Термический деаэратор (варианты) Российский патент 2021 года по МПК F22D1/50 

Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности к термическим деаэраторам, предназначенным для удаления коррозионно-агрессивных газов из питательной воды парогенераторов с одновременным ее нагревом, и может быть использовано в схемах энергоустановок ТЭС, АЭС и котельных.

Известен термический деаэратор, состоящий из деаэраторного бака и деаэрационной колонки, содержащей струйные тарелки и водораспределительное устройство, включающее одну или несколько струйных форсунок, при чем на форсунке концентрично установлен рассекатель струй, выполненный в виде перфорированной цилиндрической обечайки при соотношении диаметров обечайки D и форсунки d: D=(1,2÷3,0)d (RU 2031084 C1, ⁶C02F 1/20, B01D 3/20, опубл. 20.03.1995).

Недостатком известного деаэратора, а также причиной, препятствующей достижению в полной мере желаемого технического результата при использовании упомянутого известного устройства является то, что в случае подвода в деаэратор исходной воды с уменьшенным расходом, например, при переменных нагрузках и скользящем давлении в корпусе деаэратора, возможно попадание пара внутрь корпуса струйной форсунки через отверстия для выхода воды и далее в трубопроводы подвода воды, а также возможно образование пленки при стекании струй воды по поверхности рассекателя. Это, в свою очередь, может привести к нарушениям в работе форсунки, гидравлическим ударам, и ухудшению тепломассообмена в деаэраторе между водой и греющим паром.

Известен термический деаэратор, включающий установленную на деаэраторном баке деаэрационную колонку с размещенным в ней низконапорным водораспределительным устройством - струйной форсункой, при этом струйная форсунка выполнена в виде двух установленных соосно, один внутри другого, корпусов, наружный из которых имеет выходные отверстия, а внутренний снабжен штуцером для подвода воды и отверстием в его нижней части, расположенным ниже выходных отверстий наружного корпуса. (RU 2486406 С2, F22D 1/50, опубл. 27.06.2013).

По совокупности признаков это известное техническое решение является наиболее близким к заявляемому и принято за прототип.

Недостатками известного деаэратора, принятого за прототип, является то, что, в случае подвода в деаэратор исходной воды с уменьшенным расходом, например, при переменных нагрузках и скользящем давлении в корпусе деаэратора, струи воды стекают по наружному корпусу форсунки, образуя пленку на его поверхности, что приводит к ухудшению тепломассообмена в деаэраторе между водой и греющим паром, что в свою очередь ведет к ухудшению работы деаэратора в целом.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, а также выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил технического решения, характеризующегося признаками, тождественными или эквивалентными предлагаемым.

Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого технического решения по совокупности признаков, позволило выявить в заявленном устройстве совокупность существенных отличительных признаков по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату, изложенную в нижеприведенной формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию патентоспособности «новизна».

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию «изобретательский уровень» заявитель провел дополнительный поиск известных из уровня техники решений. Результаты поиска показали, что предлагаемое изобретение не вытекает явным для специалиста образом из известного уровня техники и определенного заявителем.

Заявляемое техническое решение позволяет в зависимости от гидравлической нагрузки деаэратора изменять расположение полого подпружиненного цилиндра внутри форсунки и соответственно, количество отверстий, через которые происходит истечение воды, в результате чего обеспечивается работа форсунки во всем необходимом диапазоне гидравлических нагрузок с минимальным изменением гидравлического сопротивления и постоянным качеством распыливания воды, исключить стекание струй воды по поверхности наружного корпуса форсунки при работе на минимальных гидравлических нагрузках, обеспечить качественное, равномерное разбрызгивание воды в широком диапазоне гидравлических нагрузок, а также сократить массогабаритные характеристики деаэратора, что в свою очередь позволяет снизить капитальные затраты при изготовлении деаэратора и затраты на строительные конструкции.

Предложен термический деаэратор (вариант 1) включающий установленную на деаэраторном баке деаэрационную колонку, снабженную низконапорным водораспределительным устройством - струйной форсункой, при этом струйная форсунка выполнена в виде двух, установленных соосно один внутри другого, корпусов, наружный из которых имеет выходные отверстия, внутренний корпус снабжен штуцером для подвода воды и отверстием в его нижней части, расположенным ниже выходных отверстий наружного корпуса, а между наружным и внутренним корпусами установлен подвижный подпружиненный полый цилиндр.

Предложен термический деаэратор (вариант 2) включающий низконапорное водораспределительное устройство - струйную форсунку, при этом струйная форсунка выполнена в виде двух, установленных соосно один внутри другого, корпусов, наружный из которых имеет выходные отверстия, внутренний корпус снабжен штуцером для подвода воды и отверстием в его нижней части, расположенным ниже выходных отверстий наружного корпуса, а между наружным и внутренним корпусами установлен подвижный подпружиненный полый цилиндр. При этом низконапорное водораспределительное устройство расположено непосредственно на деаэраторном баке.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид термического деаэратора (вариант 1), на фиг. 2 - узел А по фиг. 1, на фиг. 3 общий вид термического деаэратора (вариант 2), на фиг. 4 - узел А по фиг. 3.

Термический деаэратор (вариант 1) содержит установленную на деаэраторном баке 1 деаэрационную колонку 2, с размещенным в ней низконапорным водораспределительным устройством в виде струйной форсунки 3. Форсунка 3 выполнена в виде двух установленных соосно один внутри другого, корпусов 4 и 5. Наружный корпус 4 имеет выходные отверстия 6, а внутренний корпус 5 снабжен штуцером для подвода воды 7 и отверстием 8 в его нижней части. Отверстие 8 расположено ниже выходных отверстий 6 наружного корпуса 4. В пространстве между наружным корпусом 4 и внутренним корпусом 5 установлен подвижный подпружиненный полый цилиндр 9. На корпусе деаэраторного бака 1 установлен штуцер подачи греющего пара 10 и штуцер отвода деаэрированной воды 11. Для отвода выпара на деаэрационной колонке 2 установлен штуцер 12.

Термический деаэратор (вариант 2) содержит установленное непосредственно на деаэраторном баке 1 низконапорное водораспределительное устройство в виде струйной форсунки 3. Форсунка 3 выполнена в виде двух установленных соосно один внутри другого, корпусов 4 и 5. Наружный корпус 4 имеет выходные отверстия 6, а внутренний 5 снабжен штуцером для подвода воды 7 и отверстием в его нижней части 8. Отверстие 8 расположено ниже выходных отверстий 6 наружного корпуса 4. В пространстве между наружным корпусом 4 и внутренним корпусом 5 установлен подвижный подпружиненный полый цилиндр 9. На деаэраторном баке 1 установлены штуцер подачи греющего пара 10 и штуцер отвода деаэрированной воды 11. Для отвода выпара на деаэраторном баке 1 установлен штуцер 12.

Деаэратор (вариант 1) работает следующим образом. Исходный поток воды, подлежащий деаэрации, поступает во внутренний корпус 5 форсунки 3 деаэрационной колонки 2 через штуцер 7 и заполняет наружный корпус 4. Вытекая из выходных отверстий 6 корпуса 4 форсунки 3 в виде струй и капель, вода далее сливается в деаэраторный бак 1, где проходит следующие стадии обработки. В зависимости от гидравлической нагрузки деаэратора и давления в корпусе форсунки, изменяется расположение подпружиненного полого цилиндра 9 внутри форсунки 3 и соответственно, количество выходных отверстий 6, через которые происходит истечение воды. Греющий пар подается в деаэратор через штуцер 10. Деаэрированная вода отводится из бака 1 через штуцер 11. Отвод выпара осуществляется через штуцер 12 в деаэрационной колонке 2.

Деаэратор (вариант 2) работает следующим образом. Исходный поток воды, подлежащий деаэрации, поступает во внутренний корпус 5 форсунки 3 через штуцер 7 и заполняет наружный корпус 4. Вытекая из выходных отверстий корпуса 4 форсунки 3 в виде струй и капель, вода в деаэраторном баке 1, проходит стадии обработки. В зависимости от гидравлической нагрузки деаэратора и давления в корпусе форсунки, изменяется расположение подпружиненного полого цилиндра 9 внутри форсунки 3 и соответственно, количество выходных отверстий 6, через которые происходит истечение воды. Греющий пар подается в деаэратор через штуцер 10. Деаэрированная вода отводится из бака 1 через штуцер 11. Отвод выпара осуществляется через штуцер 12 в деаэраторном баке 1.

Группа изобретений относится к области теплоэнергетики. Предложен термический деаэратор (варианты), включающий установленную на деаэраторном баке деаэрационную колонку, снабженную низконапорным водораспределительным устройством - саморегулируемой струйной форсункой. Струйная форсунка выполнена в виде двух, установленных соосно один внутри другого, корпусов, наружный из которых имеет выходные отверстия, внутренний корпус снабжен штуцером для подвода воды и отверстием в его нижней части, расположенным ниже выходных отверстий наружного корпуса. Между наружным и внутренним корпусами установлен подвижный подпружиненный полый цилиндр. Заявляемое техническое решение позволяет в зависимости от гидравлической нагрузки деаэратора изменять расположение полого подпружиненного цилиндра внутри форсунки и соответственно количество отверстий, через которые происходит истечение воды, в результате чего обеспечивается работа форсунки во всем необходимом диапазоне гидравлических нагрузок с минимальным изменением гидравлического сопротивления и постоянным качеством распыливания воды. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

1. Термический деаэратор, включающий установленную на деаэраторном баке деаэрационную колонку, снабженную низконапорным водораспределительным устройством - струйной форсункой, выполненной в виде двух, установленных соосно один внутри другого, корпусов, наружный из которых имеет выходные отверстия, а внутренний корпус снабжен штуцером для подвода воды и отверстием в его нижней части, расположенным ниже выходных отверстий наружного корпуса, отличающийся тем, что между наружным и внутренним корпусами установлен подвижный подпружиненный полый цилиндр.

2. Термический деаэратор, включающий низконапорное водораспределительное устройство - форсунку, выполненную в виде двух, установленных соосно один внутри другого, корпусов, наружный из которых имеет выходные отверстия, а внутренний корпус снабжен штуцером для подвода воды и отверстием в его нижней части, расположенным ниже выходных отверстий наружного корпуса, отличающийся тем, что между наружным и внутренним корпусами установлен подвижный подпружиненный полый цилиндр, при этом водораспределительное устройство установлено непосредственно на деаэраторном баке.