УСТАНОВКА ДЛЯ КОНДЕНСАЦИИ ОТРАБОТАВШЕГО ПАРА ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ И ДЕАЭРАЦИИ КОНДЕНСАТА Российский патент 2009 года по МПК F22D1/50 

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для дополнительной термической деаэрации конденсата отработанного пара паровых турбин на тепловых электростанциях.

На тепловых электростанциях России имеется большое количество теплосиловых установок с замкнутой системой, включающих в себя питательный насос, паровой котел, паровую турбину, конденсатор с конденсатосборником, питательный насос. В конденсаторе пар конденсируется и одновременно деаэрируется. Неконденсируемые газы отсасываются паровым эжектором. Принципиальная схема такой установки дана в Л.1 (А.В.Щегляев. Паровые турбины. Государственное энергетическое издательство. Москва, Ленинград, 1955, стр.16, 17, фиг.1-8 и фиг.1-7).

Недостатком конденсаторов, особенно конденсаторов теплофикационных турбин, является повторное насыщение конденсата неконденсируемыми газами выше установленных норм, вызванное тем, что конденсат охлаждается ниже температуры насыщения, соответствующего вакууму в конденсаторе.

Вопрос предотвращения повторного насыщения конденсата неконденсируемыми газами решен на ТЭЦ-2 г.Ижевска при реконструкции конденсаторов паровых турбин Т-100 путем технического решения, предложенного УралВТИ (см. Л.2, журнал «Энергетик» №11 за 1998 г., стр.15). Внутри конденсатосборника были установлены барботажные устройства, аналогичные устройствам вакуумных деаэраторов ЦКТИ (см. стр.14). К барботажным устройствам был подведен трубопровод перегретого конденсата греющего пара сетевого подогревателя ПСГ-2 и конденсата из расширителя дренажей.

Предложенная реконструкция сборника конденсата, превратившая бак-конденсатосборник в барботажный деаэратор системы ЦКТИ, имеет ряд недостатков:

сложность реконструкции, требующая длительной остановки турбины;

большой выпар, требующий большого количества греющего агента (перегретого конденсата, пара). Перегрев конденсата на 7°С обеспечивает выпар 11,2 кг на тонну деаэрированной воды. Для достижения расчетного качества деаэрирования на максимальной нагрузке перегрев должен быть еще больше;

трудности при наладке режимов (при изменениях нагрузки), приводящие к ухудшению качества деаэрирования конденсата.

В качестве прототипа принята турбинная установка (Л.1, стр.16, фиг.1-7), аналогично которой устроен конденсатор паровой турбины Т-100 без реконструкции по техническому решению УралВТИ (разница в том, что бак-конденсатосборник отделен от конденсатора, расположен несколько ниже и соединен с конденсатором сливной трубой).

Известная установка для конденсации отработанного пара паровой турбины и ее дополнительной деаэрации, принятая в качестве прототипа, имеет конденсатор отработанного пара турбины (две штуки), представляющий собой емкость с поверхностями охлаждения, имеющую подводящие и отводящие трубы хладагента (охлаждающей воды), с подводящим паропроводом отработанного пара от паровой турбины, бак-конденсатосборник, соединенный с каждым конденсатором трубопроводом свободного слива, конденсатный насос, регулятор уровня конденсата в баке-конденсатосборнике, паровой эжектор с отсасывающим трубопроводом, трубопровод отвода неконденсируемых газов.

Недостатком конденсаторов с турбинами Т-100, имеющихся в большом количестве на ТЭЦ страны, является повышенное, против нормы, содержание агрессивных газов в конденсате бака-конденсатосборника.

Целью настоящего изобретения является устранение недостатка прототипа.

1. Снижение содержания агрессивных газов в конденсате при минимальном количестве греющего агента (при минимальном выпаре), при минимальных затратах металла и простоте реконструкции, возможности проводить большую часть реконструкции установки без останова турбины.

2. Уменьшение выпара (по сравнению с техническим решением УралВТИ) путем уменьшения температуры перегрева деаэрируемого конденсата до 2 градусов выше температуры насыщения при улучшении качества деаэрирования (до 10 мкг/л) во всем диапазоне нагрузок.

Указанная цель достигается тем, что установка для конденсации отработавшего пара паровой турбины и деаэрации конденсата, содержащая конденсатор отработанного пара турбины, представляющий собой емкость, имеющую поверхности охлаждения, подводящие и отводящие трубы охлаждающей воды, подводящий паропровод отработанного пара турбины, конденсатный насос, сборник конденсата, имеющий трубу отвода выпара, соединенную с конденсатором, и соединенный с конденсатором трубой отвода конденсата из конденсатора, а трубопровод отвода конденсата из конденсатора в сборник конденсатора соединен с верхней частью сборника конденсата через последовательно установленные центробежно-вихревой деаэратор и диспергирующее устройство, помещенное в наджидкостное пространство сборника конденсата, кроме этого к центробежно-вихревому деаэратору присоединен трубопровод греющего агента (перегретого конденсата или пара), а выпарная труба центробежно-вихревого деаэратора так же как и конденсатного бака соединена с конденсатором.

Центробежно-вихревой деаэратор содержит цилиндрический корпус с тангенциальными патрубками подвода деаэрируемого конденсата, с подводящим патрубком греющего агента (греющего конденсата или пара), с патрубком отвода конденсата, трубой отвода выпара (газообразной среды), проходящим через корпус.

Установка схематически изображена на чертежах.

На фиг.1 показана принципиальная схема установки в поперечном разрезе.

На фиг.2 показан разрез установки для турбины Т-100 (вид сбоку поперек конденсаторов и бака-конденсатосборника).

На фиг.3 - разрез установки (в плане вдоль оси капельного деаэратора).

На фиг.4 - продольный разрез по оси центробежно-вихревого деаэратора (ДЦВ).

Новая установка для конденсации отработанного пара паровой турбины и деаэрации конденсата имеет конденсатор 1 (один или два), сборник конденсата 2, соединенный трубами 3 с конденсатором (от каждого конденсатора по две трубы). Труба 3 отвода конденсата из конденсатора 1, труба 6, соединенная с трубой 3 с образованием гидрозатвора, второй конец трубы 6 присоединен к подводящему тангенциальному патрубку 18 центробежно-вихревого деаэратора 5 (ДЦВ-300). Выходной патрубок ДЦВ 22 соединен трубой 9 с деаэратором 10 (КД), представляющим собой горизонтальную трубу, перфорированную снизу, расположенную в верхнем, наджидкостным пространстве бака-конденсатосборника. Труба 7 является трубой подвода греющего агента (конденсата или пара), от которой отходят трубы 8, подсоединенные к патрубку 20 ДЦВ. Выпарной патрубок 23 ДЦВ имеет выпарную трубу 11, а бак 2 - выпарную трубу 12 для отвода выпара. Эти трубы соединены и присоединены к конденсатору (к вакуумному трубопроводу эжектора через конденсатор). Деаэрированный конденсат сливается из бака 2 по трубопроводу 13 в конденсатный насос 14. На трубопроводе за конденсатным насосом установлен регулятор 15 уровня в баке-конденсатосборнике 2. Цифрой 16 обозначен трубопровод хладагента (охлаждающей воды) со змеевиками внутри конденсатора.

Центробежно-вихревой деаэратор ДЦВ имеет корпус 17 с тангенциальными патрубками 18 подвода деаэрируемого конденсата, кольцевую камеру 19 греющей среды (греющего конденсата или пара), тангенциальные патрубки 20 подвода греющей среды к камере 19 (или непосредственно к корпусу 1), щели 21, соединяющие камеру 19 с внутренней частью корпуса 17 (или тангенциальные сопла), тангенциальные патрубки 22, отводящие конденсат в капельные деаэраторы, трубу 23 отвода выпара.

Наличие центробежно-вихревого (ДЦВ) и капельного деаэраторов КД на пути слива конденсата из конденсатора в бак-конденсатосборник и подвод к ДЦВ греющего агента (перегретого конденсата или пара) обеспечивает дополнительную деаэрацию конденсата (помимо деаэрации в конденсаторе) с высоким качеством. При этом греющий конденсат, обладая повышенной кинетической энергией (за счет давления конденсата в пределах 10-13 кгс/см²), раскручивает весь поток конденсата, обеспечивая эжекцию конденсата из конденсатора в КД.

Изобретение относится к области энергетики. Установка, имеющая конденсатор, бак-конденсатосборник, соединенный с конденсатором трубой свободного слива, содержит центробежно-вихревой деаэратор, установленный в рассечку сливного трубопровода, соединяющего конденсатор турбины с баком-конденсатосборником, а в внутри бака-конденсатосборника, в верхней его части установлен капельный деаэратор в виде перфорированной трубы. Изобретение позволяет повысить качество деаэрирования конденсата, выходящего из конденсатной установки паровой турбины (уменьшить содержание агрессивных газов). 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Установка для конденсации отработавшего пара паровой турбины и деаэрации конденсата, содержащая конденсатор отработанного пара турбины, представляющий собой емкость, имеющую поверхности охлаждения, подводящие и отводящие трубы охлаждающей воды, подводящий паропровод отработанного пара турбины, конденсатный насос, сборник конденсата, имеющий трубу отвода выпара, соединенную с конденсатором, и соединенный с конденсатором трубой отвода конденсата из конденсатора, отличающаяся тем, что трубопровод отвода конденсата из конденсатора в сборник конденсата соединен с верхней частью сборника конденсата через последовательно установленные центробежно-вихревой деаэратор и диспергирующее устройство, помещенное в наджидкостное пространство сборника конденсата, кроме этого к центробежно-вихревому деаэратору присоединен трубопровод греющего агента (перегретого конденсата или пара), а выпарная труба центробежно-вихревого деаэратора так же как и сборника конденсата соединена с конденсатором.

2. Установка для конденсации отработавшего пара паровой турбины и деаэрации конденсата по п.1, отличающаяся тем, что центробежно-вихревой деаэратор содержит цилиндрический корпус с тангенциальными патрубками подвода деаэрируемого конденсата, с подводящим патрубком греющего агента (перегретого конденсата или пара), с патрубком (как минимум одним) отвода конденсата, трубой отвода выпара (газообразной среды), проходящими через корпус.