Как известно, основным недостатком обычных конструкций прямоточных паровых котлов является их чувствительность к качеству питательной воды. Прямоточные котлы требуют для питания чистый конденсат, с содержанием растворимых солей до 10 мг на 1 литр. Даже при таком количестве солей питательной воды требуется периодическая промывка котла, вопрос о которой не вполне решен с точки зрения ее дешевизны и надежности. В стационарных установках, особенно, при установке прямоточных котлов с большими потерями конденсата, для получения необходимого количества питательной воды, требуется установка дампфумформеров и испарителей и особенно надежное уплотнение конденсаторов и другой аппаратуры,где может иметь место присос не очиш,енной воды в конденсат и дестиллат. Различные конструкции прямоточных котлов отличаются в основном решением вопроса о борьбе с выпадением солей в так называемой „переходной зоне между испарительной и перегревательной частью. Этот вопрос решается большей частью улучшением качества питательной
воды и периодическими промывками. В котлах Бенсона и некоторых котлах Рамзина переходная зона переносится в зону низких температур газов, и промывка отдельных змеевиков производится на ходу котла. В других конструкциях, например, Зульцер устанавливается сепаратор пара, в который поступает влажный пар, в котором соли еще растворены во влаге. Влага сепарируется и удаляется из котла вместе с растворенными солями через расширительный сосуд и конденсационные горшки наружу, а в перегреватель поступает чистый пар.
Недостатком этой системы является большая потеря питательной воды в продувке (до 10%), необходимость соответствуюшего значительного увеличения водоподготовки, увеличение расхода на собственные нужды питания (в пределах ), сокраш,ение экономичности работы станции на 1--2°/о из-за уменьшения количества пара, отбираемого на регенерацию из турбин, и увеличение поверхности нагрева подогревательной части котлоагрегата из-за увеличения количества нагреваемой в ней воды. Агрегаты с естественной циркуляцией обладают преимуществом меньшей чувствительности к качеству питательной воды, но получаются гораздо более громоздкими из-за больших размеров котельных барабанов и излишнего паразитного веса рециркуляционных слабо или совсем не обогреваемых труб. Агрегаты с принудительной многократной циркуляцией (сист. Ла-Монта) также мало чувствительны к качеству питательной воды, но требуют установки дополнительного перекачивающего насоса и менее удобны для компановки, чем прямоточный котел.
Меньшая чувствительность к качеству питательной воды в котлах с многократной естественной и принудительной циркуляцией объясняется тем, что при питании их водой, содержащей растворимые соли, выделение пара всегда происходит в присутствии значительных количеств воды, в которой соли, выпадающие из пара, растворяются. В котле могут получиться значительные концентрации солей, но при сравнительно небольшом проценте продувки (1-2°/о) можно добиться достаточной чистоты перегревательных поверхностей нагрева. Решающим является качество работы сепарирующих устройств, которые в основном и определяют вопрос о необходимых размерах нродувки концентрированного раствора солей, т. е. котловой воды.
Предлагаемая схема парового прямоточного котла стремится максимально объединить преимущества котлов с однократной принудительной циркуляцией и преимущества котлов с многократной циркуляцией воды в отношении чувствительности к качеству питательной воды. Для этого предлагается максимально использовать принцип прямоточности во всей зоне, где нет опасности выпадения растворимых солей из влаги, и использовать преимущества многократной циркуляции только там, где в ней действительно есть необходимость, т. е. для недопущения выпадения солей.
На чертеже изображена схема прямоточного котла с сепаратором.
Схема котла в основном напоминает обычную схему прямоточного котла
с сепарацией влаги из пара, но с тем основным отличием, что влага, выделяющаяся из пара, получаемого в парообразующих элементах 5 прямоточного котла, не удаляется полностью, а выпаривается в специальных испарительных трубных элементах 2, обогреваемых газами котла (в топке или газоходах). Трубные элементы 2 включены в сепаратор 7, расположенный между поверхностью нагрева парообразователя и перегревателя 4. Эти элементы находятся под тем же давлением, что и котел, но для предупреждения выпадения в них солей создается многократная естественная или принудительная циркуляция, предупреждающая выпадение растворимых солей на поверхности нагрева. Можно было поставить вопрос об осуществлении и этих элементов прямоточными со вторичной сепарацией, но циркуляционная схема в данном случае более гибка и надежна.
Так как концентрация солей в котловой воде циркуляционных элементов может все время нарастать, продувкой части воды эта концентрация поддерживается в максимальных, но допустимых пределах. Выбор схемы принудительной или естественной циркуляции в их элементах определяется лишь условиями конструктивной компановки котлоагрегата и не имеет решающего принципиального значения.
Пар, полученный в циркуляционных элементах, отделяется от влаги и вместе с паром из прямоточного котла направляется в перегреватель 4, в котором опасности выделения солей уже нет. Следовательно, качество питательной воды для такого агрегата, в подавляющей своей части прямоточного, может быть, примерно, такое же, как для котлов Ла-Монт или с естественной циркуляцией (пермутированная вода). Таким образом основные затруднения, связанные с применением прямоточных котлов, отпадают.
Таким образом, опасная переходная зона между испарительной и перегревательной частью поверхности нагрева осуществляется с многократной циркуляцией и непрерывной продувкой. Отсепарированная влага испаряется в сепараторе с естественной циркуляцией. Излишек солей удаляется из сепаратора обычной продувкой.
Малая нагрузка ( максимальной суммарной мощности) сепаратора с естественной циркуляцией дает возможность легкой компановки его в общем агрегате с прямоточным элементом без значительного утяжеления по сравнению с обычными прямоточным котлом.
Предмет изобретения.
Прямоточный котел с сепаратором, включенным между поверхностью нагрева парообразователя и перегревателем, отличающийся применением трубных элементов 2 с естественной или принудительной циркуляцией, включенных в тот же cenapafop 7, в который включены и парообразующие элементы В прямоточной части котла.
Л
