Результат интеллектуальной деятельности: Устройство для подогрева питательной воды вторичным паром

Предлагаемое изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на теплоэлектростанциях при эксплуатации теплофикационных турбин для утилизации вторичного пара после турбины.

Известна система подогрева питательной воды предназначенная для паротурбинной установки, которая состоит из подогревателей низкого и высокого давления и дополнительного двухступенчатого подогревателя. Первая ступень двухступенчатого подогревателя выполнена в виде компрессора, всасывающий патрубок которого соединен с одной из последних ступеней турбины, а элементы охлаждения подключены к трубопроводу питательной воды перед подогревателями низкого давления, вторая ступень содержит последовательно размещенные по ходу движения питательной воды насос и струйный аппарат, насос подключен к трубопроводу питательной воды за последним подогревателем высокого давления, а рабочее сопло струйного аппарата выполнено в виде сопла Лаваля и выходное отверстие диффузора сопла Лаваля размещено в форкамере, дополнительно установленной перед смесительной камерой струйного аппарата [Патент РФ № 2137035, МПК F 22 D1/32, 1999].

Недостатками известной системы являются сложность конструкции, необходимость использования компрессора и отсутствие устройства для очистки вторичного пара от загрязнений, что снижает ее эффективность.

Более близким к предлагаемому изобретению является система регенеративного подогрева питательной воды в струйном подогревателе, включающая подачу пара в турбогенератор, отбор пара из турбогенератора, подачу пара из последнего и конденсата (питательной воды) из конденсатора в струйный аппарат с конденсацией пара в струйном аппарате и нагревом, за счет этого конденсата с последующей подачей подогретого конденсата в деаэратор и далее - в котел-парогенератор [Патент РФ № 2169297, МПК F 04 F 5/54, 2001].

Основным недостатком известной системы является отсутствие устройства для очистки вторичного пара от загрязнений, ведущее к загрязнению питательной воды, что снижает ее эффективность.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности устройства для подогрева питательной воды вторичным паром.

Технический результат достигается устройством для подогрева питательной воды вторичным паром, включающим трубопровод вторичного пара, соединенный с соплом пароструйного эжектора, приемная камера которого соединена с трубопроводом питательной воды, диффузор – с гидроциклоном, который состоит из цилиндрического корпуса, снабженным входным тангенциальным патрубком, расположенным вверху корпуса, шламовым патрубком, расположенным снизу корпуса, соединенного с коническим днищем, снабженным нижним выходным патрубком, внутри корпуса устроена центральная труба, соединенная с верхним выходным патрубком, внизу корпуса, внутри его коаксиально расположен кольцевой карман, образованный цилиндрическим кольцом, сообщающийся сверху с периферией полости корпуса, соединенный со шламовым патрубком, при этом тангенциальный патрубок гидроциклона соединен через трубопровод с диффузором эжектора, нижний выходной патрубок соединен с питательным насосом и экономайзером котла.

На фиг. 1 представлен общий вид предлагаемого устройства для подогрева питательной воды вторичным паром (УППВ).

УППВ содержит трубопровод вторичного пара 1, соединенный с соплом пароструйного эжектора 2, приемная камера которого соединена с трубопроводом питательной воды, диффузор – с гидроциклоном 3, который состоит из цилиндрического корпуса 4, снабженным входным тангенциальным патрубком 5, расположенным вверху корпуса 4, шламовым патрубком 6, расположенным снизу корпуса 4, соединенного с коническим днищем 7, снабженным нижним выходным патрубком 8, внутри корпуса 4 устроена центральная труба 9, соединенная с верхним выходным патрубком 10, внизу корпуса 4, внутри него, коаксиально расположен кольцевой карман 11, образованный цилиндрическим кольцом 12, сообщающийся сверху с периферией полости корпуса 4, соединенный со шламовым патрубком 6, при этом тангенциальный патрубок 5 гидроциклона 3 соединен через трубопровод с диффузором эжектора 2, нижний выходной патрубок 8 соединен с питательным насосом 13 и экономайзером 14 котла 15.

УППВ работает следующим образом. Отбор пара после турбины по трубопроводу вторичного пара 1 с давлением и температурой Р_1п и t_1п в количестве G_п из сопла пароструйного эжектора 2 поступает в его приемную камеру, в которую из трубопровода питательной воды также поступает питательная вода после деаэратора в количестве G_1в (на фиг. 1,2 не показан) с давлением и температурой Р_1в и t_1в После смешения, конденсации пара в приемной камере и расширения нагретой воды в диффузоре эжектора 2 количество питательной воды увеличивается до G_2в=G_1п+G_1в, а давление и температура до Р_2в и t_2в, значения которых значительно выше, чем Р_1в и t_1в, но ниже, чем Р_1п и t_1п (Величина G_2в принимают большей требуемого количества питательной воды на величину потерь в гидроциклоне 3). Из эжектора 2 питательная вода поступает во входной тангенциальный патрубок 5 гидроциклона 3, в полости корпуса 4 которого происходит закручивание ее потока и под действием центробежных сил разделение на легкую (масляную фракцию), которая удаляется по центральной трубе 9 и верхнему выходному патрубку 10 в маслоотстойник–накопитель (на фиг. 1,2 не показан), тяжелую (шламовую) фракцию, которая прижимается к стенкам корпуса 4 и под действием силы сползает в кольцевой карман 11, откуда через шламовый патрубок 6 подается в шламонакопитель (на фиг. 1,2 не показан). Очищенная питательная вода из конического днища 7 гидроциклона 3 через нижний выходной патрубок 8 в количестве G_пв, равным требуемому количеству питательной воды поступает на всас питательного насоса 13, который при требуемом давлении и температуре t_2в подает ее в экономайзер 14 котла 15.

Параметры УППВ зависят от количества, давления, температуры и степени загрязненности вторичного пара. Оптимальное соотношение между количеством питательной воды после деаэратора и количеством вторичного пара находят из технико–экономического расчета.

Таким образом, использование, очищенного от вредных примесей, вторичного пара для подогрева питательной воды обеспечивает снижение расхода исходной воды, нагрузки на химводоочистку, повышает температуру питательной воды перед котлом, что снижает расход топлива, повышает ее давление перед питательным насосом, что снижает расход электроэнергии и, в конечном итоге, повышает эффективность работы паротурбинной установки в целом.