СПОСОБ ПОИСКА ТЕКУЩИХ ТРУБОК КОНДЕНСАТОРОВ СУДОВЫХ ПАРОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК Российский патент 2024 года по МПК B63H21/18 F01K23/10 

Изобретение относится к судовым паротурбинным установкам, в частности, к вакуумным конденсаторам и может быть использовано в стационарной тепловой энергетике.

Значительная часть газовозов для перевозки сжиженного природного газа (СПГ) оборудованы паротурбинными установками, имеющими в своем составе главные, т.е. вакуумные, конденсаторы. Как правило, конденсаторы паротурбинных установок газовозов одноходовые и однопроточные, т.е. не имеют поворотной водяной камеры, и паровое пространство не делится на отдельные потоки. Такой конденсатор представляет собой большой теплообменный аппарат, содержащий много рядов горизонтальных трубок, по которым проходит забортная вода, и закрепленных в вертикальных трубных досках. Пространство между трубками и ограниченное трубными досками образует паровую камеру, заполненную отработавшим паром. Расстояние между трубными досками, как правило, более 5 метров, наружный диаметр трубок забортной воды ≈20 мм, количество трубок около 6 тысяч. Охлаждающей средой для всех конденсаторов является морская вода, общее солесодержание которой достигает 40 г/л. Поэтому, даже незначительная протечка конденсаторе приводит к катастрофическому росту солености воды в цикле пар-конденсат и выходу из строя котлов. Полное устранение протечки в трубках с забортной водой возможно после обнаружения и глушения текущих трубок конденсатора.

Известен способ поиска текущей трубки конденсатора, описанный, например, в статье «Особенности эксплуатации конденсационных установок морских судов» сб. «Эксплуатация морского транспорта» 2013, №1, стр. 43-46. Способ, условно называемый «порошковым», заключается в том, что, после вывода из действия конденсатора, отсечения конденсатора от заборной воды и дренирования ее из водяных камер, паровую камеру заполняют выше уровня трубок верхнего ряда в конденсаторе добавочной водой с добавлением контрастного (флуоресцирующего) порошка и подают в пространство над водой сжатый воздух. Текущие трубки определяют визуально с помощью ультрафиолетовой лампы со стороны водяной камеры.

Недостатками способа являются большой объем работы, теряется около 50 тонн дистиллята, трудно получить достаточный перепад давлений, так как потеря сжатого воздуха через концевые уплотнения турбины очень велика.

Известен способ поиска текущей трубки конденсатора, рекомендуемый к применению на двухходовых двухпоточных конденсаторах описанный, например, в учебном пособии «Паротурбинные установки атомных судов. Конденсационные установки и теплообменные аппараты» М. В/О Мортехинформреклама, 1992, 55 с. После выведения из действия турбины, вакуум в паровой полости конденсатора поддерживают на возможно высоком уровне, сохраняя подачу забортной воды в один из двух ходов. Способ заключается в том, что, после прекращения подачи забортной воды в другой ход, из водяных камер этого хода воду дренируют и открывают камеры. Текущие трубки определяют путем улавливания движения воздуха в водяной камере рядом с протечкой в сторону подсоса, т.е. в сторону, где есть вакуум. Это движение воздуха возможно определить по отклонению какого-либо малого факела, например, зажигалки. В конденсаторе обычно около 6 тысяч трубок, поэтому способ очень трудоемкий. Кроме того, для определения этим способом микротечи, необходимо наличие у механиков большого опыта поиска. Поэтому для одноходовых однопоточных конденсаторов не применяется.

Известен «пузырьковый» способ поиска протечки, применявшийся на танкере «Крака» и описанный в статье Шатровского Д.А. «Особенности эксплуатации конденсационных установок морских судов» сб. «Эксплуатация морского транспорта» 2013, №1, стр. , 43-46. Этот способ является наиболее близким аналогом. Способ заключается в том, что, после вывода из действия конденсатора и снятия вакуума в паровой полости, в паровую полость подают сжатый воздух и поддерживают повышенное давление, затем визуально контролируют поверхность забортной воды в водяных камерах через специально оборудованные в них лючки, а при появлении пузырьков воздуха уровень воды в водяной камере снижают до того ряда трубок, в котором находится текущая трубка.

Главный недостаток этого способа заключается в трудности создания достаточного давления в паровой полости из-за большой утечки воздуха через концевые уплотнения турбины. Рекомендованные методы уплотнения концевых уплотнений, как правило, не эффективны. В результате поиск по этому способу занимает значительное время, что в море не желательно.

Задачей предлагаемого решения является создание экономичного и менее трудоемкого способа поиска текущих трубок конденсатора судовых паротурбинных установок.

Задача решается тем, что, как и в наиболее близком аналоге, способ поиска текущих трубок конденсатора судовых паротурбинных установок, заключается в том, что, после вывода из действия конденсатора и снятия вакуума в паровой полости, водяные камеры отсекают от забортной воды, а текущие трубки определяют визуально по пузырькам воздуха на поверхности забортной воды в водяных камерах через специально оборудованные в них лючки.

Отличие состоит в тем, что после отсечения забортной воды дренируют водяные камеры, снижают уровень конденсата в паровой камере, по крайней мере, ниже нижнего ряда трубок, с помощью вакуумного насоса снижают и поддерживают в водяных камерах давление ниже атмосферного, после чего повышают уровень воды в водяной камере до тех пор, пока в очередном затопленном ряду трубок не появятся пузырьки воздуха.

На фиг. 1 показан вид сбоку конденсатора судовой паротурбинной установки, содержащий корпус 1, в который поступает отработавший в турбине пар, заполняя паровую камеру, расположенную между трубными досками 2, трубки 3, по которым проходит забортная (охлаждающая) вода, поступающая из входной водяной камеры 4, и удаляемая в выходную водяную камеру 5. Перед конденсатором и после него установлены отсечные клапаны забортной воды 6. На обеих водяных камерах 4 и 5 расположены лючки 7 для доступа в них и, через которые ведется наблюдение за процессом поиска текущих трубок 3. Байпасный клапан 8, имеющий проходное сечение меньшее, чем клапанов 6 в несколько раз, соединяет напорную магистраль забортной воды нижней частью входной водяной камеры 4. Забортную воду из водяных камер дренируют через клапан 9. Подачу и удаление воздуха из паровой камеры производят через клапан 10. Удаление воздуха из водяных камер выполняют через трубку 11 вакуумным насосом, непоказанным на фиг. 1 и 2.

На фиг. 2 показан вид конденсатора сверху. Отработавший пар поступает в паровую камеру сверху через входное отверстие достаточного размера и конденсируется на трубках 3. На обеих водяных камерах предусмотрены лючки 7.

Поиск текущих трубок конденсатора начинается после принятия решения о выводе турбоагрегата из действия на срок до одних суток с учетом процедур вывода-ввода всей установки в действие. После вывода и достаточного расхолаживания установки вакуум в конденсаторе снимают, и конденсатор отсекают от забортной воды закрытием секущих клапанов 6. Затем необходимо удалить забортную воду из водяных камер 4 и 5 через дренажный клапан 9 до уровня не выше нижнего ряда трубок. При необходимости трубные доски 2 очищают от ракушек и т.п. После дренирования открывают лючки 7 на обеих водяных камерах 4 и 5 и вместо штатных крышек устанавливают смотровые стекла достаточной прочности с прокладками для герметизации водяных камер. К одному из лючков каждой камеры подводится достаточно мощный источник света, в результате можно видеть поверхность воды в водяной камере, так как высота водяной камеры как правило около двух метров. В связи достаточно низкой температурой воды (ниже 30°С) и относительно невысокого вакуума, который будет создан, парообразования и, следовательно, конденсации паров воды на стекле не будет. Уровень конденсата в паровой камере следует установить равным нормальному уровню в сборнике конденсата, но, по крайней мере, ниже нижнего ряда труб. Давление в паровой камере устанавливается равным, по крайней мере, атмосферному открытием клапана 10.

Затем необходимо снизить давление в водяных камерах, ниже атмосферного, с помощью любого вакуумного насоса, например водоструйного эжектора. Учитывая относительно небольшой объем обеих водяных камер и отсутствие необходимости в глубоком вакууме с подобной задачей справится любой вакуумный насос, имеющийся на борту судна.

При снижении давления в водяных камерах воздух из паровой камеры проходит через место протечки в одну из водяных камер и затем через слой выходит на поверхность воды, что хорошо видно по появлению пузырьков на поверхности воды. Если в обеих камерах пузырьки не появляются, следует повысить уровень воды открытием байпасного клапана 8, который позволяет заполнять водяные камеры с необходимой скоростью. При достижении ряда трубок, в котором находится текущая трубка пузырьки воздуха точно покажут протечку. Способ хорош также тем, что позволяет проводить поиск практически одновременно в обеих водяных камерах. После фиксации текущей трубки путем отсчета рядов трубок как по вертикали, так и по горизонтали можно остановить вакуумный насос, дренировать воду из водяных камер и открывать лючки для доступа в водяные камеры и выполнения глушения текущих трубок в соответствии действующими на конкретном судне инструкциями.

Иногда целесообразно установить временные заглушки и провести повторный поиск чтобы исключить возможные ошибки, особенно если обнаружено несколько текущих трубок. Устанавливать штатные т.е. входящие в состав запчастей заглушки, следует, только убедившись в правильности поиска. Преимущества такого способа состоят в том, что нет потери конденсата, трудоемкость минимальна, не требуется подачи сжатого воздуха в большом количестве и не нужен персонал, обладающий опытом проведения подобных работ.

Изобретение относится к конденсаторам судовых паротурбинных установок и может быть использовано в стационарной тепловой энергетике. Для поиска текущих трубок конденсатора судовых паротурбинных установок, содержащего водяные и паровую камеры, после вывода из действия конденсатора и снятия вакуума в паровой камере, водяные камеры отсекают от забортной воды, а текущую трубку определяют визуально по пузырькам воздуха на поверхности воды в водяных камерах через специально оборудованные в лючках смотровые стекла. После отсечения от забортной воды дренируют водяные камеры, снижают уровень конденсата в паровой камере по крайней мере ниже нижнего ряда трубок, создают и поддерживают в водяных камерах давление ниже атмосферного, после чего повышают уровень воды в водяной камере до тех пор, пока в очередном затопленном ряду труб не появятся пузырьки воздуха. Достигается исключение потери конденсата и подачи сжатого воздуха в большом количестве, минимальная трудоемкость. 2 ил.

Способ поиска текущих трубок конденсатора судовых паротурбинных установок, содержащего водяные и паровую камеры, заключающийся в том, что после вывода из действия конденсатора и снятия вакуума в паровой камере, водяные камеры отсекают от забортной воды, а текущую трубку определяют визуально по пузырькам воздуха на поверхности воды в водяных камерах через специально оборудованные в лючках смотровые стекла, отличающийся тем, что после отсечения от забортной воды дренируют водяные камеры, снижают уровень конденсата в паровой камере по крайней мере ниже нижнего ряда трубок, создают и поддерживают в водяных камерах давление ниже атмосферного, после чего повышают уровень воды в водяной камере до тех пор, пока в очередном затопленном ряду труб не появятся пузырьки воздуха.