Конденсатоотводчик

 

Использование: в энергетике, а именно в устройствах для отвода конденсата, например греющего пара из регенеративных и сетевых подогревателей тепловых электростанций. Сущность изобретения: конденсатоотводчик содержит корпус, состоящий из обечайки 1, верхнего 2, нижнего 3 днищ, патрубки входа 4, выхода 5 конденсата, отвода 6 пара, клапан, состоящий из штока, выполненного в виде полого цилиндра 15 с окнами 16, и тарелки 17 с центральным отверстием 18, шток клапана соединен со штоком 13 поршня гидропривода, выполненного из ряда тонких упругих дистанционно размещенных относительно друг друга, закрепленных на штоке пластин 14, чувствительный элемент выполнен в виде гидрозатвора, образованного двумя обечайками 1 и 7, поршень гидропривода размещен в байпасе гидразатвора, образованном корпусом поршня с отверстием в нем, размещенными под поршнем, соединяющими полость корпуса поршня с полостью обечайки гидрозатвора, при этом клапан размещен в камере, отделенной от полости поршня перегородкой 12, его шток уплотнен в месте прохода через перегородку посредством поршневого кольца 21, к нижней части штока прикреплена тарелка 17, опирающаяся на два седла, одним из которых является верхний торец патрубка 5, а другим - донышко 19 камеры с центральным отверстием. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к энергетике, а именно к устройствам для отвода конденсата, например греющего пара из регенеративных и сетевых подогревателей тепловых электростанций.

Известен конденсатоотводчик, содержащий корпус с патрубками подвода, отвода конденсата, отвода пара, двухседельный клапан, чувствительный элемент в виде поплавка, опирающегося на пружину с помощью штока [1] Недостатками устройства являются сложность конструкции двухседельного клапана и узла опоры открытого поплавка.

Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому результату является устройство для отвода конденсата, содержащее вертикальный корпус с патрубками подвода конденсата и отвода пара и сливной трубопровод с выпускным клапаном, запорный орган которого выполнен в виде тарелки, закрепленной на штоке с поршнем [2] Недостатком этого устройства является сложность кинематической и гидравлической схемы и, как следствие, недостаточно высокая надежность.

Задача изобретения повышение надежности.

Указанная задача решается следующим образом.

В конденсатоотводчике, содержащем вертикальный корпус с патрубками подвода конденсата и отвода пара и сливной трубопровод с выпускным клапаном, запорный орган которого выполнен в виде тарелки, закрепленной на штоке с поршнем, конденсатоотводчик снабжен обечайкой, в верхней части заглушенной крышкой с углублением в центре в виде стакана и с отверстиями на боковой поверхности и в центре дна стакана, нижний торец которой прикреплен к днищу корпуса посредством дистанционирующих прокладок, и перегородкой в виде кольца, установленной в центральной части стакана под отверстиями на его боковой поверхности, причем шток запорного органа выполнен в виде цилиндрической втулки, коаксиально размещенной в стакане, с отверстиями на боковой поверхности, верхний заглушенный торец которой размещен в отверстии перегородки с зазором, уплотненным поршневым кольцом, а на нижнем торце втулки закреплена тарелка с центральным отверстием, опирающаяся на два седла, одним из которых служит торец сливного патрубка, а другим дно стакана, при этом поршень установлен в стакане над отверстиями на его боковой поверхности, также поршень выполнен из тонких упругих дистанционно-закрепленных на штоке пластин.

Сущность изобретения состоит в том, что при наличии разности уровней конденсата над поршнем и в корпусе выпускной клапан открывается под воздействием столба конденсата, а при отсутствии такой разности под воздействием давления в подогревателе. Благодаря этому устраняется проскок пара из подогревателя в подогреватель, что обеспечивает экономию топлива на выработанную электроэнергию. Сущность изобретения раскрывается при анализе сил, действующих на поршень и выпускной клапан. Для упрощения анализа принимаем следующие допущения, не искажающие сущность изобретения. Давление Р_п, действующее на поршень сверху, и давление над уровнем конденсата в корпусе конденсатоотводчика принимается одинаковым. Это давление пара в подогревателе. Давление (пара плюс столба конденсата) Р_з на уровне под верхней пластиной поршня, на уровне заглушенного торца втулки (штока запорного органа) на уровне тарелки выпускного клапана (в полости обечайки) принимается одинаковым. Разность (Р_п-Р_з ) ΔР является перепадом давления на поршне, равным весу столба конденсата при уровнях над поршнем и в корпусе.

Первый случай. Уровень конденсата в корпусе проходит через верхнюю пластину поршня. Это максимальный уровень. При этом ΔР 0, на поршней нет действующей силы. Открытие клапана происходит под влиянием сил, действующих на шток клапана сверху и на тарелку клапана снизу. При этом располагаемая сила G (Р_п-Р_зк)˙(F_т--F_ш), где (P_зк давление на выходе из конденсатоотводчика: F_т эффективная площадь тарелки, F_ш площадь поперечного сечения штока запорного органа в месте прохода его через уплотнение в перегородке. Из этого равенства следует, что должно быть F_т > F_ш.

Второй случай. В корпусе минимальный уровень, а в подогревателе максимальное давление. Это означает, что ΔР_м мах; G_м мах. При этом должно быть выполнено требование ΔР_м˙F_п G_м, где F_п площадь поршня.

На фиг. 1 показан конденсатоотводчик, клапан которого находится в положении "закрыто", продольный разрез; на фиг. 2 вариант конкретного исполнения конденсатоотводчика для подогревателей высокого давления (продольный разрез исполнительного механизма и схема обвязки трубопроводов).

Возможность осуществления изобретения подтверждается описанием конденсатоотводчика в статическом состоянии и в работе.

Конденсатоотводчик содержит вертикальный корпус 1, образованный обечайкой 1 с прикрепленной к ней крышкой 2 и днищем 3, патрубок 4 подвода конденсата, сливной трубопровод 5, патрубок 6 отвода пара, обечайку 7, размещенную в корпусе, прикрепленную к днищу посредством дистанционирующих прокладок 8, обечайка 7 в верхней части заглушена крышкой 9 с углублением в центре в виде стакана 10 с отверстиями 11 на его боковой поверхности, размещенными над перегородкой 12, установленной в центральной части стакана и имеющей центральное отверстие. В верхней части стакана 10, над перегородкой 12 размещен шток 13 с прикрепленными к нему образующими поршень тонкими упругими пластинами 14. К штоку 13 снизу прикреплена коаксиально размещенная в стакане цилиндрическая втулка 15 с отверстиями 16 на боковой поверхности, являющаяся штоком запорного органа (выпускного клапана). На нижнем торце втулки 15 закреплена тарелка 17 с центральным отверстием 18. Дно 19 стакана снабжено отверстием 20. Тарелка 17 с отверстием 18 опирается на два седла, одним из которых служит торец сливного трубопровода 5, а другим дно 19 стакана 10.

Верхний заглушенный торец втулки 15 размещен в центральном отверстии перегородки 12 с зазором, уплотненном поршневым кольцом 21. Полость обечайки 7, под крышкой 9, снабжена воздушником 22 с калиброванным отверстием 23 в стакане 10 на его боковой поверхности под перегородкой 12.

На фиг. 2 показан исполнительный механизм (корпус, шток с поршнем, выпускной клапан), который является аналогичным вышеописанному. Отличием является корпус 24 с присоединенными к нему трубопроводами 25 и 26, размещенными вертикально с горизонтальным трубопроводом подвода конденсата.

Работает конденсатоотводчик следующим образом.

Конденсат греющего пара из подогревателя (не показан) поступает по патрубку 4 в открытый сосуд, образованный верхней частью обечайки 7 и крышкой 9 и верхней частью стакана 10. В сосуде конденсат и пар разделяются. Пар по патрубку 6 возвращается в подогреватель. Незначительная часть конденсата через зазоры между пластинами 14 и стаканом 10 через отверстия 11 проливается в веpхнюю часть полости обечайки 7. Остальная часть конденсата через торец обечайки 7 переливается в полость между корпусом 1 и обечайкой 7. Здесь образуется уровень. Отсюда конденсат через зазор между нижним торцом обечайки 7 и днищем 3 поступает в полость обечайки 7 к отверстию 20, перекрытому тарелкой 17 выпускного клапана. По мере повышения уровня конденсата под действием давления пара в подогревателе тарелка 17 поднимается, а конденсат двумя протоками сливается в трубопровод 5, верхний торец которого выполняет роль одного седла один поток через зазор между торцом трубопровода 5 и тарелкой 17, другой через зазор между дном 19 стакана 10, являющимся вторым седлом, и тарелкой через отверстия 16 во втулке 15, отверстие 18 в сливной трубопровод 5. Если уровень конденсата понижается ниже заданной величины, то под воздействием столба конденсата, под которым оказывается поршень (пакет пластин 14), тарелка садится на седла, перекрывая слив конденсата. Для удаления воздуха и возможного образования пара в верхней части полости обечайки 7 предусмотрен воздушник 22 с постоянным сбросом пароводяной смеси через калиброванное отверстие 23 в сливной трубопровод 5.

Устройство, показанное на фиг. 2, работает аналогично описанному. Отличием является то, что в трубопроводе 25 образуется постоянный столб конденсата, а в трубопроводе 26 переменный. Выполнено это с целью получения большого перепада давления на поршне и большого усилия на закрытие выпускного клапана.

Формула изобретения

1. КОНДЕНСАТООТВОДЧИК, содержащий вертикальный корпус с патрубками подвода конденсата и отвода пара и сливной трубопровод с выпускным клапаном, запорный орган которого выполнен в виде тарелки, закрепленной на штоке с поршнем, отличающийся тем, что конденсатоотводчик снабжен обечайкой, в верхней части заглушенной крышкой с углублением в центре в виде стакана и с отверстиями на боковой поверхности и в центре дна стакана, нижний торец которой прикреплен к днищу корпуса посредством дистанционирующих прокладок, и перегородкой в виде кольца, установленной в центральной части стакана под отверстиями на его боковой поверхности, причем шток запорного органа выполнен в виде цилиндрической втулки, коаксиально размещенной в стакане, с отверстиями на боковой поверхности, верхний заглушенный торец которой размещен в отверстии перегородки с зазором, уплотненным поршневым кольцом, а на нижнем торце втулки закреплена тарелка с центральным отверстием, опирающаяся на два седла, одним из которых служит торец сливного патрубка, а другим - дно стакана, при этом поршень установлен в стакане над отверстиями на его боковой поверхности.

2. Конденсатоотводчик по п. 1, отличающийся тем, что поршень выполнен из тонких упругих, дистанционно размещенных друг от друга, закрепленных на штоке пластин.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2