УСТАНОВКА ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ И ОХЛАЖДЕНИЯ ПАРА

Полезная модель относится к теплотехнике и может быть использована в различных отраслях промышленности для технологических установок, в которых в качестве источника тепла применяется водяной пар.
Применение пара в качестве источника тепла для различных технологических установок является наиболее удобным и приемлемым. При этом пар отбирается из ТЭЦ или котельной. Однако во многих установках давление и температура питающего пара значительно превышают параметры пара, необходимые для нормального ведения технологического процесса. Для снижения давления и температуры пара до требуемых значений применяются редукционно-охладительные установки (РОУ). В них происходит дросселирование пара для снижения его давления. В результате этого избыточный потенциал питающего пара безвозвратно теряется в дросселирующем устройстве, что ведет к перерасходу пара.
Известен газоструйный компрессор, имеющий рабочее сопло, приемную камеру со штуцером входа инжектируемой среды, и камеру смешения, которая может быть с диффузором (Соколов Е.Я., Зингер Н.М. Струйные аппараты. М.: Энергоатомиздат, 1989. - С.35-36, рис.2.1). В данном устройстве давление рабочего потока (первичного пара) снижается на выходе из компрессора. Снижение давления происходит за счет подсасывания рабочим потоком инжектируемого потока, имеющего меньшее давление. При этом общий поток на выходе из компрессора имеет две составляющие: рабочий и инжектируемый потоки.
Недостатком известного устройства является то, что пар на выходе из газоструйного компрессора является перегретым, то есть имеет температуру, превышающую температуру насыщения пара при давлении, которое имеет пар на выходе из компрессора. Это объясняется влиянием первичного пара, имеющего при смешении высокую температуру.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является редукционно-охладительная установка, включающая паровой дроссельный клапан, охладитель пара с устройствами для впрыскивания и распыления воды (Робожев А.В. Редукционно-охладительные установки для тепловых и атомных электростанций. М.; Энергоатомиздат, 1984. - С.7, рис.1.1). В известной РОУ первичный пар дросселируется до требуемого давления в дроссельном клапане, после чего поступает в охладитель пара, в котором в него для охлаждения впрыскивается и распыляется вода. Таким образом, происходит снижение давления и температуры пара до необходимых значений. Данное устройство принято за прототип.
Недостаток известной РОУ состоит в том, что избыточный потенциал первичного пара безвозвратно теряется при дросселировании. Вследствие этого расход первичного пара возрастает.
Указанные недостатки известных установок стимулировали поиск новых технических решений.
Предложенное техническое решение направлено на решение задачи снижения давления и охлаждения пара без потерь потенциала первичного пара.
Решение технической задачи достигается тем, что в установке для снижения давления и охлаждения пара, состоящей из устройства для снижения давления пара, охладителя пара и размещенного в нем устройства впрыска и распыления в потоке пара воды, согласно полезной модели устройство для снижения давления пара выполнено в виде пароструйного компрессора, включающего рабочее сопло, приемную камеру со штуцером входа инжектируемого пара, камеру смешения и диффузор.
Заявленная установка для снижения давления и охлаждения пара соответствует критерию «новизна», так как из уровня техники не известны решения с такой же совокупностью существенных признаков, о чем свидетельствует анализ аналога и прототипа.
Полезная модель соответствует критерию «промышленная применимость», так как может быть использована в составе различных технологических установок, в которых в качестве источника тепла применяется водяной пар. Все признаки полезной модели выполнимы и воспроизводимы. Они используются для достижения ожидаемого технического результата в полном объеме.
Рассмотрим подробнее необходимость и достаточность отличительных признаков заявляемого технического решения.
Заявленная совокупность признаков предлагаемого технического решения, в частности, применение в качестве устройства для снижения давления пара пароструйного компрессора позволяет полностью использовать высокий потенциал первичного пара, проявляющийся в его высоком давлении, для подсасывания инжектируемого пара. При этом энергия первичного пара в пароструйном компрессоре расходуется для подсасывания инжектируемого пара с низким давлением и повышения его давления до требуемых значений. В результате из компрессора выходит пар с необходимыми давлением и расходом. Причем, поток пара на выходе из компрессора имеет две составляющие: рабочий и инжектируемый потоки. Благодаря этому расход первичного пара снижается в зависимости от коэффициента инжекции компрессора.
После компрессора пар низкого давления охлаждается путем впрыска и распыления в него определенного объема воды. Температура пара регулируется изменением объема впрыскиваемой охлаждающей воды. Таким образом, на выходе из заявленной установки имеется пар с требуемыми давлением и температурой.
Технический результат применения заявленного технического решения заключается в существенном снижении расхода пара и сохранении высокого потенциала первичного пара высокого давления.
Схема заявленной установки для снижения давления и охлаждения пара, показана на фиг.1.
Установка содержит пароструйный компрессор 1, состоящий из рабочего сопла 2, приемной камеры 3 со штуцером входа 4 инжектируемого пара, камеры смешения 5 и диффузора 6. К диффузору 6 присоединен охладитель пара 7, в котором размещено устройство 8 впрыска и распыления определенного объема воды. К рабочему соплу 2 подведен паропровод пара высокого давления 9, к штуцеру входа 4 подведен паропровод инжектируемого пара 10, к устройству 8 впрыска и распыливания воды - трубопровод 11, а из охладителя пара 7 выведен паропровод 12 охлажденного пара низкого давления.
Устройство работает следующим образом.
Первичный пар высокого давления подается в рабочее сопло 2 пароструйного компрессора 1 по паропроводу 9. Первичный пар из рабочего сопла 2 выходит в приемную камеру 3, в которой имеется штуцер входа инжектируемого пара 4. По паропроводу 10 через штуцер 4 в приемную камеру 3 подсасывается инжектируемый пар. Смешанный поток первичного и инжектируемой пара из приемной камеры 3 компрессора 1 входит в камеру смешения 5. В камере смешения 5 происходит снижение давления первичного пара и увеличение давления инжектируемого пара до необходимого значения давления, которое должно быть на выходе из заявленной установки.
К диффузору 6 компрессора 1 присоединен охладитель пара 7, в котором размещено устройство 8 для впрыска и распыления определенного объема воды в потоке пара. Вода подается к устройству 8 по трубопроводу 11. Из установки выходит охлажденный пар низкого давления по паропроводу 12.
Заявленная установка для снижения давления и охлаждения пара позволяет полностью использовать высокий потенциал первичного пара высокого давления. Благодаря этому происходит снижение расхода пара в зависимости от коэффициента инжекции струйного компрессора по сравнению с прототипом на 5-30%.