Судовая котлотурбинная установка Советский патент 1985 года по МПК F01K13/00 F01K15/04 

ел

О)

;о 1 11 Изобретение относится к судостроению, а конкретно к судовым энер гетическим, в частности, котлотурбинным установкам (КТУ). Цель изобретения - снижение невозвратных потерь продуваемой воды и повышение надежности котла в работе, а также повышение эффективности использования продуваемой котловой воды. На фиг. 1 представлена общая схема судовой КТУ/ на фиг. 2 - конст рукция предвключенного пароструйного эжектора дроссельно-увлажнительно го устройства (ДУУ); на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2. Судовая КТУ содержит котел 1 с многократной циркуляцией, с пароперегревателем 2 и коллектором (коллекторами) 3 парообразующей части. Пароперегреватель 2 подключен к паровой турбине 4 главного турбозубчатого агрегата (ГТЗА) и потребителям 5 перегретого пара номинального давления, а через редукционноохладительное устройство (РОУ) 6 и ЦУУ 7 - к потребителям 8 и 9 пара среднего и низкого давления соответственно. Коллектор 3 через регулирующий запорный клапан 10 подключен к ДУУ 11, которое включает в себя цилиндрический корпус 12 с предвключенным пароструйным эжектором 13. Цилиндрический корпус 12 снабжен патрубками (трубопроводами)- 14 и 15, на последнем из которых установлен клапан 16, и сообщен с рециркуляцион ной емкостью 17, снабженной регулятб ром 18 уровня и дв тспозиционным клапаном (дроссельным устройством) 19 дпя слива концентрированного рассола (примесей) и обеспечения постоянного его расхода. Пар к ДУУ.J1 подведен от паропере гревателя 2 через регулирующий клапан 20. Регулятор 18 уровня связан с кла панами 10, 16, 19 и 20. Корпус 12 ДУУ 11 по насьщенноку пару низкого давления сообщен через патрубок 21 с поуребителями 8 и 9 и с паровой турбиной 4. Датчик 22 давления пара ДУУ 11 связан с регулирующими клапанами 10 и 20. Трубопровод 23 продувки загрязненной котловой воды подключен к ДУУ 7 и РОУ 6. Паровая турбина 4 ГТЗА имеет конденсатор 24. В рециркуляционной емкости 17 может быть установлен датчик 25 солесодер92жания или плотности концентрированного рассола, которьй связан с регулятором 18 уровня и через реле 26 времени - с клапанами 16 и 19. Предвключенньй эжектор 13 образован входной 27 и выходной 28 поверхностями корпуса 12 и паровым соплом 29. Поверхности 27 и 28 создают, в свою очередь, расположенное за соплом 29 и соосное с ним, сужающее сопло 30 последующего по ходу пара эжектора 31, образуемого цилиндрическим корпусом 12, изогнутым щитом 32 и входной поверхностью 27 и имеющего всасьшающий рециркуляционный канал 33. Выходная поверхность 28 и сопло 29 образуют дополнительное расширяющееся сопло 34, направленное под острым углом к соплу 29. Между входной 27 и выходной 28 поверхностями и соплом 29 расположены каналы 35-37 истечения. Камера 38 смешения, в которую подводится перегретый пар из сопла 29, продуваемая вода из полости 39, вода из полости 40 и всасывающего канала 33 (рециркуляционного) имеет выходной канал 41, тангенциально расположенный по отношению к цилиндрическому корпусу 12. Предвключенный пароструйный эжектор 13 подключен трубопроводами 42 и 43 подачи воды и пара с установленными на них регулирующими клапанами 10 и 20 к трубопроводам 23 и 44 продувки загрязненной котловой воды и перегретого пара соответственно. Рециркуляционная емкость 17 имеет полость 45 с верхним 46 и нижним 47 уровнями рассола, к которой подключен трубопровод 48 отвода примесей. Трубопровод 23 продувки загрязненной котловой воды подключен к испарителю (не показан). Цилиндрический корпус 12 имеет полость 49, к которой подключен патрубок 21. Судовая КТУ работает следующим образом. Перегретый пар от пароперегревателя 2 котла 1 подается на работающие паровую турбину 4, потребители 5, 8 и 9 и к соплу. 29 ДУУ 11, к которому через клапан 10 подводится продуваемая загрязненная котловая вода, поступающая в полость 39. Высокоскоростные потоки перегретьк пара и воды из сопел 29 и 34 смешиваются в сужающем сопле 30 и затем по ходу движения дополнительно смешиваются с рециркуляционным вращающимся потоком воды, нагретой до тем пературы насыщения, поступающей через рециркуляционньй канал 33. При движении потоков воды и пара осуществляется их эффективный тепло и массообмен, основная часть продуваемой воды испаряется. В итоге на выходе камеры 38 смешениявысокоскоростной тангенциальный поток пароводяной смеси закручивается U-образной цилиндрической поверхнос тью корпуса 12, движется по ней и вновь поступает в канал 33. Насыщенный пар через патрубок 21 отводится в промежуточную ступень паровой турбины 4 и на потребители 8 и 9. За счет наличия значительных инерционных сил, обусловленных высо кими скоростями смеси и ее закручиванием, обеспечивается эффективное сепарирование влаги и получение высококачественного насыщенного пара. Так как в ДУУ 11 подают избыточное количество воды, то ее высота в кор пусе 12 (количество во вращающемся потоке) увеличивается до предельного значения. В результате этого избытки воды через патрубок (трубопровод) 14 сливаются в емкость 17и постепенно заполняют ее до верхнего уровня 46. При этом под воздей ствием регулятора 18 уровня открыва ется клапан 16 и закрьгоается регулирующий клапан 10 (клапан 19 при этом закрыт). После этого вода в эжектор 13 (ДУУ 11) поступает тольк из емкости 17 через полость 40 и ка нал 36. Таким образом, вода постоянно ци кулирует по замкнутому контуру и ис паряется в полости 49 ДУУ 11. В результате уровень выпариваемой воды емкости 17 снижается до нижнего уро ня 47, при котором под воздействием регулятора 18 уровня открьшается кл пан. 10 и закрьшается клапан 16, пос чего открывается клапан 19, а остав шийся рассол из емкости 17 продувается за борт или на опреснительную установку (испарительную). Время продувания (открытия клапана 19) определяется реле 26 времени, после чего клапан 19 закрьшается и цикл продувания котла 1 повторяется. В качестве датчика сигнала на открытие клапана 19 может быть использован датчик 25 солесодержания или плотности, причем он может работать как самостоятельно, так и совместно с регулятором 18. Если вместо двухпозиционного клапана 19 установлено дроссельное устройство с постоянным заданным расходом концентрированного рассола, то регулятор 18 поддерживает постоянный средний уровень воды в емкости 17 путем изменения расхода продуваемой воды клапаном 10. Отвод котловой воды из котла 1 в этом случае производится непрерывно. Вырабатьшаемый в ДУУ 11 цар может подаваться к потребителям 8 или 9 на одну из промежуточных ступеней паровой турбины 4 с соответствующим давлением. Оптимальное использование пара определяется параметрами пара котла 1, турбины 4 и потребителей 8 и 9. ДУУ 11 может быть использовано в качестве РОУ 6 и ДУУ 7 при этом расход продуваемой через клапан 10 котловой воды будет определяться суммарным расходом РОУ 6 и ДУУ 7, что повысит качество воды в котле 1. Техническое преимущество предла-. гаемой судовой КТУ заключается в том, что продувание котла осуществляют на ДУУ, в котором загрязненную котловую воду смешивают с перегретым паром и испаряют в рециркуляционном замкнутом цикле.. Таким образом, получают в емкости концентрированный рассол солесодержанием в 30 и более раз выше продуваемой воды, который периодически удаляют за борт. При этом уменьшаются невозвратимые потери воды из КТУ на продувание котла и увеличивается количество удаляемых из котловой воды примесей.

I I-й-.

IX-Й -18

Фиг.{

СУДОВАЯ КОТЛОТУРБИННАЯ УСТАНОВКА, содержащая котел, пароперегреватель которого подключен к турбине и потребляющим перегретый пар редукционно-охлаждающим и дроссельно-увлажнительным устройствам, подключенным к трубопроводам подачи воды и пара с установлеиньми на них регулирующими клапанами, и трубопровод продувки загрязненной котловой воды с регулирующим запорным клайаном, отличающаяся тем, что, с целью снижения невозвратных потерь продуваемой воды и повышения надежности котла в работе, по меньшей мере один трубопровод подачи воды сообщен с трубопроводом продувки, а подключенное к этому трубопроводу дроссельно-увлажнительное устройство снабжено предвключенным пароструйным эжектором i и емкостью с трубопроводом отвода примесей и регулятором уровня, свя(П занным с регулирующим запорньм клапаном.