Устройство приготовления питательной воды для котельной электростанции Советский патент 1993 года по МПК F01K7/40 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на тепловых электростанциях для производства и подпитки их питательной водой.

На фиг. 1 представлена принципиальная термодинамическая схема устройства применительно к тепловой электростанции (вариант 1 включения устройства); на фиг. 2 - вариант 2 включения устройства в схему тепловой электростанции.

Электростанция содержит бойлер (котел) 1, сообщенный по пару через перегреватель 2 с паровой турбиной 3, к которой подключен силовой генератор 4 и конденсатор 5. По конденсату конденсатор 5 сообщен через конденсаторный насос 6 с уст- к ройством 7 очистки конденсата ионообменного типа, а по охлаждающей воде - с градирней 8 через насос 9. Верхний и нижний отборы 10 и 11 пара из турбины 3 подключены к регенеративным подогревателям 12 и 13, кбторые по питательной воде сообщены с бойлером 1. Как отборов пара из турбины 3, так и регенеративных подогрева- f.J телей может быть больше, чем показано на схемах фиг. 1. 2, а вместо бойлера 1 может быть использован, например, ядерный реактор.

Устройство снабжено эжектором 14, являющимся источником тепла для регулируемого многоступенчатого адиабатного испарителя 15, водоподогреватель 16 которого по конденсату греющего пара сообщен с насосом 17, а по пару - трубопроводом 18 - с эжектором 14. Выход испарителя 15 по дистилляту сообщен с насосом 19, а по рассолу - со средствами удаления, например, насосами 20 и 21, Устройство содержит сигнальный блок 22, систему 23 водоподготов- ки сырой исходной воды и измерительный блок 24, выход которого подключен к входу запуска сигнального блока 22, подключенного к управляющему входу клапана 25. Последний установлен на трубопроводе 26 отвода дистиллята за насосом 19. Оборудование системы 23 должно выбираться согласно качеству сырой воды и может оказаться достаточным для фильтрации, ин- гибирования, а также дегазации. Трубопроводы 27 и 28 подвода и отвода охлаждающей воды подключены к емкости 29 охлаждения испарителя 15 и таких емкостей 29 может быть несколько.

Ступени испарителя 15 последовательно соединены соплами ЗОА, ЗОВ, ЗОС и 30D для воды, нагреваемой в водоподогревате- ле 16 до соответствующей температуры при соответствующем давлении, и имеют емкости 31 А, 31В и 31С регенерации тепла и емкость 29 охлаждения, соединенные последовательно форсунками 32А, 32В и 32С. На фиг. 1,2 показан четырехступенчатый (че- тырехкасхадный) испаритель 15. но он может иметь 25-30 ступеней. Испаритель 15 имеет резервуары 33 и 34 сбора дистиллята и рассола, последний из которых через насос 21 сообщен с трактом 35 циркуляции испарителя 15, а резервуар 33 трубопроводом 36 отвода дистиллята сообщен с насосом 19. Резервуары 33 и 34 разделены водосливом 37, а к насосу 20 подключен трубопровод 38 сброса рассола. Конденсатор 5 сообщен с градирней 8 трубопроводом 39 подвода охлаждающей воды, к которому может быть подключен трубопровод 27, и трубопроводом 40 отвода охлаждающей воды, к которому может быть подключен трубопровод 28 емкости 29 испарителя 15. Регенеративные подогреватели 12 и 13 по конденсату греющего пара сообщены между собой через дроссель 41, а подогреватель 13 подключен к насосу 42. На трубопроводе 26 (фиг.2) после клапана 25 последовательно установлены блок 43 ионного обмена и емкость 44 хранения дистиллята. Турбина 3 паропроводом 45 и выхлопным патрубком 46 подключена соответственно к перегревателю 2 и конденсатору 5. Рабочее сопло 47, камера смешения 48 и выход 49 эжектора 14 подключены соответственно (фиг. 1) к первому отбору 10, последующему отбору 11 и ко входу греющего пара водоподогревателя 16, а на фиг.2 соответственно к паропроводу 45 свежего пара, выхлопному патрубку 46 и

ко входу греющего пара водоподогревателя 16 с обеспечением требуемого давления на входе последнего. Емкость 44 хранения дистиллята трубопроводом 50 подключена к конденсатору 5.

Трубопровод 26 отвода дистиллята подключен к тракту 51 основного конденсата между конденсатором 5 и устройством 7 очистки конденсата. Насос 19, клапан 25, трубопроводы 26, 36 являются отводящими

средствами дистиллята в тракт 51 конденсата.

Выработанный в бойлере 1 водяной пар из питательной воды проводится через перегреватель 2 по паропроводу 45 к паровой

турбине 3 и приводит в движение ее и силовой генератор 4. Пар, расширяемый в паровой турбине 3, протекает через выхлопной патрубок 46 в конденсатор 5, где происходит конденсация пара. В этом месте происходит возврат питательной воды в бойлер 1 через устройство 7 очистки конденсата, а также через регенеративные подогреватели 13 и 12 питательной воды при помощи насоса 6 питательной воды.

Вода системы охлаждения конденсатора 5 турбины 3 приводится в круговое движение насосом 9 и проходит от трубопровода 39 подвода к трубопроводу 40 отвода охлаждающей воды через градирню

8. Устройство 7 очистки конденсата предназначено для того, чтобы исключить загрязнение воды системы охлаждения, вводимой в питательную воду в случае протечки какой-либо из трубок конденсатора 5.

Кроме того, устройство 7 очистки фильтрует загрязнения подводимого конденсата (питательной воды), обусловленное несовершенствами системы. Конденсат выходит из конденсатора 5 турбины при низкой температуре, поэтому устройство 7 очистки конденсата работает с холодным конденсатом. Холодный конденсат, выходящий из устройства 7, предварительно нагревается паром первого отбора 10 и последующего

отбора 11 паровой турбины 3 в подогревателях 13 и 12. В варианте осуществления описываемого примера, конденсат через дроссель 41 выходит из подогревателя 12 в подогреватель 13, и затем насосом 42 вместе с конденсатом подается в тракт 51 конденсата.

Предварительно подогретая в водопо- догревателе 16 исходная вода подается в адиабатический испаритель 15 через его последовательно соединенные сопла ЗОА,

ЗОВ. ЗОС и 30D ступеней испарения воды, нагреваемой до соответствующей температуры при соответствующем давлении. Дистиллят, испаряемый в каждой ступени, конденсируется в емкостях 31 А, 31В и 31С регенерации тепла и в емкости 29 охлаждения и собирается в резервуаре 33. Вода, требующая подогрева, в емкостях 31А, 31В и 31С регенерации тепла течет в обратном направлении потоку испарения и перед вхо- дом в сопло ЗОА первой ступени дополнительно нагревается в водоподогревателе 16 до начальной температуры, необходимой для адиабатического испарения. Часть воды, протекающей через сопла ЗОА, ЗОВ, ЗОС и 30D, непрерывно испаряется, а иэиспа- риешаяся часть собирается в резервуаре 34. Частично рассол, собираемый в резервуаре 34, насосом 21 подается обратно в тракт 35 циркуляции испарителя 15, а частично, на- сосом 20 удаляется через трубопровод 38. Дистиллят, собираемый в резервуаре 33, через трубопровод 36 и чеоез трубопровод 26 отвода насосом 19 подается в тракт 51 конденсата между конденсатором 5 турбины и устройством 7 очи- стки конденсата (фиг. 1) или вводится между конденсатором 5 турбины и конденсатным насосом 6 (фиг.2). Измерительный блок 24 контролирует содержание в дистилляте загрязняющих материалов. Например, он из- меряет удельную проводимость дистиллята и при превышении заданной границы удельной проводимости вызывает закрытие клапана 25 и подачу сигнала тревоги сигнальным устройством 22. При закрыва- нии клапана 25 трубопровод 36 перекрывается и в результате поднимается уровень дистиллята в резервуаре 33, следовательно дистиллят перетекает через водослив 37 в резервуар 34 и затем насосом 21 подается в тракт 35 циркуляции. Из перегретой сырой) воды, выходящей из емкости 29 по трубопроводу 28 отвода, вода подпитки поступает в тракт 35 циркуляции испарителя 15 через систему 23 водоподготовки сырой воды.

Обработанная сырая вода, подаваемая в тракт 35 циркуляции, должна снова пополнить объем воды, вышедшей из испарителя 15 через трубопровод 36 отвода дистиллята и трубопровод 38 сброса рассола. Хотя на фиг.1 показано иначе, повторное наполнение водой испарителя 15 может обеспечиваться не только водой системы охлаждения,но также сырой водой другой категории..

Водоподогреватель 16 испарителя 15 нагревается парим паровой турбины 3. Для подачи пара используется эжектор 14, рабочее сопло 47 и камера смешения 48 которого соединены с отборами 10 и 11 паровой турбины 3, соответственно, что позволяет использовать ниэкопотенцизльный пар из отбора 11 или выхлопного патрубка 46 (фиг.2). Применение, по существу известного эжектора 14 обеспечивает возможность регулирования величины давления пира, подаваемого к водоподогревателю 16. до величины между давлениями пара отборов 10 и 11. Пар. конденсированный в водоподогревателе 16 насосом 17, возвращается в тракт 51 конденсата меаду подогревателями 12 и 13.

На фиг.2 тракг 51 конденсата не содержит устройства 7 очистки конденсата после конденсатора 5 турбины, поэтому насос 6 нагнетает конденсат непосредственно в подогреватель 13. В трубопроводе 26 отвода дистиллята после насоса 19 и клапана 25 в блоке 43 ионного обмена производится обработка дистиллята для уменьшения содержания в нем соли до ввода в тракт 51 конденсата. По трубопроводу 26 обработанный дистиллят подается в емкость 44 хранения дистиллята, из которой дистиллят по трубопроводу 50 вводится в тракт 51 конденсата, т.е. в конденсатор 5 турбины.

Верхняя температура испарителя 15 достаточно фиксирована благодаря последовательной схеме производства. При изменении нагрузки могут меняться как верхняя температура испарителя 15, так и давление в отборах 10, 11 паровой турбины 3. Данный недостаток устраняется за счет использования подключенного к турбине 3 эжектора 14, подающего пар в водоподогре- ватель 16.

Таким образом, устройство приготовления воды подпитки является экономичным, диет воду, качество которой тождественно качеству воды ионообменной установки, просто в эксплуатации, обеспечивает возможность быстрого запуска и останова и кроме того очень незначительно загрязняет окружающую среду.

Формула изобретения

1, Устройство приготовления питательной воды для котельной электростанции, содержащее регулируемый многоступенчатый адиабатический испаритель, вход и выход водоподогревателя которого подключены по воде соответственно к системе водоподготовки сырой воды и первой ступени испарителя, а вход греющего пара к паровому контуру турбины с отборами пара и конденсатором, при этом выход испарителя по дистилляту через отводящие последний средства подсоединен к тракту конденсата, подключенному к конденсатору и включающему по меньшей мере один регенеративный подогреватель, а выход испарителя по рассолу подсоединен к средствам удаления

последнего, отличающееся тем, что, с целью повышения экономичности путем повышения теплового КПД испарителя при переменной нагрузке турбины, оно снабжено эжектором, активное сопло, камера смешения и выход которого подключены соответственно к первому отбору пара турбины, к последующему отбору пара турбины и к входу греющего пара водоподогревателя

с обеспечением требуемого давления на входе последнего.

2. Устройство по п. 1,отличающее- с я тем. что оно снабжено устройством очистки конденсата, установленным в тракте конденсата после конденсатора, при этом выход испарителя по дистилляту подключен к тракту конденсата между конденсатором и устройством очистки конденсата.

Использование: з теплоэнергетике, может быть использовано на тепловых электростанциях для производства и подпитки их питательной водой. Сущность изобретения: установка содержит регулируемый многоступенчатый адиабатический испаритель 15 и устройство 7 очистки конденсата, установленное в тракте 51 конденсата после конденсатора 5 паровой турбины 3. Водонагреватель 16 исходной воды испарителя 15 по греющему пару сообщен с выходом 49 эжектора 14, активное сопло 47 и камера 48 смешения которого подключены соответственно к верхнему и нижнему отборам 10 и 11 пара или к паропроводу 45 свежего пара и выхлопному патрубку 46 турбины 3. Резервуар 34 сбора дистиллята испарителя 15 сообщен с трактом 51 конденсата между конденсатором 5 и устройством 7 очистки конденсата или непосредственно с конденсатором 5. Использование для подогрева исходной воды низкопотенциального пара из турбины за счет подачи ее эжектором, а также обработка дистиллята и подача ее непосредственно в трзкт конденсата для подпитки повышает экономичность и упрощает эксплуатацию. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

16

.t

СЧ1

Ј