Устройство для высокотемпературного нагрева морской воды Советский патент 1992 года по МПК F22B33/18 

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к устройствам для высокотемпературного нагрева морской воды с целью технологического использования ее на морских судах и сооружениях.

Известна установка для нагрева морской воды газом и факелом 1 и 2. Недостатком установок является низкая технико-экономическая эффективность нагрева, связанная с использованием газотур- бинного двигателя для работы камеры сгорания с высокими параметрами газа, при этом снижается коэффициент полезного действия установки.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности являются парогене- рйгорыье установки на морской воде с линейной схемой расположения элементов и рециркуляцией котловой воды 3.

Установки содержат насосы подачи морской воДы, подогреватели (поверхностные, где морская вода нагревается до температуры не выше 60°С, или контактные), реакторы-деаэраторы, где из морской воды удаляются растворенные в ней газы, а наки- пеобразователи переводятся в твердую фазу (шлам), паровой котел. В установке с рециркуляцией котловой воды часть ее отбирается для подогрева в контактном подогревателе.

Недостатками известных установок для высокотемпературного нагрева морской воды являются низкие технико-экономические показатели из-за значительных тепловых потерь с продувочной водой кот- па, приводящих к уменьшению коэффициента полезного действия установки в целом, большие эксплуатационные затраты, наличие специальных дорогостоящих двухкон- турных котлов со сниженной надежностью и малым сроком службы.

Целью изобретения является повышение экономичности путем снижения тепловых потерь и уменьшения отложений.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем котел с питательным и пароотводящим патрубками и последовательно включенные в тракт морской воды соответственно контактный нагреватель первой ступени, по крайней мере один бесконтактный нагреватель с встроенным трактом греющего теплоносителя, контактный нагреватель второй ступени и по крайней мере один расширитель с пароотводящим трубопроводом, котел под- ключей пароотводящим патрубком к бесконтактному нагревателю первой ступени через контактный нагреватель второй ступени, а расширитель подключен пароотводящим трубопроводом к питательному

патрубку котла через указанный встроенный тракт греющего теплоносителя бесконтактного нагревателя.

Высокая экономичность устройства обуславливается отсутствием существенных продувок, поскольку для питания котла используется собственный конденсат греющего пара, полученный в устройстве. Поддержание температур морской воды в бесконтактном нагревателе на уровне ниже предельных по условиям накипеобразова- ния способствует отсутствию отложений и тем самым снижению тепловых потерь в устройстве.

Благодаря последовательности расположения элементов в устройстве и их взаимосвязи обеспечивается высокотемпературный нагрев морской воды с максимальным использованием теплоты пара и с одновременным получением питательной воды котла в виде конденсата и тем самым достигается цель изобретения.

На чертеже показана тепловая схема устройства для высокотемпературного нагрева морской воды.

Устройство содержит последовательно включенные в тракт морской воды соответственно контактный нагреватель первой ступени 1, бесконтактные нагреватели второй ступени 2 и третьей ступени 3 с встроенными трактами греющего теплоносителя, контактный нагреватель второй ступени 4 с встроенными устройствами термоумягчения и деаэрации, расширители первой ступени 5 и второй ступени 6 с пароотводя- щими трубопроводами, бесконтактный концевой нагреватель 7, Сборник конденсатов 8 связан питательным трубопроводом с котлом 9. В тракте морской воды последовательно установлены насосы исходной воды 10, технологической воды 11 и напорной 12. Питательная система содержит питательный насос 13 котла 9. Пароотводящий патрубок котла 9 подключен к контактному нагревателю 1 через контактный нагреватель 4. Расширители 5 и 6 подключены па- роотводящими трубопроводами к питательному патрубку котла 9 через встроенные тракты греющего теплоносителя нагревателей 2 и 3 и сборник конденсатов 8.

Устройство работает следующим образом.

Морскую воду насосом 10 и 11 подают последовательно в нагреватели 1, 2, 3 и 4, где вода нагревается соответственно до 30, 60, 100 и 160°С. Пар от котла 9 подают в контактный нагреватель второй ступени 4, где производят нагрев, деаэрацию и термическое умягчение воды при 160°С. При этом гакже происходит разложение бикарбонатов раствора с образованием углекислого газа и шлама, вода умягчается. Далее пар котла совместно с воздухом и углекислым газом отводят в контактный нагреватель первой ступени 1, а шлам в виде карбонатов и сульфатов отводят из нагревателя 4 с продуванием части нагретой воды (около 2% общего расхода).

Парогазовая смесь, смешиваясь с исходной водой в нагревателе 1, подогревает воду. Здесь углекислый газ растворяется в морской воде, что увеличивает температуру начала перехода накипеобразователей в твердую фазу (накипь), а воздух отводится в атмосферу. Из нагревателя 1 вода отводится насосом 11 в две ступени бесконтактных нагревателей 2 и 3 с встроенными трактами греющего теплоносителя, где она нагревается без накипеобразования за счет предварительного подкисления, выполненного в контактном нагревателе 1.

Из контактного нагревателя 4 воду после деаэрации и умягчения с отводом шлама подают через дроссельное устройство в расширитель перегретой воды первой ступени 5, где ее температура снижается до 120°С, а выпар по пароотводящему трубопроводу подают в качестве греющего теплоносителя во встроенный тракт бесконтактного нагревателя 3, конденсат пара отводят в сборник конденсатов 8. Из расширителя 5 воду подают через дроссельное устройство в аналогичный расширитель второй ступени 6, где ее температура снижается до 8,0°С, а выпар по пароотводящему трубопроводу подают в ка- честве греющего теплоносителя во встроенный тракт бесконтактного нагревателя 2, конденсат отводят также в сборник конденсатов 8, откуда питательным насосом 13 вода подается в котел 9.

Охлажденную до 80°С морскую воду напорным насосом 12 подают в бесконтактный кольцевой нагреватель 7 для нагрева до температуры не более 150°С с дальнейшим

использованием горячей морской воды в напорной сети. Поскольку морскую воду подвергают термическому умягчению при 160°С, то ее последующий нагрев в нагревателе 7 до 150°С может осуществляться без

опасности накипеобразования.

При необходимости увеличения температуры морской воды в напорной сети следует увеличивать число ступеней нагрева и расширения при сохранении интервалов

температур воды в пределах одной ступени.

Формула изобретения Устройство для высокотемпературного нагрева морской воды, содержащее котел с

питательным и пароотводящим патрубками и последовательно включенные в тракт морской воды соответственно контактный нагреватель первой ступени, по крайней мере один бесконтактный нагреватель с встроенным трактом греющего теплоносителя, контактный нагреватель второй ступени и по крайней мере один расширитель с пароотводящим трубопроводом, причем котел подключен пароотводящим патрубком к

бесконтактному нагревателю первой ступени, отличающееся тем, что, с целью повышения экономичности путем снижения тепловых потерь и уменьшения отложений, котел подключен пароотводящим патрубком к нагревателю первой ступени через контактный нагреватель второй ступени, а расширитель подключен пароотводящим трубопроводом к питательному патрубку котла через указанный встроенный тракт

греющего теплоносителя бесконтактного нагревателя.

Использование: на морских судах и сооружениях. Сущность изобретения: мор10 t if 2. екая вода проходит последовательно включенные нагреватели 1, 2,3 и 4, расширители первой и второй ступени 5 и 6, бесконтактный нагреватель 7 и из последнего идет к потребителю Пар от котла 9 подают в контактный нагреватель 4, где вода деаэрируется и умягчается, а также разлагаются бикарбонаты с образованием углекислого газа и шлама. Пар с углекислым газом отводят в контактный нагреватель 1, где парогазовая смесь подогревает воду, а углекислый газ растворяется в морской воде, что увеличивает температуру начала перехода наки- пеобразователей в твердую фазу, уменьшая выделение отложений. Расширители 5 и 6 подключены пароотводящими патрубками к питательному патрубку котла 9 через тракт греющего теплоносителя бесконтактного нагревателя 2 и/или 3,что увеличивает экономичность. 1 ил 3 VJ N О (л