Дроссельно-увлажнительное устройство

 

1. ДРОССЕЛЬНО-УВЛАЖНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее цилиндрический корпус, к которому подключены эжектор с паровым соплом, полостями всасывания и давления и с трубопроводами подвода воды и пара, на каждом из которых установлен регулирующий орган и емкость с регулятором уровня воды, канал неиспарившейся воды и трубопроводы отвода примесей из корпуса и емкости, отличающееся тем, что, с целью повышения качества вырабатываемого пара, повышения эффективности работы и расширения функциональных возможностей устройства путем полного использования энергии перегретой питательной воды, ее сепарации и постоянного удаления загрязненного рассола, эжектор снабжен на выходе полости давления дополнительным соплом, на входе в канал неиспарившейся воды в корпусе выполнены боковые продольные щели, сообщенные с емкостью, в которой дополнительно концентрически установлены внутренний и внешний цилиндры с открытыми верхними торцами, между которыми и корпусом емкости образованы кольцевые полости, сообщенные между собой, а внутренний цилиндр подключен к полости всасывания эжектора. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что стенка цилиндрического корпуса в зоне размещения боковых продольных щелей (Л имеет овальную форму и направлена выпуклостью к центру вращения потока в корпусе. 00 О5 со со 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1086334 з(11 F 28 С 3/06,1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ: фи2. l

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3444451/24-06 (22) 28.05.82 (46) 15.04.84. Бюл. № 14 (72) А. А. Кохан, Ф. Л. Скопина, В. Н. Га гарина и П. Н. Закутин (53) 621.181.87 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 883637, кл. F 28 С 3/06, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР № 769282, кл. F 28 С 3/06, 1978. (54) (57) 1. ДРОССЕЛЬНО-УВЛАЖНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее цилиндрический корпус, к которому подключены эжектор с паровым соплом, полостями всасывания и давления и с трубопроводами подвода воды и пара, на каждом из которых установлен регулирующий орган и емкость с регулятором уровня воды, канал неиспарившейся воды и трубопроводы отвода примесей из корпуса и емкости, отличающееся тем, что, с целью повышения качества вырабатываемого пара, повышения эффективности работы и расширения функциональных возможностей устройства путем полного использования энергии перегретой питательной воды, ее сепарации и постоянного удаления загрязненного рассола, эжектор снабжен на выходе полости давления дополнительным соплом, на входе в канал неиспарившейся воды в корпусе выполнены боковые продольные щели, сообщенные с емкостью, в которой дополнительно концентрически установлены внутренний и внешний цилиндры с открытыми верхними торцами, между которыми и корпусом емкости образованы кольцевые полости, сообщенные между собой, а внутренний цилиндр подключен к полости всасывания эжектора.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что стенка цилиндрического корпуса в зоне размещения боковых продольных щелей имеет овальную форму и направлена выпуклостью к центру вращения потока в корпусе.

1086334

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к дроссельно-увлажнительным устройствам парогенераторов.

Известно дроссельно-увлаянительное уст ройство (ДУУ), содержащее цилиндрический корпус, включаюший предвключенный эжектор с подводом через регулируюшие клапаны пары и воды, и рециркуляционную емкость, сообшаюшуюся на входе с корпусом и на выходе с эжектором рециркуляционным водопроводом, к которому подведена 1О питательная вода, причем емкость снабжена регу.!ятором уровня BoJbi, связанным c K. 13панами. В ДУУ за счет тепла перегретого пара осуществляется испарение постоянно вращаю!цегося потока воды (пароводяной

15 смеси), закручивающегося боковои поверхностью корпуса. При этом обеспечивается высококачественная центроосяная сепара1IHH вырабатываемого пара и постоянная рециркуляция через емкость неиспарившейся воды (рассола). В последнем за счет iloстоянной подачи питательной воды и ее выггаривапия накапливаются соли и вредные, например механические примеси (1).

Недостатками ДУУ является то, что в нем не предусмотрена центробежная сепарация вращающегося потока OI механических и других примесей с плотностью больше воды и не представляется воз!(!(1жным использовать энергию питательной воды H слива загрязненног0 рассола.

Известно также дроссельно-увлажнительное устройство, содеряашее цилиндрический корпус, к которому подключен эжектор с паровым соплом, полостями всасывания и давления и с трубопроводами подвода воды и пара, на каждом из которых установлен регулирующий орган, и емкость с регулятором уровня воды, канал неиспарившейся во35 ды и трубопроводы отвода примесей из корпуса и емкости. В ДУУ осуществляется выпаривание воды в рециркуляционном испарительном контуре, что приводит к постоянному росту количества и концcl!Tp IHèè солей, 40 механических и других примесей в ОбразуюшемсH рассоле, причем в ДУУ не предусмотрен слив последнего (2).

HBJoc I 3T!(331и мстРОйств3 ЯB.I5lc гн {To в нем не ис!пользуется це!ггробежпый эффект для сепарации поloHà от меха- 4 нических и други.с примесей (с их уд5!г!списх! из контура) с удельным весом болыпе воды.

В постоянно вращающемся потоке воды и в емкости н процессе работы ДУУ происхо1НТ сакопление солей, механических и других примесей, что ухудшает процессь: парообразования H увелич!!вает опасность заброс3 солей H воды B Bhlp363TBIB lcillI IÉ 113 p. I Io.-л ому использовать в таком ДУУ B качествс питательной загр5!звездную воду нед(5пустимо, особенно при большой паропроизводитсльности ДУУ, что снижает его эффек.гив-!

1ость и функциональные возможности. В гя ком Дi У недОстс!точ пы на еж ность, !(а чc ство выраоатываемогo пара и эффективность, а также ограничены возможности его использования.

Цель изобретения — повышение качества вырабатываемого пара, повышение эффективности работы и расширение функциональных возможностей устройства путем полного использования энергии перегретой питательной воды, ее сепарации и постоянного удаления загрязненного рассола.

Указанная цель достигается тем, что в дроссельно-увлажнительном устройстве, содержашем цилиндрический корпус, к которому подключены эжектор с паровым соНлом, полостями всасывания и давления и с трубопроводами подвода воды и пара, на каждом из которых установлен регулирующий орган и емкость с регулятором уровня воды, канал неиспарившсйся воды и трубопроводы отвода примесей из корпуса и емкости, эжектор снабжен на выходе полости давления дополнительным соплом, па входе в канал неиспарившейся воды в корпусе вы-! юлнены боковые продольные щелк, сообшенные с емкостью, в которой дополнительНо концентрически установлены внутренний и внешний цилиндры с открытыми верхними торцами, между которыми и корпусом емкости образованы кольцевые полости, сообщенные между собой, а внугренпий цилиндр подклк)чен к полости всасывания эжектора.

При этом стенка цилиндрического корпуса в зоне размещения боковых продольных целей имеет овальную форму и направлена выпуклостью к центру вра!цения потока в корпусе.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема ДУУ; на фиг. 2 — сечение Л А на фиг. 1; на фиг. 3 сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 узел 1 на фиг. 1.

ДУУ содержит корпус 1 с патрубком отбора пара 2, включающий боковые и закручива!(нцу!О цилиндрическую с.генки (г!Оверхности) 3 и 4, снабженный на входе предвключеп!!ым эяектором 5 с плоско-параллелы!ым паровым соплом 6, Boдяными полостями Б и Ь всасывания и давл IIH5I, HB вы:<оде которых образованы соответственно дополнительное сопло 7 и:IIårlåBой кdHÇCI 8.

Выход последних рециркуляциопны:: трубопроводом 9 через тангенциальный патрубок 10 сооб!цен с расшири гельнои !астью 1 емкости 12, снабженной регулятором 13 уровня воды, внутри которой дополнительно концентрически установлены внешний цилиндр

14 и внутрен!!!и 1,илиндр 15 с гл).хим торцом 16, между которыми и емкостью 12 образованы полости 1, Л, Е и К, сообшенные междх собой. 1!олости F и К сообщены трхбопроводами 17 и 18 соответственно с Ilo.-.остью Б всасывания эжсктора 5 H боковыми IlpoJoльными щелями 1с! для Отвода примесей. Н» входе в эжектор 5 уст; I!QBлены рог(T!Hpëol!. Hå органы (клапаны) 20 и 21.

1086334

Рециркуляционный трубопровод 9 подключен к стенке 4 на выходе сужающегося канала 22, а последний сообщен с каналом 23 неиспарившейся воды, образованный изогнутой пластиной 24, которая прикреплена к пл асти не 25. Перед регулирующим кла и аном 21 установлены фильтры 26. Паровая полость Д емкости 12 сообщена трубопроводом 27 с паровой полостью М корпуса 1.

На выходе патрубка 2 отбора пара установлен регулятор 28 давления пара, связанный с регулирующим клапаном 20. Полость К на выходе снабжена клапаном 29 слива рассола и примесей, датчиками 30 и 31 плотности и наличия рассола, связанными с блоком 32 регулирования, включающим реле 33 времени. Регулятор 13 уровня воды, регулирующие кЛапаны 20 и 21, клапан 29, датчики 30 и 31 плотности и слива рассола, блок 32 регулирования, регулятор 28 давления пара и реле 33 времени взаимосвязаны между собой и образуют систему автоматического регулирования устройства. Дополнительное сопло 7 образовано фигурными стенками 34 и 35 корпуса 1 и парового сопла 6. Закручивающая цилиндрическая стенка 4 в пределах щелей 19 выполнена в виде выпуклой круглой поверхности 36, имеет овальную форму и направлена выпуклостью к центру вращения потока в корпусе 1. Llleли 19 сообщены с камерами 37, к которым подключен трубопровод 18. Цилиндры 14 и 15 имеют открытые верхние торцы 38 и 39.

Регулирующие клапаны 20 и 21 установлены на трубопроводах 40 и 41 подачи пара и воды от парогенератора (не показан). Между изогнутой пластиной 24 и пластиной 25 образован приемный канал 42, сообщенный с емкостью 12, в которой установлены верхний и нижний уровни 43 и 44 воды.

Дроссельно-увлажнительное устройство работает следующим образом.

К соплам 6 и 7 эжектора 5 через регулируюгцие клапаны 20 и 21 подают от парогенератора при одинаковом давлении перегретый пар и нагретую до температуры насыщения котловую воду. На выходе сопла 7 скорость образующейся пяроводяной смеси достигает критических значений, за счет чего полезно и эффективно используется энергия питательной воды, подаваемой в

ДУУ. Высокоскоростные потоки из сопел 6 и 7 смешиваются, при этом эффективность тепломассообмена обеспечивается пересечением направления потоков. В сужающемся канале 22 образуется пароводяная смесь, поток которой закручивается I "черхностью

4, а после одного вращения пр ив часовой стрелки неиспарившаяся вода через канал 23 поступает вновь в сужающийся канал 22, за счет чего образуется циркуляция по замкнутому контуру. При этом, выделяющийся из потока в паровую полост М отсепарированный насыщенный пар отводится через

5 (0

35 патрубок 2 на потребители, а механические и другие примеси, удельная масса которых больше воды, црижимяк>тся центробежной силой к закручивающей поверхности 4 и против часовой стрелки потоком перемещаются к щелям 19. Гlопав на овальную поверхность

36 частицы под действием центробежной cu1bl смещаются к боковым стенкам 3 корпуса

1, т.е. к щелям 19 и через последние отводятся в камеры 37, а оттуда по трубопроводу 18 в полость К емкости 12.

Через сопло 7 во вр1щаю цийся поток подается количество воды больше испаряюшей ся за счет теплоты персгретогo пара, т.е. избыточное. В результате масса вращающегося потока и его высота по радиусу увеличиваются. При достижении этой высотой уровня вын1е пластины 24 вода поступает в приемный канал 42, рециркуляционный трубопровод 9 и через тангенциальнь1й патрубок 10 закручивается и поступает в расширительную часть 11 емкости 12. При этом

BblCTX l13IOIII H H IIO окр1 ж ности за BXOQ Il.зае†тины 24 участок пластины 25 исклкиает возможность заброса частиц воды от потока, набегающего на пластину 24, в 11аровую lloлость М. Рециркхляционняя, пост .паюгцяя из корпуса 1 вода (рассол) через тангенциальный патрубок 10 и полость .7 заполняет полость К и затем последовательно полости

Г и E. Из полости Е вода через всасывающий трубопровод 17 поступает в полость Б всасывания. откуда через эжектор 5 и канал 22 возвращается в рециркуляционный вращающийся испарительный цикл. За счет последнего в ДУУ и обеспечивается получение высококачественного насыщенного пара.

В процессе работы ДУУ при одновременной подаче воды в полости В Б и постоянном сливе воды с корпуса 1 через тангенциальный патрубок 10 и трубопровод 18 уровень воды R емкости 12 повышается и достигает верхнего значения уровня 43.

I!од воздействием регулятора 13 уровня воды подается сигнал на блок 32 регулирования, закрывается регулирующий клапан 21 и вода в эжектор 5 поступает только tlo рециркуляциониому контуру: рециркуляционный трубопровод 9, емкость 12, полости .7, Т и Е, трубопровод 17 н продолжается процесс выпаривания воды, а точнее полученного (образовавшегося) рассола. В результате уровень рассола в емкости 12 снижается, а его концентрация (удельный вес) увеличивается, причем примеси и рассол с большим удельным весом собираются (CI ;IIIливаются) в полости К. Кратность испарения (циркуляции) во.II I при подаче ее в эжектор 5 через полости Б и О всасывяния и давления и только через полость B всясывания определяется относительными расходами Ileper ретого пара и воды эжектора 5.

Поэтому при регулировании клапанов 20 и 21 под воздействием блока 32 регулирова1086334 фиг. 2 ния к моменту отключения клапана 21 концентрация рассола достигает расчетной величины и определяется датчиком 30 плотности рассола.

При постоянном расходе пара или при его замере расходомером (не показан), установленным на выходе патрубка 2 и совмешенным с регулятором 28 давления пара, через заданный промежуток времени, определяемый реле 33 времени и блоком 32 регулирования, уровень в емкости 12 соответствует уровню открытого верхнего, торца 39 цилиндра 15. При дальнейшем снижении уровня полость Е цилиндром 15 изолируется от сообщающихся между собой полостей

Л, Г, К. В этот момент под воздействием регулятора 13 уровня или датчика 30 плотности рассола открывается клапан 29 слива рассола и осушествляется слив рассола с примесями из полостей Л, Г, К. После удаления рассола из полости К и заполнения ее паром под воздействием реле 33 времени или датчика 31 слива рассола через блок 32 регулирования открывается клапан 21 и во врашаюшийся рассольный поток подается

«свежая» питательная вода. В результате оставшийся при продувании полостей Л, Г, К во вращающемся потоке корпуса 1 рассол сливается в полость К и продувается через клапан 29 слива рассола. После этого под воздействием реле 33 времени и блока

32 регулирования или регулятора 13 уровня (от нижнего уровня 44) клапан 29 закрывается и рециркуляционный испарительный цикл повторяется снова.

Указанные процессы в ДУУ осуществляют при непрерывной подаче перегретого пара через сопло 6 и при постоянном установившемся вращении потока воды по цилиндрической стенке поверхности 4 корпуса 1, за счет чего обеспечивается устойчивая и надежная работа устройства.

Таким образом, за счет наличия в корпусе ДУУ боковых продольных щелей, сообшаюшихся с нижней полостью емкости, обес- 4р печивается центробежная сепарация врашаюшегося по закручиваюшей поверхности корпуса ДУУ потока от механических и других вредных примесей, а за счет наличия в емкости полых цилиндров, образуюших сообщающиеся и раздельные полости питательной и загрязненной воды (рассола), и клапана, сообщающегося с последней и связанного с системой регулирования ДУУ, обеспечивается периодическое или постоянное удаление загрязненного концентрированного рассола с рециркуляционного испарительного контура ДУУ и его надежная и устойчивая работа при этом.

3а счет осуществления в ДУУ сепарации вращающегося потока от примесей и их удаления с концентрированным рассолом в качестве питательной воды для ДУУ может быть использована загрязненная вода, например котловая от системы продувания парогенератора. Кроме того, за счет наличия в эжекторе ДУУ дополнительного сопла питательной воды используется эффект расширения перегретой жидкости, что позволяет более полно использовать энергию питательной воды, повысить тепломассообмен и скорость пароводяной смеси на закручиваюшей поверхности корпуса ДУУ и в общем итоге — качество и надежность его работы.

Предлагаемое ДУУ может быть использовано в различных тепловых энергетических установках, где имеются потребители перегретого пара номинальных и пониженных параметров и ДУУ. Причем последние в установке могут быть использованы в качестве устройства для термической очистки загрязненных вод. Наиболее эффективно ДУУ может быть использовано в судовых энергетических установках, включаюших парогенераторы с системой продувания, ДУУ и потребители номинальных и пониженных параметров пара. При этом через систему продувания осушествляется постоянная или периодическая подача котловой воды от парогенератора в качестве питательной воды для ДУУ.

Рсдак1ор И Каcар а

;3ак аз 2233,"4!

Со»тани ель Е3 1 ; —. оров

Техрсд И. Вср». Ко нр»кто п I i....it »iiа

1ираж 631 I() ипн ii.i;

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретении и открытий

I!3035, Москва. Ж вЂ” 35, Раугнская наб., д. 4 5

Филиал ПЛП «Патент», г. Ужгород. ул. Проектная, 4