СМЕШИВАЮЩИЙ ПОДОГРЕВАТЕЛЬ СИСТЕМ РЕГЕНЕРАЦИИ ПАРОВЫХ ТУРБИН
MIXING HEATER OF REGENERATION SYSTEMS OF STEAM TURBINES

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в системах регенерации паровых турбин.
Известен регенеративный подогреватель паровой турбины, содержащий заключенные в корпусе перфорированные тарелки, патрубок подвода пара, патрубок подвода конденсата, патрубок отвода конденсата, центральный паровой канал, патрубок отвода паровоздушной смеси (SU 665179 А1, МПК F22D 1/32, опубликовано 30.05.1979 г.).
Недостатком известного подогревателя является необходимость увеличения габаритов центрального парового канала и установленного на нем обратного клапана в случае повышения производительности, а также отсутствие деаэрационного устройства.
Известен регенеративный подогреватель паровой турбины, содержащий заключенные в корпусе отсек нагрева с перфорированными тарелками, патрубок подвода пара с обратными клапанами, патрубок подвода конденсата, центральный паровой канал, камеру отвода паровоздушной смеси (SU 953363 А1, МПК F22D 1/32, опубликовано 23.08.1982 г.).
По совокупности признаков это известное техническое решение является наиболее близким к заявляемому и принято за прототип.
Недостатком известного подогревателя, принятого за прототип, является сложная система принудительного закрытия обратных клапанов, расположенных на концах патрубков подвода пара, не оптимальный отвод паровоздушной смеси и отсутствие в подогревателе деаэрационного устройства.
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. При этом предлагаемое техническое решение не вытекает явным для специалиста образом из известного уровня техники и определенного заявителем.
Заявленное решение позволяет уменьшить металлоемкость, обеспечить стабильную работу подогревателя и придать ему деаэрационную способность, следовательно, улучшить водно-химический режим, повысить надежность и эффективность работы энергоблока в целом за счет исключения сложных и металлоемких узлов и внесения в подогреватель необходимого деаэрационного устройства и сборного коллектора паровоздушной смеси.
Предложен смешивающий подогреватель систем регенерации паровых турбин, включающий расположенные в корпусе отсек нагрева, паровую камеру с патрубками подвода пара с установленными на их концах обратными паровыми клапанами и центральный паровой канал с нижней перфорированной тарелкой, водяную камеру с расположенными в ней патрубком подвода конденсата и верхней перфорированной тарелкой, отделенный перегородкой с уравнительными трубами конденсатосборник с трубой аварийного перелива и расположеным над ней обтекателем, а также патрубком отвода конденсата, при этом концы патрубков подвода пара выполнены со скосами, при этом на перегородке установлена воронка для слива конденсата в конденсатосборник, ось которой совпадает с осью подогревателя, причем в верхней части подогревателя расположен сборный коллектор паровоздушной смеси, а водяная камера установлена в корпусе подогревателя с кольцевым зазором, при этом водяная камера, центральный паровой канал и нижняя перфорированная тарелка соединены в единый блок, кроме того, в конденсатосборнике расположено деаэрационное устройство барботажного типа с коллектором подвода пара.
Изобретение иллюстрируется чертежом, где изображен смешивающий регенеративный подогреватель в разрезе.
Подогреватель имеет корпус 1, разделенный перегородкой 2 на собственно отсек нагрева 3 и конденсатосборник 4. В верхней части подогревателя расположена паровая камера 5, имеющая патрубок подвода пара 6 из отбора турбины. На концах патрубков подвода пара 6 (внутри аппарата) расположены обратные клапаны 8 в виде свободных подвижных захлопок (без дополнительных устройств закрытия). Для предотвращения появления в подогревателе посторонних ударов и звуков, а также для более плотного закрытия обратных клапанов 8 концы патрубков подвода пара 6 выполнены со скосами. Для более равномерного отвода паровоздушной смеси в подогревателе установлен сборный коллектор паровоздушной смеси 7. Паровая камера 5 соединена с зоной нагрева конденсата центральным паровым каналом 9, на нижнем конце которого закреплена нижняя перфорированная тарелка 10. Ниже паровой камеры 5 расположена кольцевая водяная камера 11 с патрубком подвода основного конденсата 12. Водяная камера 11 образует совместно с корпусом 1 кольцевой канал. Днище водяной камеры 11 имеет кольцевую перфорацию и является верхней тарелкой 13. Водяная камера 11, центральный паровой канал 9 и нижняя перфорированная тарелка 10 соединены в единый блок. Перегородка 2, разделяющая отсек нагрева 3 и конденсатосборник 4, состоит из горизонтального листа 14 и сопряженного с ним конуса 15. На перегородке установлены уравнительные патрубки 16 и труба аварийного перелива конденсата 17, над которой расположен отбойник 18. Между трубой аварийного перелива 17 и конусом перегородки 15 имеется кольцевой сужающийся канал для слива конденсата в конденсатосборник 4. Расположенное в конденсатосборнике 4 деаэрационное устройство 19 представленно в виде барботажного устройства. Оно состоит из кольцевого перфорированного листа 20, расположенного внутри цилиндрической обечайки 21. Под перфорированный лист предусмотрена подача пара с помощью перфорированного кругового коллектора 22. Отвод конденсата из подогревателя осуществляется через патрубок отвода конденсата 23. В подогревателе может быть несколько патрубков подвода пара и основного конденсата, а также подогреватель может быть исполнен с плоскими, коническими и эллиптическими днищами.
Смешивающий регенеративный подогреватель работает следующим образом. Основной конденсат поступает в водяную камеру 11. Через перфорацию верхней тарелки 13 он сливается на нижнюю тарелку 10, образуя верхний струйный каскад. Через перфорацию нижней тарелки 10 основной конденсат сливается на разделительную перегородку 2, образуя нижний струйный каскад. Через кольцевой канал в разделительной перегородке 2 основной конденсат сливается в конденсатосборник 4 и после обработки в деаэрацонном устройстве 19 отводится из подогревателя через патрубок отвода конденсата 23. Греющий пар из отбора турбины поступает в паровую камеру 5 через паровые патрубки 6 со встроенными обратными клапанами 8. Полное или частичное закрытие обратного парового клапана, при повышении давления в корпусе 1, осуществляется за счет появления разности давления в корпусе 1 подогревателя и паропроводе отбора турбины. Далее пар по центральному паровому каналу 9 поступает к нижнему струйному каскаду. Паровой поток пересекает струйный каскад от центра к периферии и частично конденсируется, нагревая воду до температуры насыщения. После нижнего струйного каскада пар поступает к верхнему струйному каскаду. Пересекая струи верхнего струйного каскада, пар движется от периферии к центру, где и заканчивается конденсация его основной массы. Оставшаяся часть пара поступает в паровое пространство водяной камеры 11, где конденсируется на поверхности слоя конденсата верхней тарелки 13. Оставшаяся несконденсированная часть пара вместе с воздухом через сборный коллектор отвода паровоздушной смеси 7 отводится из подогревателя. Пар, поступающий на деаэрационное устройство 19, создает паровую «подушку» под барботажным листом 20. При проходе через перфорацию барботажного листа 20 пар частично перегревает конденсат и создает его интенсивную циркуляцию, что обеспечивает необходимые условия его деаэрации. Далее барботажный пар через уравнительные патрубки 16 в перегородке выходит в отсек нагрева 3 и смешивается с основным потоком пара под нижним струйным каскадом.