Плавучая установка для охлаждения циркуляционной воды Российский патент 2021 года по МПК F28C1/00 

Область использования

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано, в частности, для охлаждения циркуляционной воды тепловых электростанций (ТЭС).

Уровень техники

Повышение эффективности охлаждения воды, циркулирующей через теплообменные трубки конденсаторов паровых турбин ТЭС, является важной задачей. Отработанный пар паровой турбины ТЭС поступает из турбины в конденсатор, где происходит его охлаждение. В качестве конденсаторов паровых турбин ТЭС обычно используются поверхностные конденсаторы с водяным охлаждением, которые, как правило, представляют собой горизонтальные кожухотрубные теплообменные аппараты, в которых на наружной поверхности трубок конденсируется отработанный пар, поступающий из турбины, а внутри трубок протекает охлаждающая вода, отводящая теплоту конденсации пара. Образовавшийся на трубках конденсат стекает из трубного пучка на днище корпуса и затем в конденсатосборники, из которых он удаляется конденсатными насосами. Охлаждающая вода подается в конденсатор по напорным трубопроводам циркуляционными насосами, связывающими конденсационную установку с системой технического водоснабжения, которая, в зависимости от местных условий, выполняется прямоточной или оборотной.

При прямоточной системе водоснабжения вода забирается из естественного источника (реки, озера, моря) и после однократного ее использования сбрасывается в тот же источник, а при оборотной - поступает после конденсатора в водоохлаждающее устройство (градирню, брызгальный бассейн или водохранилище-охладитель), где отдает воспринятую в конденсаторе теплоту наружному воздуху, после чего вновь используется для охлаждения конденсатора (РД 34.30.501 Методические указания по эксплуатации конденсационных установок паровых турбин электростанций, утверждено Главным техническим управлением по эксплуатации энергосистем 04.06.1985 г. [1]).

Из уровня техники известна принятая в качестве прототипа заявляемого изобретения установка для охлаждения циркуляционной воды, содержащая установленный на водосборном бассейне корпус с воздуховходными окнами в нижней части и расположенные в корпусе последовательно сверху вниз каплеуловитель, трубопровод подключенной к выходу конденсатора турбин водораспределительной системы, снабженный водоразбрызгивающими соплами с факелом распыла, направленным вниз в сторону размещенного над бассейном оросителя, а также установленный наверху корпуса вентилятор с конфузором и диффузором. При этом ближайшие к поверхности каплеуловителя края труб трубопровода водораспределительной системы расположены от этой поверхности на расстоянии, равном продольному размеру аэродинамической тени, образующейся при их обтекании паровоздушной смесью, а вентилятор оснащен блоком с механизмом изменения угла разворота лопастей и/или электроприводом с функцией регулятора частоты их вращения (патент RU 113567 U1, опубл. 20.02.2012 (далее - [2])).

Недостатком известной из [2] установки является относительно невысокая эффективность охлаждения воды, циркулирующей через трубки конденсаторов паровых турбин ТЭС в виду использования в установке водосборного бассейна ограниченного объема из-за невозможности размещения установки непосредственно на поверхности искусственного или естественного источника водоснабжения (канала, реки, озера, моря).

Раскрытие изобретения

Задачей изобретения является обеспечение возможности использования установки для охлаждения циркуляционной воды непосредственно в каналах или водоемах прямоточной системы водоснабжения конденсаторов паровых турбин, а техническим результатом - повышение эффективности охлаждения воды, циркулирующей через трубки конденсаторов паровых турбин ТЭС.

Решение указанной задачи путем достижения указанного технического результата обеспечивается тем, что установка для охлаждения циркуляционной воды содержит корпус с воздуховходными окнами в нижней части и расположенные в корпусе последовательно сверху вниз каплеуловитель, трубопровод водораспределительной системы, снабженный водоразбрызгивающими соплами с факелом распыла, направленным вниз в сторону размещенного над источником водоснабжения оросителя, а также установленный наверху корпуса вентилятор. При этом к корпусу ниже воздуховходных окон прикреплены понтоны, присоединенные с помощью тросов к неподвижным опорам, а на трубопроводе водораспределительной системы перед водоразбрызгивающими соплами установлены насос и фильтр перед ним. Причем в стенке трубопровода водораспределительной системы на выходящем из корпуса конце имеется вырез с противоположной стороны от корпуса, а к торцу вышеуказанного конца трубопровода водораспределительной системы прикреплена заглушка.

Причинно-следственная связь между вышеуказанным техническим результатом и совокупностью существенных признаков формулы заявляемого изобретения заключается в том, что:

- прикрепленные к корпусу установки для охлаждения циркуляционной воды ниже воздуховходных окон понтоны, которые присоединены с помощью тросов к неподвижным опорам, и установленный на трубопроводе водораспределительной системы перед водоразбрызгивающими соплами насос обеспечивают повышение эффективности охлаждения воды, циркулирующей через трубки конденсаторов паровых турбин ТЭС, за счет возможности размещения установки на поверхности искусственного или естественного источника водоснабжения (канала, реки, озера, моря) в месте расположения сливного и напорного трубопроводов охлаждающей воды, циркулирующей через трубки конденсаторов;

- наличие выреза в стенке выходящего из корпуса конца трубопровода водораспределительной системы с противоположной стороны от корпуса и прикрепленная к торцу вышеуказанного конца трубопровода водораспределительной системы заглушка, обеспечивают повышение эффективности охлаждения воды, циркулирующей через трубки конденсаторов паровых турбин ТЭС, за счет того, что при размещении установки на поверхности искусственного или естественного источника (канала, реки, озера, моря) таким образом, чтобы вырез был обращен в сторону сливного трубопровода охлаждающей воды, циркулирующей через трубки конденсаторов, обеспечивается частичное исключение попадания в трубопровод водораспределительной системы уже охлажденной воды и поступление в него нагретой воды;

- фильтр, установленный на трубопроводе водораспределительной системы перед насосом, обеспечивает повышение эффективности охлаждения воды, циркулирующей через трубки конденсаторов паровых турбин ТЭС, за счет исключения попадания шлама из искусственного или естественного источника (канала реки, озера, моря) в водоразбрызгивающие сопла трубопровода водораспределительной системы.

Краткое описание чертежа

На фиг. 1 изображена установка для охлаждения циркуляционной воды в продольном разрезе по оси симметрии, расположенная на поверхности водоема. На фиг. 2 представлен вид А конца трубопровода водораспределительной системы в продольном разрезе по оси симметрии.

Описание позиций чертежей

1 - корпус установки;

2 - воздуховходные окна;

3 - водоем;

4 - каплеуловитель;

5 - трубопровод водораспределительной системы;

6 - ороситель;

7 - водоразбрызгивающие сопла;

8 - вентилятор;

9 - выход воздуха;

10 - электропривод;

11 - неподвижные опоры;

12 - насос;

13 - стальные тросы;

14 - понтоны;

15 - диффузор;

16 - конфузор;

17 - напорный трубопровод конденсатора;

18 - сливной трубопровод конденсатора;

19 - фильтр;

20 - стальные кольца;

21 - цилиндрическая обечайка;

22 - плоская цилиндрическая пластина.

Осуществление изобретения

Ниже приведен частный пример конструкции установки для охлаждения циркуляционной воды и принцип ее работы.

Установка для охлаждения циркуляционной воды содержит корпус 1 с воздуховходными окнами 2 в его нижней части и расположенные в корпусе 1 последовательно сверху вниз каплеуловитель 4, цилиндрический трубопровод водораспределительной системы 5, снабженный водоразбрызгивающими соплами 7 с факелом распыла, направленным вниз в сторону размещенного над водоемом 3 (источником водоснабжения) оросителя 6, а также установленный наверху корпуса 1 электропривод 10 и вентилятор 8 с диффузором 15, конфузором 16 и цилиндрической обечайкой 21. При этом к корпусу 1 ниже воздуховходных окон 2 приварены понтоны 14, соединенные с помощью стальных тросов 13 с неподвижными опорами 11, находящимися на дне водоема 3, с помощью имеющихся на концах стальных тросов 13 колец 20, которые приварены к понтонам 14 и неподвижным опорам 11. На трубопроводе водораспределительной системы 5 перед водоразбрызгивающими соплами 7 установлены насос 12 и осевой фильтр 19 перед ним (Фиг. 1).

В стенке трубопровода водораспределительной системы 5 на выходящем из корпуса 1 конце имеется выполненный перпендикулярно его оси симметрии вырез до его середины, а к торцу вышеуказанного конца трубопровода водораспределительной системы 5 приварена плоская цилиндрическая пластина 22 (заглушка) (Фиг. 2). При этом указанный вырез обращен в противоположную сторону от корпуса 1 к месту расположения сливного трубопровода конденсатора 18 в водоеме 3, а напорный трубопровод конденсатора 17 расположен с противоположной от сливного трубопровода конденсатора 18 стороны корпуса 1 (Фиг. 1).

Установка для охлаждения циркуляционной воды работает следующим образом.

Сначала нагретая вода поступает из трубок конденсатора паровой турбины ТЭС (на фиг. не показаны) по сливному трубопроводу 18 в водоем 3. После чего из водоема 3 с помощью насоса 12 вода поступает через фильтр 19 в трубопровод водораспределительной системы 5, где распыляется водоразбрызгивающими соплами 7. За счет того, что на выходящем из корпуса 1 конце трубопровода водораспределительной системы 5 имеется выполненный перпендикулярно его оси симметрии вырез и закрепленная на торце вышеуказанного конца трубопровода 5 плоская цилиндрическая пластина 22, обеспечивается осуществление забора в него нагретой воды из водоема 3 с частичным исключением забора уже охлажденной воды. Охлаждение воды в установке происходит за счет взаимодействия с ненасыщенным водяными парами воздухом, всасываемым осевым вентилятором 8, вращение которого обеспечивается с помощью электропривода 10, через воздуховходные окна 2. Выход воздуха 9, насыщенного водяными парами, происходит последовательно через конфузор 16, цилиндрическую обечайку 21, в которой расположен электропривод 10 с лопастями вентилятора 8, и диффузор 15. Охлаждение воды происходит в оросителе 6, при этом часть воды в виде капель подхватывается и уносится воздухом и часть воды поступает в поток воздуха за счет испарения. Улавливание и возврат части уносимой воды происходит в каплеуловителе 4. Охлажденная вода сливается из оросителя 6 в водоем 3. Затем вода забирается из водоема 3 с помощью насоса с установленным перед ним осевым фильтром (на фиг. не показаны) в напорный трубопровод 17, через который она поступает в трубки конденсатора паровой турбины ТЭС.

За счет того, что корпус установки 1 имеет понтоны 14, соединенные с помощью стальных тросов 13 и колец 20 с неподвижными опорами 11, находящимися на дне водоема 3, обеспечивается фиксация установки на поверхности водоема 3. Поскольку напорный и сливной трубопроводы 17, 18 расположены с противоположных сторон от корпуса 1, забор воды для охлаждения и сброс уже охлажденной воды осуществляются в разные места водоема 3.

Промышленная применимость

Установка для охлаждения циркуляционной воды согласно патентуемому изобретению отвечает условию «промышленная применимость». Сущность технического решения раскрыта в формуле, описании и чертежах достаточно ясно для понимания и промышленной реализации соответствующими специалистами на основании современного уровня техники в области теплоэнергетики.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано, в частности, для охлаждения циркуляционной воды тепловых электростанций (ТЭС). Установка для охлаждения циркуляционной воды содержит корпус с воздуховходными окнами в нижней части и расположенные в корпусе последовательно сверху вниз каплеуловитель, трубопровод водораспределительной системы, снабженный водоразбрызгивающими соплами с факелом распыла, направленным вниз в сторону размещенного над источником водоснабжения оросителя, а также установленный наверху корпуса вентилятор. При этом к корпусу ниже воздуховходных окон прикреплены понтоны, присоединенные с помощью тросов к неподвижным опорам, а на трубопроводе водораспределительной системы перед водоразбрызгивающими соплами установлен насос и фильтр перед ним. Причем в стенке трубопровода водораспределительной системы на выходящем из корпуса конце имеется вырез с противоположной стороны от корпуса, а к торцу вышеуказанного конца трубопровода водораспределительной системы прикреплена заглушка. Технический результат - повышение эффективности охлаждения воды, циркулирующей через трубки конденсаторов паровых турбин ТЭС. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Установка для охлаждения циркуляционной воды, содержащая корпус с воздуховходными окнами в нижней части и расположенные в корпусе последовательно сверху вниз каплеуловитель, трубопровод водораспределительной системы, снабженный водоразбрызгивающими соплами с факелом распыла, направленным вниз в сторону размещенного над источником водоснабжения оросителя, а также установленный наверху корпуса вентилятор, отличающаяся тем, что к корпусу ниже воздуховходных окон прикреплены понтоны, присоединенные с помощью тросов к неподвижным опорам, а на трубопроводе водораспределительной системы перед водоразбрызгивающими соплами установлен насос.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что в стенке трубопровода водораспределительной системы на выходящем из корпуса конце имеется вырез с противоположной стороны от корпуса, при этом к торцу вышеуказанного конца трубопровода водораспределительной системы прикреплена заглушка.

3. Установка по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что на трубопроводе водораспределительной системы перед насосом установлен фильтр.