ДЕАЭРАТОР

Полезная модель относится к области энергетики и может быть использовано на тепловых и атомных электростанциях с паротурбинным циклом выработки электроэнергии.
Известен деаэратор (см. В.М.Зорин. Атомные электростанции. Основной технологический процесс. М. Издательский дом МЭИ, 2008 г., 304 с., с ил.), представляет собой стальную цилиндрическую емкость - бак-аккумулятор с днищами, имеющими люки-лазы. Нижняя часть бака-аккумулятора заполнена деаэрированной водой, а верхняя образует подпотолочное пространство. Ось бака-аккумулятора расположена горизонтально. К верхней части бака-аккумулятора со смещением к торцам крепятся деаэраторнные колонки, ось которых вертикальна и образует прямой угол с осью бака-аккумулятора. Патрубок отвода деаэрированной воды из бака-аккумулятора находится посередине в нижней части бака-аккамулятора. Ось патрубка расположена вертикально. В деаэраторнные колонки вводится питательная вода через патрубок и пар через другой патрубок. К верхней части деаэраторной колонок присоединен патрубок выхлопа паровоздушной смеси. К верхней части бака-аккумулятора с произвольным выбором места крепится патрубок предохранительного клапана. Для организации циркуляции воды в баке-аккумуляторе устроены выгородки, имеющие отверстия для перетока пара вверху и для перетока деаэрированной воды внизу. Нижняя часть выгородок отогнута в сторону деаэраторнных колонок.
Деаэратор, предназначен для удаления растворенных в конденсате газов и, прежде всего, кислорода. Основным и единственным назначением емкости является хранение запаса обескислороженной питательной воды. Практически весь шлам, поступающий в деаэратор с конденсатом, попадает в парогенерирующую часть энергоблока. Таким образом, данный деаэратор хотя и предназначен для удаления газов (в том числе, и водорода) из конденсата, он, тем не менее, не решает проблему, связанную с накоплением шлама и возникновением подшламовой коррзии.
Недостатком такого устройства является низкая надежность и малый ресурс оборудования атомных и тепловых электростанций.
Техническая задача полезной модели заключается в повышении надежности и увеличении ресурса оборудования атомных и тепловых электростанций и расширение функциональных возможностей.
Эта задача достигается тем, что известный деаэратор, содержащий бак-аккумулятор, деаэраторные колонки, с патрубками для подачи конденсата и для ввода пара, расположенные по краям верхней части бака-аккумулятора, а также патрубки для отвода парогазовой смеси из деаэраторной колонки, патрубок для отвода деаэрированного конденсата в питательный тракт, люки-лазы и предохранительный клапан, снабжен приямками для сбора шлама с патрубками для его отвода, выполненными у торцов в нижних частях бака-аккумулятора, проходное сечение деаэраторных колонок перекрыто, установленными под углом 10°≥α≥5° и не более и направленными в сторону расположения приямков наклонными листами, которые снабжены, по крайней мере, одним продольным и по крайней мере, двумя поперечными ребрами жесткости, присоединенными к стенкам бака-аккумулятора, также в баке-аккумуляторе установлены потолочные выгородки с отверстиями, ребрами жесткости, придонные выгородки с отверстиями и со своими ребрами жесткости, при этом бак-аккумулятор, выполнен так, что его средняя часть приподнята таким образом, что его горизонтальные осевые линии находятся под углом β, выбранным из условия 10°≥β≥5° к вертикальным осевым линиям деаэраторнных колонок, патрубок для отвода конденсата расположен в приподнятой части бака-аккумулятора, днища и изготовлены из магнитомягкого конструкционного сплава.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором представлена структурная схема деаэратора.
Деаэратор содержит деаэраторные колонки 1 с патрубками для подачи конденсата 2 и для ввода пара 3, а также патрубки 4 для отвода парогазовой смеси из деаэраторной колонки 1, бак-аккумулятор 5 с патрубком 6 для отвода конденсата из бака-аккумулятора 1 и удаления из приямков 7 через патрубки 8 шлама на спецочистку, а также наклонные листы 9 с ребрами жесткости 10, потолочные выгородки 11 и 12 с отверстием 13 и ребрами жесткости 14, придонные выгородки 15, 16 с отверстием 17 и ребрами жесткости 18, патрубок 6 для отвода деаэрированного конденсата на всас питательного насоса. Объем бака-аккумулятора 5 ограничен сферическими днищами 19 и 20, имеющими лками-лазами, соответственно 21 и 22 для доступа ремонтного персонала. Бак-аккумулятор 5, днища 19 и 20 изготовлены из магнитомягкого конструкционного сплава для возможной установки устройства магнитной сепарации электростатически заряженных примесей деаэрированного конденсата. На фиг. Показаны осевые линии 23 деаэраторных колонок, линии тока воды 24 из деаэраторных колонок, осевые линии 25 бака-аккумулятора, предохранительный клапан 26, для отвода воздуха).
Деаэратор работает следующим образом:
В верхнюю часть деаэраторных колонок 1 через патрубки 2 подается конденсат, прошедший по конденсатному тракту от конденсатора турбины через блочную обессоливающую установку и подогреватели низкого давления. Этот конденсат дробится на струи и капли внутри корпусными конструкциями деаэраторных колонок 1. Навстречу конденсату поднимается греющий пар, подводимый в нижнюю часть деаэраторных колонок 1 через патрубки 3. При этом конденсат прогревается до температуры насыщения и из него выделяются атмосферные газы (присосы воздуха через неплотности в запорно-регулирующей арматуре и кислород, поступающий через неплотности в конденсаторе с охлаждающей водой из природных или искусственных водоемов).
Образующаяся в деаэраторных колонках 1 парогазовая смесь через выхлопы 4 отводится в конденсатор, а деаэрированный конденсат вместе со шламом стекает в бак-аккумулятор 5. В связи с тем, что вертикальные осевые линии 23 деаэрационных колонок и патрубка 6 бака-аккумулятора 5 разнесены между собой, «маршрут» движения обескислороженного в деаэраторных колонках 1 конденсата до парогенерирующей части энергоблока приводит к тому, что в парогенерирующую часть энергоблока поступает конденсат уже значительно очищенный от шлама. Для того, чтобы увеличить степень очистки конденсата от шлама наклон, горизонтальные осевые линии 26 обоих частей бака-аккумулятора 5 располагается под уклоном в сторону приямков 7 под углом α, выбранном из соотношения 10°≥α≥5°.
При этом вертикальная осевая линия 23 деаэрационных колонок 1 будет расположена под углом 10°≥β≥5° к горизонтальной оси 26 бака-аккумулятора 5. «Наклонное» расположение сдвоенного бака-аккумулятора 5 обеспечит «сползание» шлама в сторону приямков 7. Причем, как показали эксперименты, «сползание» шлама в баке 5 деаэратора происходит при угле наклона 10°≥β≥5°. Отделяемый от конденсата шлам скапливается на дне бака-аккумулятора 5. Это может привести к тому, что рано или поздно он начнет засасываться в патрубок 6. Чтобы этого избежать, патрубок 6 должен быть расположен в «приподнятой» части бака-аккумулятора 5, в днищах других частей бака 5 предлагается выполнить приямки 7 с патрубками 8 для удаления шлама.
Увеличить степень очистки конденсата от шлама можно путем перекрытие проходного сечения деаэраторных колонок 1, установленными под углом α≥5° и направленными в сторону расположения приямков 7 бака-аккумулятора 5 наклонными листами 9. Наклонные листы 9, снабженные, по крайней мере, одним продольным 23 и, по крайней мере, двумя поперечными 10 ребрами жесткости, присоединенными к стенкам бака-аккумулятора 5 для предотвращения вибрации, а также сферическое днище 19, 20 и приямки 7 образуют центробежную зону сепарации и отвода шлама из поступающего из деаэраторных колонок 1 деаэрированного конденсата.
Из зоны центробежной сепарации частично очищенный деаэрированный конденсат направляется в зону гравитационного осаждения шлама, образованную установленными между патрубком 6 и выходным отверстием из деаэраторных колонок 1 потолочными выгородками 12 с отверстиями 13, придонными выгородками 15, 16 с отверстиями 17, которые препятствуют продвижению шлама, поступающего в бака-аккумулятор 5 вместе с конденсатом из деаэраторных колонок 1.
Использование полезной модели обеспечивает повышение надежности и увеличение ресурса оборудования атомных и тепловых электростанций с расширением функциональных возможностей.