Результат интеллектуальной деятельности: Термический деаэратор

Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности, к термическим деаэраторам, предназначенным для удаления коррозионно-агрессивных газов из питательной воды парогенераторов с одновременным ее нагревом, и может быть использовано в схемах энергоустановок ТЭС, АЭС и котельных.

Известна деаэрационная установка, включающая термический деаэратор, состоящий из деаэрационной колонки и деаэраторного бака с размещенным в его водяном объеме барботажным устройством, и два подводящих трубопровода греющего пара, один - в паровой объем деаэратора, другой - в барботажное устройство в водяном объеме деаэраторного бака, при этом, оба подводящих трубопровода греющего пара присоединены к одному источнику, например, к отбору турбины, а на подводящем трубопроводе в паровой объем деаэратора установлено дросселирующее устройство, выполненное в виде дроссельной шайбы постоянного сечения или регулятора постоянного перепада (RU 2005113111, F22D 1/50, опубликовано 29.04.2005).

Недостатком известного деаэратора является то, что в случае подвода в деаэратор греющего пара с уменьшенным расходом, например, в режиме предпусковой деаэрации и при пуске из холодного состояния, возможна нехватка расхода пара на барботажное устройство, это, в свою очередь, приводит к ухудшению тепломассообмена в деаэраторе между водой и греющим паром, к увеличению времени и неравномерности нагрева корпуса деаэраторного бака.

Известен термический деаэратор, включающий деаэрационную колонку, установленную на деаэраторном баке с помощью переходного штуцера и размещенное в деаэраторном баке барботажное устройство, выполненное в виде парораспределительного коллектора с присоединенными к нему барботажными трубами, при этом, парораспределительный коллектор снабжен патрубком, размещенным в паровом объеме деаэраторного бака непосредственно под переходным штуцером и соосно с ним, а патрубок дополнительно снабжен перфорацией и/или дроссельным устройством (RU 2274803 C1, F22D 1/50, опубликовано 20.04.2006).

По совокупности признаков это известное техническое решение является наиболее близким к заявляемому и принято за прототип.

Недостатком известного устройства, принятого за прототип, является то, что в случае подвода в деаэратор греющего пара с уменьшенным расходом, например, в режиме предпусковой деаэрации и при пуске из холодного состояния, возможна нехватка расхода пара на барботажное устройство, это, в свою очередь, приводит к ухудшению тепломассообмена в деаэраторе между водой и греющим паром, к увеличению времени и неравномерности нагрева корпуса деаэраторного бака.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, а также выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил технического решения, характеризующегося признаками, тождественными или эквивалентными предлагаемым.

Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого технического решения по совокупности признаков, позволило выявить в заявленном устройстве совокупность существенных отличительных признаков по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату, изложенную в нижеприведенной формуле изобретения.

Заявляемое техническое решение позволяет, в зависимости от гидравлической нагрузки деаэратора, за счет срабатывания гидравлических затворов - U-образных труб изменять количество отверстий, через которые происходит подача пара в деаэратор, и, соответственно, пропускную способность барботажного устройства, что, в свою очередь, обеспечивает дополнительную подачу греющего пара в паровой объем деаэраторного бака для интенсификации процесса тепломассообмена между деаэрируемой водой и греющим паром в режимах номинальной производительности. А в режиме предпусковой деаэрации и пуска деаэратора из холодного состояния позволяет обеспечить равномерный прогрев металла между нижней и верхней частями корпуса деаэраторного бака за счет подачи греющего пара только через барботажные трубы, что повышает надежность и эффективность работы деаэрационной установки.

Предложен термический деаэратор, включающий деаэраторный бак с установленными на нем низконапорным водораспределительным устройством в виде струйной форсунки, штуцерами подачи греющего пара, отвода деаэрированной воды и отвода выпара, а также размещенное в деаэраторном баке барботажное устройство, выполненное в виде парораспределительного коллектора, соединенного со штуцером подачи греющего пара и с присоединенными к нему барботажными трубами, при этом, парораспределительный коллектор дополнительно снабжен U-образными трубами, установленными в промежутках между барботажными трубами и выполненными в виде гидрозатвора в водяном объеме деаэраторного бака, с перфорированной частью в паровом объеме деаэраторного бака.

Термический деаэратор включает установленное на деаэраторном баке 1 низконапорное водораспределительное устройство в виде струйной форсунки 2. На деаэраторном баке 1 установлены штуцер подачи греющего пара 3 и штуцер отвода деаэрированной воды 4. Для отвода выпара на деаэраторном баке 1 установлен штуцер 5. Барботажное устройство состоит из парораспределительного коллектора 6, соединенного со штуцером подвода греющего пара 3 и присоединенными барботажными трубами 7. Парораспределительный коллектор 6 дополнительно снабжен U-образными трубами 8, расположенными в промежутках между барботажными трубами 7. U-образные трубы 8 выполнены в виде гидрозатвора в водяном объеме деаэраторного бака 1 и с перфорированной частью в паровом объеме деаэраторного бака 1.

Деаэратор работает следующим образом. Исходный поток воды, подлежащий деаэрации, поступает в деаэраторный бак 1 через водораспределительное устройство 2. При заполнении деаэраторного бака 1 уровень воды устанавливается выше перфорированной части U-образных труб 8. После заполнения U-образных труб 8 водой, в деаэраторном баке 1 устанавливается рабочий уровень воды ниже перфорированной части U -образных труб 8. При пуске деаэратора из холодного состояния греющий пар через штуцер подачи греющего пара 3 подается в барботажное устройство, и, выходя только через барботажные трубы 7 в водяной объем деаэраторного бака 1, осуществляет нагрев и деаэрацию воды. При увеличении гидравлической нагрузки и расхода греющего пара деаэратора, за счет срабатывания гидравлических затворов - U-образных труб 8, увеличивается количество отверстий, через которые происходит подача пара в деаэратор, и, соответственно, пропускная способность барботажного устройства, что, в свою очередь, обеспечивает дополнительную подачу греющего пара в паровой объем деаэраторного бака 1 для интенсификации процесса тепломассообмена между деаэрируемой водой и греющим паром в режимах номинальной производительности.