ПАРОГЕНЕРАТОР С АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПОДАЧЕЙ ВОДЫ ЗА СЧЕТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДАВЛЕНИЕ ПАРА
STEAM GENERATOR WITH AUTOMATIC WATER SUPPLY DUE TO STEAM PRESSURE USE

Область техники
Настоящее изобретение относится к парогенератору с автоматической подачей воды за счет использования давления пара, способному генерировать оптимальное разрежение внутри напорного бака подачи воды с использованием давления пара и непрерывно вырабатывать необходимое количество пара, плавно подавая воду в напорный бак подачи воды под действием мощной силы всасывания, образованной разрежением.
Предшествующий уровень техники
Парогенератор выполняют так, что датчик уровня воды, определяющий уровень воды, устанавливают в барабане, который помогает генерировать и удерживать пар за счет нагрева воды с использованием различных источников энергии (нагреватель, тепло уходящих газов и т.д.). Если уровень воды снижается и достигает минимального значения уровня воды в барабане, датчик уровня воды определяет это положение, и регулирующий клапан подачи воды, установленный на трубке подачи воды, автоматически открывается, за счет чего вода подается в барабан.
Вышеописанный известный парогенератор требует наличия дополнительного насоса с электроприводом для подачи подпиточной воды в барабан, кроме тех случаев, когда вода подается под естественным давлением, образованным за счет разницы уровня между верхним и нижним положением, если бак подачи воды установлен выше барабана.
Когда внутри барабана образуется высокое давление, то даже при верхнем расположении бака подачи воды, подача воды не будет происходить должным образом. Поэтому для преодоления вышеуказанных недостатков, необходимо установить мощный электронасос, что требует значительных затрат, а также увеличивает потребление электроэнергии, необходимой для пуска и работы электронасоса, таким образом, сложно достичь высокой энергетической эффективности и качества работы, а техническое обслуживание таких средств увеличивает затраты.
Поэтому необходимо достаточно быстро разработать технологию генерирования оптимального разрежения внутри напорного бака подачи воды и плавной подачи воды в напорный бак подачи воды под действием мощной силы всасывания, образованной разрежением.
Раскрытие изобретения
Соответственно, целью настоящего изобретения является обеспечение парогенератора с автоматической подачей воды за счет использования давления пара, способного регулировать вакуумное разрежение до оптимального состояния за счет впуска необходимого количества воздуха из окружающего пространства через воздушный канал во время генерирования разрежения внутри напорного бака подачи воды.
Другой целью настоящего изобретения является обеспечение парогенератора с автоматической подачей воды за счет использования давления пара, способного регулировать вакуумное разрежение до оптимального состояния за счет регулирования времени образования разрежения внутри напорного бака подачи воды.
Для достижения вышеуказанных целей, обеспечивается парогенератор с автоматической подачей воды за счет использования давления пара, в котором бак сбора конденсированной воды, выполненный с возможностью собирать отработанный пар, соединен с напорным баком подачи воды трубкой подпиточной воды, на которой установлен регулирующий клапан подпиточной воды, а также напорный бак подачи воды соединен с парогенератором трубкой подачи пара под давлением, на которой установлен регулирующий клапан давления подачи, при этом напорный бак подачи воды соединен с парогенератором или с узлом использования подаваемой воды с помощью трубки подачи воды, на которой установлен регулирующий клапан подачи воды. Воздушный канал с регулирующим клапаном разрежения выполнен в виде ответвления и закреплен на трубке подпиточной воды.
Дополнительно, распылительная трубка хладагента, выполненная с возможностью распыления хладагента внутрь напорного бака подачи воды, может быть вставлена в напорный бак подачи воды.
Преимущества
Настоящее изобретение обеспечивает генерацию разрежения внутри напорного бака подачи воды, используя давление пара для всасывания воды из бака сбора конденсированной воды под действием мощной силы всасывания, образованной разрежением, и автоматическую подпитку напорного бака подачи воды с плавной подачей воды из напорного бака подачи воды в парогенератор, что обеспечивает непрерывную и качественную подачу необходимого количества пара.
Также, даже при том, что достигаются вышеописанные преимущества, здесь нет необходимости использования различных видов мощных насосов, как в предшествующем уровне техники, поэтому стоимость может быть снижена, а также предотвращается излишнее энергопотребление, за счет чего повышается эффективность и качество работы, а затраты снижаются.
Также, недостатки предшествующего уровня техники, связанные с возникновением разрежения даже внутри барабана, могут быть преодолены по настоящему изобретению за счет простого регулирования степени разрежения внутри напорного бака подачи воды, тем самым обеспечивая постоянный уровень разрежения.
Краткое описание фигур чертежей
Фиг.1 - блок-схема, иллюстрирующая полную конструкцию парогенератора с автоматической подачей воды за счет использования давления пара по настоящему изобретению.
Фиг.2 - вид в вертикальном разрезе, иллюстрирующий бак сбора конденсированной воды, напорный бак подачи воды и воздушный канал в смонтированном состоянии по настоящему изобретению.
Фиг.3 - увеличенный вид в разрезе, иллюстрирующий воздушный канал в смонтированном состоянии по настоящему изобретению.
Фиг.4-6 - виды сверху, иллюстрирующие варианты установки трубки подпиточной воды, установленной в баке сбора конденсированной воды по настоящему изобретению.
Фиг.7 - увеличенный вид в разрезе, иллюстрирующий вариант, в котором распылительная трубка хладагента установлена в напорном баке подачи воды по настоящему изобретению.
Фиг.8 - вид в вертикальном разрезе, иллюстрирующий вариант, в котором охлаждающая рубашка выполнена в виде двойной стенки с внешней стороны напорного бака подачи воды по настоящему изобретению.
Фиг.9 - увеличенный вид в разрезе, иллюстрирующий вариант, в котором датчик температуры или датчик давления установлен на напорном баке подачи воды по настоящему изобретению.
Фиг.10 - вертикальный вид с частичным вырезом, иллюстрирующий вариант, в котором охлаждающие ребра установлены на внешней поверхности напорного бака подачи воды по настоящему изобретению.
Фиг.11 - блок-схема, иллюстрирующая полную конструкцию по другому варианту осуществления настоящего изобретения.
Лучшие варианты осуществления изобретения
Предпочтительные варианты всей конструкции по настоящему изобретению далее будут описаны более подробно. Здесь обеспечиваются: бак сбора конденсированной воды 20 для сбора отработанного пара; напорный бак подачи воды 30, соединенный с баком сбора конденсированной воды 20 через трубку подпиточной воды 21; трубка подачи пара под давлением 40, установленная между напорным баком подачи воды 30 и парогенератором 10; трубка подачи воды 50, установленная между напорным баком подачи воды 30 и парогенератором 10; регулирующий клапан подпиточной воды 60, установленный в магистрали трубки подачи подпиточной воды 21; регулирующий клапан давления подачи 70, установленный в магистрали трубки подачи пара под давлением 40; регулирующий клапан подачи воды 80, установленный в магистрали трубки подачи воды 50; и воздушный канал 90, выполненный в виде ответвления на трубке подпиточной воды 21 с возможностью регулирования разрежения внутри напорного бака подачи воды 30 и имеющий регулировочный клапан разрежения 95, установленные в магистрали ответвления. Все вышеперечисленные элементы соединены между собой обычным образом.
Также, распылительная трубка хладагента 90 вставлена в верхнюю часть напорного бака подачи воды 30, при этом распылительная трубка 90 выполнена с возможностью автоматического распыления хладагента, когда пар под давлением, находящийся в паровом слое 31 напорного бака подачи воды 30, полностью выпускается в бак сбора конденсированной воды 20.
Парогенератор 10 по настоящему изобретению служит для генерирования и удерживания пара за счет нагревания воды с использованием различных источников энергии, например от нагревателя, установленного внутри, от энергии уходящих газов или за счет отбора энергии энергоустановки.
Пар, генерируемый в парогенераторе 10, разово используется для различных целей, отработанный пар полностью собирается в баке сбора конденсированной воды 20, тем самым минимизируются потери энергии. Бак сбора конденсированной воды 20 соединен с напорным баком подачи воды 30 трубкой подачи воды 21 для подпитки конденсированной водой из бака сбора конденсированной воды 20 напорного бака подачи воды 30. Трубка подачи воды 22 с регулировочным клапаном уровня 22a вставлена внутрь так, чтобы подпитка конденсированной водой могла осуществляться в зависимости от количества естественно образующегося пара в баке сбора конденсированной воды 20.
Как показано на фиг.1 и 2, трубка подачи пара под давлением 40 соединена и установлена между напорным баком подачи воды 30 и парогенератором 10, а трубка подачи воды 50 соединена и установлена между напорным баком подачи воды 30 и парогенератором 10 так, чтобы часть пара под давлением могла поступать в напорный бак подачи воды 30.
Настоящее изобретение характеризуется тем, что пар под давлением, сохраняемый в парогенераторе 10, подается в напорный бак подачи воды 30, в результате чего давление внутри парогенератора 10 сравнивается с давлением внутри напорного бака подачи воды 30 для более эффективной подачи воды, находящейся в напорном баке подачи воды 30, за счет этого в парогенераторе 10 с вышеописанным процессом не требуются мощные насосы.
В магистрали трубки подпиточной воды 21 установлен регулирующий клапан подпиточной воды 60, в магистрали трубки подачи пара под давлением 40 установлен регулирующий клапан давления подачи 70, а в магистрали трубки подачи воды 50 установлен регулирующий клапан подачи воды 80, таким образом поток в любой магистрали может быть автоматически закрыт или открыт, в зависимости от команды контроллера, что значительно облегчает использование.
Как показано на фиг.2, с одной стороны трубка подпиточной воды 21 по настоящему изобретению соединена с верхней частью напорного бака подачи воды 30, а с другой стороны входит внутрь бака сбора конденсированной воды 20, причем передний конец ее участка, входящего внутрь бака сбора конденсированной воды, выполнен открытым.
Как показано на фиг.4, другая сторона трубки подпиточной воды 21 по настоящему изобретению входит внутрь бака сбора конденсированной воды 20, причем передний конец ее участка, входящего внутрь бака сбора конденсированной воды, выполнен закрытым, а на внешней поверхности этого участка выполнено множество сопловых отверстий 21a с равным шагом.
Как показано на фиг.5, другая сторона трубки подпиточной воды 21 по настоящему изобретению входит внутрь бака сбора конденсированной воды 20, при этом имеется выпускной и всасывающий коллектор 24, передний конец которого закрыт, а другой конец которого соединен с переходником 23, установленным на переднем конце участка трубки подпиточной воды, входящей внутрь бака сбора конденсированной воды, причем на внешней поверхности выпускного и всасывающего коллектора 24 выполнено множество сопловых отверстий 24a.
Как показано на фиг.6, другая сторона трубки подпиточной воды 21 по настоящему изобретению входит внутрь бака сбора конденсированной воды 20, при этом передний конец участка трубки подпиточной воды, входящей внутрь бака сбора конденсированной воды, соединен с тройником 25, два других патрубка которого соединены с выпускным и всасывающим коллектором 26, на внешней поверхности которого выполнено множество сопловых отверстий 26a.
Множество сопловых отверстий 21a, 24a и 26a выполнены с целью предотвращения резкого выпуска пара под давлением для исключения явления флуктуации воды и шума, возникающих при подаче пара под давлением в бак сбора конденсированной воды 20. Когда пар под давлением распределяется и выпускается равномерно внутри бака сбора конденсированной воды 20 через небольшие сопловые отверстия 21a, 24a и 26a, то снижаются флуктуация воды и шум, а также эффективно предотвращается вытекание воды наружу.
По настоящему изобретению, одним из вариантов решения недостатка, при котором разрежение остается даже после всасывания достаточного количества подпиточной воды из бака сбора конденсированной воды 20, когда разрежение, образованное в напорном баке подачи воды 30, слишком велико, является установка воздушного канала 90 на трубке подпиточной воды 21 в виде ответвления, при этом регулирующий клапан разрежения 95 устанавливают в магистрали воздушного канала 90.
Воздушный канал 90 служит для выпуска части пара под давлением наружу, когда пар под давлением, находящийся в паровом слое 31 напорного бака подачи воды 30, выпускается в бак сбора конденсированной воды 20 через трубку подпиточной воды 21, а также служит для впуска воздуха из окружающей среды при образовании разрежения внутри напорного бака подачи воды 30 для снижения разрежения, таким образом достигается оптимальная степень разрежения.
Дополнительно, регулирующий клапан разрежения 95 помогает легко регулировать степень разрежения, регулируя количество впускаемого воздуха за счет открытия или закрытия этого клапана.
Таким образом, воздушный канал 90 установлен в магистрали трубки подпиточной воды 21, но его положение не ограничивается вышеописанным. По настоящему изобретению, он установлен в магистрали трубки подпиточной воды 21, находящейся внутри бака сбора конденсированной воды 20, поэтому пар под давлением, выходящий через воздушный канал 90, не выпускается в окружающую среду, а собирается внутри бака сбора конденсированной воды 20 для уменьшения потерь энергии. В частности, впускной воздушный патрубок 91, выполненный в верхней части воздушного канала 90, выведен в воздушный слой 20a внутри бака сбора конденсированной воды 20, за счет чего возможно плавно впускать воздух в воздушный слой 20a при создании разрежения внутри напорного бака подачи воды 30.
По настоящему изобретению, возможно дополнительно уменьшить время образования разрежения внутри напорного бака подачи воды 30 для более быстрой подачи подпиточной воды. Как показано на фиг.7, дополнительная распылительная трубка хладагента 98 вставлена в верхнюю часть напорного бака подачи воды 30, при этом на нижней части распылительной трубки хладагента 98 выполнена распылительная форсунка 99.
Поэтому, когда пар под давлением, находящийся в паровом слое 31 напорного бака подачи воды 30, полностью выпускается в бак сбора конденсированной воды 20, распылительная форсунка 99 распылительной трубки хладагента 98 автоматически распыляет хладагент, тем самым ускоряется конденсация и эффективно и в значительной степени снижается время образования разрежения.
В качестве альтернативного способа снижения времени образования разрежения в напорном баке подачи воды 30 по настоящему изобретению, вместо распылительной трубки хладагента 98, используется охлаждающая рубашка 100 с охлаждающей камерой 101, как показано на фиг.8, которая выполнена за счет двойной стенки с внешней стороны напорного бака подачи воды 30, при этом охлаждающая рубашка 100 с двух сторон соединена с трубкой подачи хладагента 102, поэтому конденсация хладагента, подающегося через распылительную трубку подачи хладагента 102, ускоряется за счет теплообмена при прохождении через охлаждающую камеру 101, для снижения времени образования разрежения.
Также, настоящее изобретение также характеризуется тем, что, как показано на фиг.9, в напорном баке подачи воды 30 дополнительно могут быть установлены датчик температуры 110 или датчик давления 115, с помощью которых возможно своевременно распылять хладагент с помощью передачи управляющего сигнала контроллера для своевременного распыления хладагента, когда датчик температуры 110 или датчик давления 115 обнаружит заданное значение, когда сжатый пар, находящийся в паровом слое 31 напорного бака подачи воды 30, полностью перейдет в бак сбора конденсированной воды 20.
Дополнительно, как показано на фиг.10, настоящее изобретение обеспечивает еще один способ для снижения времени образования разрежения внутри напорного бака подачи воды 30, при котором вместо распылительной трубки хладагента 98 могут быть выполнены охлаждающие ребра 120, выступающие в радиальном направлении на внешней поверхности напорного бака подачи воды 30, за счет чего увеличивается эффективность охлаждения и ускоряется конденсация, что в свою очередь снижает время образования разрежения.
В вышеописанной конструкции по настоящему изобретению, часть пара под давлением подается в напорный бак подачи воды 30, при этом вода, находящаяся в напорном баке подачи воды 30, может плавно подаваться в парогенератор 10, и если уровень воды в напорном баке подачи воды 30 уменьшается, подпиточная вода мгновенно поступает из бака сбора конденсированной воды 20.
При этом, когда регулирующий клапан подпиточной воды 60, установленный в магистрали трубки подпиточной воды 21, открывается, пар под высоким давлением, находящийся в паровом слое 31 напорного бака подачи воды 30, тут же поступает в бак сбора конденсированной воды 20 через трубку подпиточной воды 21, либо, как показано на фиг.4, через сопловые отверстия 21a, выполненные на трубке подпиточной воды 21, либо, как показано на фиг.5 и 6, через дополнительный выпускной и всасывающий коллектор 24 или 26.
Как только пар под высоким давлением выпускается, температура бака сбора конденсированной воды 20 увеличивается, в то время как температура парового слоя 31 напорного бака подачи воды 30 уменьшается, в результате чего происходит явление перехода в жидкую фазу, в результате чего образуется разрежение.
Вода из бака сбора конденсированной воды 20 всасывается под действием мощной всасывающей силы, образованной разрежением, либо она может всасываться через сопловые отверстия 21a, выполненные на трубке подпиточной воды 21, либо она может всасываться через выпускной и всасывающий коллектор 24 и 26, таким образом вода может автоматически пополнять напорный бак подачи воды 30.
По настоящему изобретению, когда пар под давлением, находящийся в паровом слое 31 напорного бака подачи воды 30, полностью переходит в бак сбора конденсированной воды 20, распылительная форсунка 99 распылительной трубки 90 автоматически распыляет хладагент для ускорения перехода в жидкую фазу, за счет чего эффективно и в значительной степени сокращается время образования разрежения.
Когда вода в напорном баке подачи воды 30 достигает верхнего предельного уровня, регулирующий клапан подпиточной воды 60 автоматически закрывается, таем самым прекращается подача подпиточной воды.