ПАРОГЕНЕРАТОР Российский патент 2008 года по МПК F22B33/18 

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в безбарабанных парогенераторах с естественной циркуляцией для повышения эффективности и надежности работы путем снижения средней концентрации примесей в котловой воде.

Из уровня техники известен парогенератор, включающий циклон, испарительные поверхности в виде подъемных обогреваемых труб, объединенных пароводяным и водяным коллекторами, и водоспускные трубы, которые подключены к циклону с образованием циркуляционного контура, трубопровод питательной воды, экономайзер-подогреватель питательной воды и паропровод (SU 1456691 A1, F22B 33/18, 1989). Основным недостатком данного парогенератора является высокая концентрация примесей, непрерывно поступающих с питательной водой, которые образуют отложения на поверхностях нагрева, что снижает эффективность и надежность работы.

Изобретение направлено на повышение эффективности и надежности работы безбарабанного циклонного парогенератора путем организации водного режима с непрерывной продувкой и многоступенчатым испарением.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что парогенератор, содержащий циклон, испарительные поверхности в виде подъемных обогреваемых труб, объединенных пароводяным и водяным коллекторами, и водоспускные трубы, которые подключены к циклону с образованием циркуляционного контура, экономайзер-подогреватель питательной воды, трубопровод питательной воды и паропровод, согласно изобретению выполнен из нескольких циклонов, параллельно включенных в батарею между верхним паровым коллектором и нижним коллектором котловой воды, при этом паропровод подключен к верхнему паровому коллектору, на трубопроводе питательной воды после экономайзера-подогревателя питательной воды установлен циклонный сепаратор, паровой патрубок которого соединен с верхним паровым коллектором, а его водяной патрубок подключен к входу в торцевой части нижнего коллектора котловой воды со стороны первого по ходу питательной воды циклона, к выходу в противоположной торцевой части нижнего коллектора котловой воды подключен трубопровод продувки, а по длине нижнего коллектора котловой воды последовательно включены водоспускные трубы, соединяющие его с водяными коллекторами испарительных поверхностей каждого циклона.

Кроме того, парогенератор может содержать несколько параллельно-последовательно включенных батарей циклонов с предвключенными циклонными сепараторами, при этом входной пароводяной патрубок предвключенного циклонного сепаратора каждой батареи циклонов подключен к трубопроводу питательной воды после экономайзера-подогревателя питательной воды, вход нижнего коллектора котловой воды второй по ходу питательной воды и следующей батареи подключен к выходу нижнего коллектора котловой воды предыдущей батареи и к водяному патрубку циклонного сепаратора данной батареи, а трубопровод продувки подключен к выходу нижнего коллектора котловой воды последней батареи.

Заявленная схема с последовательным по питательной воде включением нескольких циклонов или батарей циклонов и с продувкой из последнего циклона последней батареи циклонов по ходу питательной воды обеспечивает многоступенчатое испарение, что существенно снижает как нарастание солесодержания, так и среднюю концентрацию примесей в котловой воде, уменьшает образование отложений на поверхностях нагрева и, соответственно, повышает эффективность и надежность работы безбарабанного парогенератора. Кроме того, наличие на трубопроводе питательной воды предвключенного циклонного сепаратора исключает возможность попадания пара, который может образовываться в питательной воде после экономайзера, в водоспускные трубы, питающие испарительные поверхности подъемных обогреваемых труб, что предотвращает срыв естественной циркуляции и повышает надежность работы парогенератора.

На Фиг.1 представлена схема парогенератора с одной батареей циклонов; на Фиг.2 - схема парогенератора с несколькими батареями циклонов.

Парогенератор содержит батарею 1 из нескольких циклонов 2, параллельно включенных между верхним паровым коллектором 3 и нижним коллектором 4 котловой воды, паропровод 5, подключенный к верхнему паровому коллектору 3, экономайзер-подогреватель 6 питательной воды, после которого на трубопроводе 7 питательной воды установлен циклонный сепаратор 8, паровой патрубок 9 которого соединен с верхним паровым коллектором 3, а его водяной патрубок 10 подключен к входу в торцевую часть нижнего коллектора 4 котловой воды со стороны первого по ходу питательной воды циклона 2, и трубопровод 11 продувки, подключенный к выходу в противоположной торцевой части нижнего коллектора 4 котловой воды. Испарительные поверхности парогенератора выполнены в виде подъемных обогреваемых труб 12, объединенных пароводяным коллектором 13 и водяным коллектором 14, которые образуют с циклоном 2 контур естественной циркуляции, при этом к нижнему коллектору 4 котловой воды последовательно по длине (по ходу питательной воды) подключены водоспускные трубы 15, соединяющие его с водяными коллекторами 14 испарительных поверхностей подъемных обогреваемых труб 12 каждого циклона 2.

При выполнении парогенератора с несколькими батареями 1 циклонов 2 (Фиг.2) каждая батарея 1 содержит предвключенный циклонный сепаратор 8, входной пароводяной патрубок 16 которого подключен к трубопроводу 7 питательной воды после экономайзера-подогревателя 6 питательной воды, вход нижнего коллектора 4 котловой воды второй по ходу питательной воды и следующей батареи 1 подключен к выходу нижнего коллектора 4 котловой воды предыдущей батареи 1 и к водяному патрубку 10 циклонного сепаратора 8 данной батареи, а трубопровод продувки подключен к выходу нижнего коллектора 4 котловой воды последней батареи 1.

Парогенератор с одной батареей циклонов работает следующим образом.

Питательную воду из экономайзера-подогревателя 6 питательной воды по трубопроводу 7 питательной воды подают через входной пароводяной патрубок 16 в циклонный сепаратор 8, где происходит отделение от воды пара, который может образовываться при подогреве питательной воды в экономайзере-подогревателе 6. Отсепарированная питательная вода из в циклонного сепаратора 8 по водяному патрубку 10 поступает на вход в торцевую часть нижнего коллектора 4 котловой воды со стороны первого по ходу питательной воды циклона 2, из которого по водоспускным трубам 15 поступает в водяные коллекторы 10 и равномерно распределяется в испарительные поверхности подъемных обогреваемых труб 8, а отделенный в циклонном сепараторе 8 пар по паровому патрубку 9 направляют в верхний паровой коллектор 3. Образующаяся в испарительных поверхностях подъемных обогреваемых труб 12 пароводяная смесь в режиме естественной циркуляции собирается в пароводяные коллекторы 13 и вводится в циклоны 2. Отсепарированный пар из циклонов 2 поступает в верхний паровой коллектор 3 и отводится по паропроводу 5, а отделенная котловая вода по водяному патрубку 17 возвращается в нижний коллектор 4 котловой воды. Через трубопровод 11 продувки, подключенный к выходу в торцевой части нижнего коллектора 4 котловой воды со стороны последнего по ходу питательной воды циклона 2, производят непрерывную продувку. При этом за счет последовательного по питательной воде включения нескольких циклонов 2 первые по ходу питательной воды циклоны 2 являются чистыми отсеками с относительно меньшим солесодержанием, а наибольшее солесодержание устанавливается в последнем циклоне 2, что по сравнению с известными решениями существенно (в несколько раз) снижает среднюю концентрацию примесей в котловой воде.

При работе парогенератора с несколькими батареями циклонов (Фиг.2) реализуется вышеописанный водный режим с непрерывной продувкой и многоступенчатым испарением и предварительным отделением после экономайзера-подогревателя 6 пара от питательной воды. При этом питательную воду из экономайзера-подогревателя 6 питательной воды по трубопроводу 7 питательной воды подают через входной пароводяной патрубок 16 в циклонный сепаратор 8 каждой батареи 1, из которого по водяному патрубку 10 отсепарированную питательную воду направляют на вход нижнего коллектора 4 котловой воды данной батареи 1, и, кроме того, питательную воду с выхода нижнего коллектора 4 котловой воды первой по ходу питательной воды батареи 1 направляют на вход нижнего коллектора 4 котловой воды второй по ходу питательной воды батареи 1 и далее последовательно к следующей батарее 1. Непрерывную продувку производят через трубопровод 11 продувки, подключенный к выходу в торцевой части нижнего коллектора 4 котловой воды со стороны последнего по ходу питательной воды циклона 2 последней батареи 1.

Таким образом, за счет последовательного по питательной воде включения нескольких батарей 1 циклоны 2 первой по ходу питательной воды батареи 1 являются чистыми отсеками с относительно меньшим солесодержанием, а наибольшее солесодержание устанавливается в последнем циклоне 2 последней батареи 1, что в большей степени снижает среднюю концентрацию примесей в котловой воде и повышает эффективность и надежность работы заявленного безбарабанного парогенератора.

Изобретение предназначено для производства пара и может быть использовано в теплоэнергетике. Парогенератор выполнен из нескольких циклонов, параллельно включенных в батарею между верхним паровым коллектором и нижним коллектором котловой воды. Паропровод подключен к верхнему паровому коллектору. На трубопроводе питательной воды после экономайзера - подогревателя питательной воды установлен циклонный сепаратор, паровой патрубок которого соединен с верхним паровым коллектором, а его водяной патрубок подключен к входу в торцевой части нижнего коллектора котловой воды, со стороны первого по ходу питательной воды циклона. К выходу в противоположной торцевой части нижнего коллектора котловой воды подключен трубопровод продувки. По длине нижнего коллектора котловой воды последовательно включены водоспускные трубы, соединяющие его с водяными коллекторами испарительных поверхностей каждого циклона. Парогенератор может содержать несколько параллельно - последовательно включенных батарей циклонов. Вход нижнего коллектора котловой воды второй по ходу питательной воды и следующей батареи подключен к выходу нижнего коллектора котловой воды предыдущей батареи и к водяному патрубку циклонного сепаратора данной батареи. Изобретение обеспечивает повышение эффективности и надежности работы парогенератора. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Парогенератор, содержащий циклон, испарительные поверхности в виде подъемных обогреваемых труб, объединенных пароводяным и водяным коллекторами, и водоспускные трубы, которые подключены к циклону с образованием циркуляционного контура, экономайзер-подогреватель питательной воды, трубопровод питательной воды и паропровод, отличающийся тем, что выполнен из нескольких циклонов, параллельно включенных в батарею между верхним паровым коллектором и нижним коллектором котловой воды, при этом паропровод подключен к верхнему паровому коллектору, на трубопроводе питательной воды после экономайзера-подогревателя питательной воды установлен циклонный сепаратор, паровой патрубок которого соединен с верхним паровым коллектором, а его водяной патрубок подключен к входу в торцевой части нижнего коллектора котловой воды, со стороны первого по ходу питательной воды циклона, к выходу в противоположной торцевой части нижнего коллектора котловой воды подключен трубопровод продувки, а по длине нижнего коллектора котловой воды последовательно включены водоспускные трубы, соединяющие его с водяными коллекторами испарительных поверхностей каждого циклона.2. Парогенератор по п.1, отличающийся тем, что содержит несколько параллельно-последовательно включенных батарей циклонов с предвключенными циклонными сепараторами, при этом входной пароводяной патрубок предвключенного циклонного сепаратора каждой батареи циклонов подключен к трубопроводу питательной воды, после экономайзера-подогревателя питательной воды, вход нижнего коллектора котловой воды второй по ходу питательной воды и следующей батареи подключен к выходу нижнего коллектора котловой воды предыдущей батареи и к водяному патрубку циклонного сепаратора данной батареи, а трубопровод продувки подключен к выходу нижнего коллектора котловой воды последней батарей.