Способ работы парогенератора и парогенератор Советский патент 1992 года по МПК F22B1/26 

Изобретение относится к теплоэнергетике, конкретно - к конструкциям теплоэнергетических установок (ТЭУ) для получения конденсата и пара из соленой воды и к способам получения пара из соленой воды.

Известен способ получения вторичного пара и конденсата из забортной соленой воды в опреснительных установках (ОУ), описанный в авт. свид. СССР № 977281, 977283, 1134211, 1108043. Такой способ включает нагрева соленой воды поверхностной батареей при температуре ниже 100° С первичным насыщенным паром с температурой до 120° С, кипение воды и образование вторичного пара, обычно при пониженном давлении (вакуум ок. 500 мм рт. ст). Затем такой пар, имеющий большой удельный объем, подают на конденсатор и получают конденсат.

Недостатком такого способа является то, что он не обеспечивает требуемых экономичности и производительности.

Известен также способ получения пара из соленой воды, описанный в авт. свид. СССР № 1174569. При таком способе сначала в парогенераторе (ПГ) получают перегретый пар ок. 500° С, последний смешивают с соленой водой и получают -насыщенный пар. Такой способ имеет низкую эффективность, так как его осуществления требуется получение перегретого пара в ПГ и он не обеспечивает высокой паропроизводительности.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип изобретения, является способ получения пара из соленой воды и устройство для его осуществления, описанные в книге Л.И.Сеня Парогенера- торные установки на морской воде. Л. Судч о

СП

о о

е, 1979, с. 40-43, рис. 2.7, 2.8. Описанная ЭУ содержит турбину с компрессором, сообщающимся на выходе с камерой сгорания (КС), снабженной воспламенителем и топливными форсунками, реактор-деаэратор (Р-Д) с водяным распылителем, с питательным и циркуляционным рассольным насосами, а также ПГ с топкой. Полученную в Р-Д из соленой умягченную воду подают в ПГ, а полученный в нем пар подают на потребиели. При этом из Р-Д удаляют концентрированный рассол.

Недостатком описанного технического решения является то, что оно не обеспечивает получение пара непосредственно в Р-Д без использования ПГ, а установка имеет значительные массогабаритные характеристики (МГХ), обусловленные наличием компрессора и ПГ, что также усложняет способ и обслуживание установки.

Цель изобретения-упрощение способа и обслуживания установки, а также повышение надежности установки.

Цель достигается тем, что рабочие горячие газы образуют во внутренней полости реактора-деаэратор (Р-Д) путем смешения и сжигания газообразных Оа и Н2, а образованный при этом перегретый водяной пар смешивают с распыленными струями соленой воды и получают насыщенный пар. Для этого в установке КС с воспламенителем расположена во внутренней полости Р-Д и выполнена в виде форсунок подачи для сжигания Н2 и 02, а в водяной полости предусмотрена поперечная перегородка, образующая верхнюю и нижнюю рассольные полости, сообщающиеся между собой через запорный клапан и подключенные через запорные клапаны к входу циркуляционного рассольного насоса.

Заявителем в доступных и опубликован- ных источниках информации не найдены су- щественные признаки, идентичные и эквивалентные заявленным, поэтому изобретение соответствует критерию существенные отличия.

На фиг. 1 - общая схема ТЭУ; на фиг. 2 - схема получения перегретого пара.

Установка для получения пара содержит реактор-деаэратор (парогенератор, ПГ) 1, включающий корпус 2 с расположенными в паровой полости А сепаратором 3 и распылителем 4, содержащим тороидный коллектор 5 с соплами 6 и глухой внутренней перегородкой 7, а также верхнюю Б и нижнюю В рассольные полости, разделенные перегородкой 8 с запорным клапаном 9 и камеру сгорания (КС) 10с воспламенителем 11 и с соплами 12 и 13 подачи На и 02, подключенными через регулирующие органы 14 к источникам 15. На выходе ПГ подключен к паровой турбине 16с потребителем энергии 17 и конденсатором 18, включающим насос 19, сообщающийся с

конденсатной цистерной 20. На выходе в нижней части ПГ через клапан 21 и распылитель 22 сообщен с дополнительным испарителем 23, снабженным клапаном 24 слива рассола и подключенным трубопроводом 25

0 к промежуточной ступени турбины 16. Рассольные полости Б и В снабжены датчиками верхнего 26 и нижнего 27 уровня (ВУ и НУ) и подключены через клапаны, например, через двухпозиционный клапан 28 и патрубок

5 29, к циркуляционному рассольному насосу 30, сообщающемуся трубопроводом 31 с коллектором 5 испарителя 4. Питательный насос 32 снабжен электродвигателем 33 и через запорный клапан 34 подключен к

0 входу насоса 30. В установке может быть предусмотрен пароперегреватель, выполненный в виде дополнительной камеры сгорания 35, установленной на входе турбины 16 и выходе ПГ 1.

5В описанной установке пар из соленой

воды получают следующим образом. При заполненной соленой водой полости Б по ВУ, клапан 9 открыт и полость В сообщена с насосом 30, а клапан 21 закрыт, в КС 10

0 подают 02 и Н2, поджигают их воспламени- тельным устройством 11 и включают насос 30. В результате подаваемые соплами 6 сверху вниз распылительные струи соленой воды омываются подымающимися снизу

5 вверх образованными перегретыми водяными парами (с температурой более 1000° С). За счет смешения и испарения образуется вторичный насыщенный пар, поступающий в сепаратор 3, а также рассол,

0 стекающий по стенкам корпуса 2 в полость Б. Таким образом, в ПГ образуют замкнутый испарительный контур соленой воды: Б-9- В-28-29-30-31-5-6-А-Б. Отсепарирован- ный пар подают в турбину 16, В результате

5 испарения воды уровень рассола снижается до НУ 27. При этом состоянии (НУ) закрывают клапан 9, переключают клапан 28, открывают клапан 34 и включают питательный насос 32, производительность (Пр) которого

0 больше паропроизводительности (ППр) ПГ 1. Для обеспечения устойчивой работы ПГ в установке возможна постоянная работа насоса 32 в двух режимах: 1 - когда Пр ППр, 2 - когда Пр ППр. После закрытия клапана 9

5 открывают клапан 21 и рассол подают в испаритель 23, а образующийся при этом пар низкого давления (НД) отводят в турбину 16. После перепуска всего рассола из полости В в испаритель 23 закрывают клапан 21, открывают клапан 24, а после удаления рассола за борт его (24) закрывают. За счет работы насоса 32 на режиме Пр ППр уровень рассола подымается до ВУ 26. При этом открывают клапан 9, переключают клапан 28 и восстанавливают первоначальный испарительный контур, включающий полость В. После достижения рассолом в полости Б ВУ во второй раз останавливают насос 32, закрывают клапан 34 и повторяют ранее описанный цикл испарения. Для пол- учения перегретого пара с температурой более 500° С в работу включают аналогичную описанной камеру сгорания 35, установленную на выходе ПГ.

Преимущества изобретения по сравне- нию с прототипом, описанным в книге Л.И.Сеня, заключаются в том, что за счет выполнения КС в виде сопл подачи На и 02 и расположения КС вместе с распылителем соленой воды в реакторе исключается необ- ходимость в ПГ и в воздушном компрессоре, а наличие в реакторе двух рассольных полостей, сообщающихся с циркуляционным насосом и между собой через управляемые запорные клапаны, и дополнительного ис- парителя НД обеспечивает автоматическую и экономическую продувку избыточного рассола из установки Все это упрощает обслуживание установки, повышает ее надежность и снижает массогабаритные характеристики.

Формула изобретения 1. Способ работы парогенератора с камерой сгорания, включающий подачу в нее питательной воды, а также кислорода и водорода с заданными расходами, сжигание водорода в кислороде, испарение питательной воды и перегрев полученного пара продуктами сгорания водорода в кислороде, сепарацию насыщенного пара от воды и отвод пара из камеры сгорания, отличающийся тем, что, с целью повышения качества пара и надежности парогенератора при использовании соленой питательной

воды, расходы водорода и питательной воды GB и Gne в камеру сгорания поддерживают согласно соотношению

GB Gr

Q

где Г1 и 1Пв - удельные энтальпии насыщенного пара и питательной воды, Дж/кг;

Q - теплота сгорания водорода в кислороде, Дж/кг,

причем дополнительное количество водорода и кислорода подают для сжигания в насыщенный пар после отвода последнего из упомянутой камеры сгорания.

2.Парогенератор, содержащий корпус с нижней водяной камерой, снабженный верхним и нижним патрубками соответственно для пара и воды, установленные в корпусе горелочное устройство, подключенное к трубопроводам подачи водорода и кислорода, и расположенное над ним водораспределительное устройство, подключенное перепускной линией к водяной камере, о т- личающийся тем, что, с целью повышения качества пара и надежности, он снабжен дополнительным горелочным устройством с соплами подачи водорода и кислорода, установленным на выходе патрубка для пара.

3.Парогенератор по п. 2, о т л и ч a torn, и и с я тем, что, с целью повышения надежности путем снижения вероятности прекращения подачи воды к водораспределительному устройству, а также экономичности, водяная камера снабжена установленными над упомянутым нижним патрубком двумя разнесенными по высоте водоотводящими патрубками и установленной между последними поперечной перегородкой с запорным клапаном, а перепускная линия подключена к водяной камере через упомянутые водоотводящие патрубки и дополнительно установленный переключатель расхода.

1765610 ПОР ИЛ

Использование: для получения конденсата и пара из соленой воды. Сущность изобретения: в камере сгорания сжигают водород в кислороде и продуктами сгорания испаряют соленую питательную воду. Дополнительное количество водорода и кислорода подают в насыщенный пар, отведенный из камеры сгорания, причем расходы GB и Спв водорода и питательной воды поддерживают согласно соотношению GB Спв(Г )/0, где I и пв - удельные энтальпии насыщенного пара и питательной воды; Q - теплота сгорания водорода в кислороде. Парогенератор, корпус которого снабжен нижней водяной камерой, верхним и нижним патрубками для пара и воды и горелочным устройством для водорода и кислорода и водораспределительным устройством, подключенным к водяной камере, снабжен дополнительным горелочным устройством с соплами подачи водорода и кислорода, установленным на выходе патрубка для пара, что повыша ет надежнЬсть и качество пара. 2 с. и 1 з.п.ф-лы, 2 ил. СО с