ПАРОГЕНЕРАТОР Российский патент 2008 года по МПК F22B33/00 

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 и паропровод (SU 1456691 A1, F22B 33/18, 1989). Основным недостатком данного безбарабанного 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 парогенератора путем организации водного режима с непрерывной продувкой и многоступенчатым испарением.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что 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 и паропровод, согласно изобретению выполнен в виде батареи, содержащей несколько циклонов, параллельно включенных между верхним паровым коллектором и нижним коллектором котловой воды, при этом паропровод подключен к верхнему паровому коллектору, трубопровод питательной воды подключен к входу в торцевую часть 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 включены водоспускные трубы, соединяющие его с водяными коллекторами испарительных поверхностей подъемных обогреваемых труб каждого циклона.

Причем парогенератор может содержать несколько параллельно-последовательно включенных батарей циклонов, при этом трубопровод питательной воды подключен к входу нижнего коллектора котловой воды первой по ходу питательной воды батареи циклонов, вход нижнего коллектора котловой воды второй и следующей по ходу питательной воды батареи последовательно подключен к выходу нижнего коллектора котловой воды предыдущей батареи, а трубопровод продувки подключен к выходу нижнего коллектора котловой воды последней батареи.

Кроме того, вход нижнего коллектора котловой воды второй и следующей по ходу питательной воды батареи может быть дополнительно подключен к трубопроводу питательной воды.

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.

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, трубопровод 6 питательной воды, подключенный к входу в торцевую часть нижнего коллектора 4 котловой воды со стороны первого по ходу питательной воды циклона 2, и трубопровод 7 продувки, подключенный к выходу в противоположной торцевой части нижнего коллектора 4 котловой воды. Испарительные поверхности парогенератора выполнены в виде подъемных обогреваемых труб 8, объединенных пароводяным коллектором 9 и водяным коллектором 10, 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 11, соединяющие его с водяными коллекторами 10 испарительных поверхностей подъемных обогреваемых труб 8 каждого циклона 2.

При выполнении парогенератора с несколькими батареями 1 циклонов 2 (Фиг.2) трубопровод 6 питательной воды подключен к входу нижнего коллектора 4 котловой воды первой по ходу питательной воды батареи 1, вход нижнего коллектора 4 котловой воды второй и следующей по ходу питательной воды батареи 1 последовательно подключен к выходу нижнего коллектора 4 котловой воды предыдущей батареи 1, а трубопровод 7 продувки подключен к выходу нижнего коллектора 4 котловой воды последней батарей 1. Кроме того, вход нижнего коллектора котловой 4 воды второй и следующей по ходу питательной воды батареи 1 может быть дополнительно подключен к трубопроводу 6 питательной воды посредством трубопровода 12.

Парогенератор с одной батареей циклонов работает следующим образом.

Питательную воду по трубопроводу 6 питательной воды подают на вход в торцевую часть нижнего коллектора 4 котловой воды со стороны первого по ходу питательной воды циклона 2, из которого питательная вода по водоспускным трубам 11 поступает в водяные коллекторы 10 и равномерно распределяется в испарительные поверхности подъемных обогреваемых труб 8. Образующуюся пароводяную смесь в режиме естественной циркуляции собирают в пароводяные коллекторы 9 и вводят 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 13 возвращается в нижний коллектор 4 котловой воды. Через трубопровод 7 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 водной режим с непрерывной продувкой и многоступенчатым испарением. При этом питательную воду по трубопроводу 6 питательной воды подают на вход нижнего коллектора 4 котловой воды первой по ходу питательной воды батарее 1 со стороны первого циклона 2, с выхода которого 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 7 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, циклоны 2 первой по ходу питательной воды батареи 1 являются чистыми отсеками с относительно меньшим солесодержанием, а наибольшее солесодержание за счет последовательного по питательной воде включения нескольких батарей 1 циклонов 2 устанавливается в последнем циклоне 2 последней батареи, что в большей степени снижает среднюю концентрацию примесей в котловой воде и повышает эффективность и надежность работы заявленного безбарабанного парогенератора.

Кроме того, для улучшения водного режима на вход нижнего коллектора котловой 4 воды второй и следующей по ходу питательной воды батареи 1 по трубопроводам 12, подключенным к трубопроводу 6 питательной воды, можно дополнительно подавать некоторое количество питательной воды.

Изобретение предназначено для производства пара и может быть использовано в теплоэнергетике. Парогенератор выполнен в виде батареи, содержащей несколько циклонов, параллельно включенных между верхним паровым коллектором и нижним коллектором котловой воды, при этом паропровод подключен к верхнему паровому коллектору, трубопровод питательной воды подключен к входу в торцевую часть с одной стороны нижнего коллектора котловой воды, к выходу на противоположной торцевой части с другой стороны нижнего коллектора котловой воды подключен трубопровод продувки, а по длине нижнего коллектора котловой воды включены водоспускные трубы, соединяющие его с водяными коллекторами испарительных поверхностей подъемных обогреваемых труб каждого циклона. Возможно выполнение парогенератора из нескольких параллельно-последовательно включенных батарей циклонов. Изобретение обеспечивает повышение эффективности и надежности работы парогенератора. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. 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 и паропровод, отличающийся тем, что выполнен в виде батареи, содержащей несколько циклонов, параллельно включенных между верхним паровым коллектором и нижним коллектором котловой воды, при этом паропровод подключен к верхнему паровому коллектору, трубопровод питательной воды подключен к входу в торцевую часть нижнего коллектора котловой воды со стороны первого по ходу питательной воды циклона, к выходу на противоположной торцевой части нижнего коллектора котловой воды подключен трубопровод продувки, а по длине нижнего коллектора котловой воды включены водоспускные трубы, соединяющие его с водяными коллекторами испарительных поверхностей подъемных обогреваемых труб каждого циклона.2. Парогенератор по п.1, отличающийся тем, что содержит несколько параллельно-последовательно включенных батарей циклонов, при этом трубопровод питательной воды подключен к входу нижнего коллектора котловой воды первой по ходу питательной воды батареи циклонов, вход нижнего коллектора котловой воды второй и следующей по ходу питательной воды батареи последовательно подключен к выходу нижнего коллектора котловой воды предыдущей батареи, а трубопровод продувки подключен к выходу нижнего коллектора котловой воды последней батареи.3. Парогенератор по п.2, отличающийся тем, что вход нижнего коллектора котловой воды второй и следующей по ходу питательной воды батареи дополнительно подключен к трубопроводу питательной воды.