напорах, на обратном трубопроводе устанавливается регулирующее устройство, снижающее расход с соблюдением СНиП и "Правил технической эксплуатации тепловых сетей". Регулирующее устройство, преимущественно для систем теплоснабжения с каскадным подъемом, может содержать насосное оборудование теплоносителя, линию входа и выхода насосного оборудования, обратную линию, соединяющую теплопотребителя верхнего уровня с насосным оборудованием, регулятор, подключенный к напорному трубопроводу между насосным оборудованием и входом теплопотребителя. Пример, такого устройства смотри в книге Е.Я. Соколова. Теплофикация и тепловые сети. М..: Энергия, 1975, с. 62, рис. 3-4.

В рассматриваемых устройствах пьезометрический напор является величиной постоянной в силу неизменяемости вертикальных геодезических отметок теплопроизводителя и теплопотребителя. При временном режиме работы переменной величиной может быть только качественное изменение теплоносителя - расход. На регулирующем устройстве регулируется необходимый расход и срабатывается избыточный напор за счет дросселирования. Такое же положение возникает при значительных перепадах давления в прямом трубопроводе и допустимом давлении на приборах теплопотребителя. В этом случае регулирующее устройство устанавливается на подающем трубопроводе от теплоисточника к теплопотребителю. Совершенно очевидно, что работа, затраченная на преодоление пьезометрического напора в прямом трубопроводе и при дросселировании теплоносителя от подающего трубопровода к теплопотребителю, безвозвратно теряется.

Задачей изобретения является частичный возврат работы, затраченной на преодоление пьезометрического напора в прямом трубопроводе, и работы, затраченной на создание перепада давления в прямом трубопроводе и у приборов теплопотребителя.

Поставленная задача решается за счет того, что в регулирующем устройстве, преимущественно для систем теплоснабжения с каскадным подъемом, содержащем насосное оборудование теплопроизводителя, линию входа и выхода насосного оборудования, обратную линию, соединяющую теплопотребителя верхнего уровня с насосным оборудованием, регулятор, подключенный к напорному трубопроводу между насосным оборудованием и входом теплопотребителя, при этом регулятор состоит из гидротурбины с неподвижным направляющим аппаратом и регулирующего клапана расхода, размещенного последовательно за гидротурбиной по направлению движения теплоносителя, причем в обратной линии установлен аналогичный регулятор.

На чертеже представлена схема многотрубной водяной системы теплоснабжения, где потребители находятся на разных вертикальных геодезических отметках НА, НБ, НВ.

Регулирующее устройство содержит теплопотребители А, Б, В, насосное оборудование I, II, III, группы регулирующих клапанов 1, 2, 3, 4, гидротурбины Т1, Т2, регулирующие клапаны расхода 5, 6
Пьезометрические напоры у всех потребителей разные. Если создаваемого напора насосным оборудованием теплоисточника недостаточно для теплоснабжения потребителя "В", то создается каскадный способ подачи теплоносителя к потребителю. Насосное оборудование теплоисточника должно обеспечить, по этой схеме, необходимый напор перед II подъемом и расход теплоносителя к потребителям А, Б, В. Насосное оборудование II подъема должно обеспечить необходимые параметры теплоносителя у III подъема. Насосное оборудование III подъема должно обеспечить необходимые параметры теплоносителя у потребителя и избыточное давление в трубопроводе от вскипания теплоносителя.

Варианты подсоединения теплопотребителя по схеме могут быть самыми различными, но постоянным должно оставаться требование по минимально допустимому давлению перед насосным оборудованием теплопроизводителя.

Устройство способно работать как в постоянном так и в переменном режимах. При постоянном режиме работы гидротурбина рассчитывается на максимальную пропускную способность теплоносителя, при неподвижном направляющем аппарате, и необходимом перепаде давления при полностью открытом регулирующем клапане расхода. С вала гидротурбины снимается, в этом случае, максимальная мощность.

При переменном режиме работы количество пропускаемого теплоносителя через гидротурбину, с неподвижным направляющим аппаратом, регулируется регулирующим клапаном, и следовательно, регулируется снимаемая с гидротурбины мощность. Скорость теплоносителя в проточной части гидротурбины падает, но сама картина протекания теплоносителя в проточной части гидротурбины не изменяется, при этом может быть некоторое падение КПД. На случай аварийных ситуаций и на период ремонтных работ предусматривается обводная линия с регулирующим клапанами 1, 4.

Снимаемая с вала гидротурбины мощность может использоваться для привода механического оборудования (насосы, воздуходувки и т.д.), или каких-либо других целей.

Данное изобретение может быть использовано в любых циркуляционных системах - открытых, закрытых и независимых, где в силу технической необходимости возникает перепад давления.

Изобретение относится к области теплоснабжения. Регулирующее устройство, преимущественно для системы теплоснабжения с каскадным подъемом, содержит насосное оборудование теплопроизводителя, линии входа и выхода насосного оборудования, обратную линию, соединяющую теплопотребителя верхнего уровня с насосным оборудованием, регулятор, подключенный к напорному трубопроводу между насосным оборудованием и входом теплопотребителя. Регулятор состоит из гидротрубины с неподвижным направляющим аппаратом и регулирующего клапана расхода, размещенного последовательно за гидротурбиной по направлению движения теплоносителя, причем в обратной линии установлен аналогичный регулятор. Технический результат заключается в возможности частичного возврата работы, затраченной на преодоление пьезометрического напора в прямом трубопроводе, и работы, затраченной на создание перепада давления в прямом трубопроводе и у приборов теплопотребителя. 1 ил.

Регулирующее устройство, преимущественно для систем теплоснабжения с каскадным подъемом, содержащее насосное оборудование теплопроизводителя, линию входа и выхода насосного оборудования, обратную линию, соединяющую теплопотребителя верхнего уровня с насосным оборудованием, регулятор, подключенный к напорному трубопроводу между насосным оборудованием и входом теплопотребителя, отличающееся тем, что регулятор состоит из гидротурбины с неподвижным направляющим аппаратом и регулирующего клапана расхода, размещенного последовательно за гидротурбиной по направлению движения теплоносителя, причем в обратной линии установлен аналогичный регулятор.