Дроссельно-охладительная установка

Полезная модель относится к области теплоэнергетики и может быть использована на технологических линиях ТЭЦ, ТЭС, ГРЭС для охлаждения пара до заданных параметров.
Известно дроссельно-охладительное устройство для регулирования температуры пара, содержащее паропровод, в котором размещен впрыскивающий узел, состоящий из центробежной форсунки, подключенной к водоподводящему патрубку, защитной рубашки и тонкостенных цилиндров, имеющих различный диаметр и установленных коаксиально внутри защитной рубашки с кольцевыми зазорами между собой, при этом форсунка снабжена коническим экраном (см. SU 1255806 А2, кл. F22G 5/12, 1986 г.).
Основным недостатком этого устройства является то, что впрыскивающий узел выполнен громоздким и загромождает сечение паропровода, что ухудшает его расходные характеристики, вызывает высокие шумы при работе.
Известно дроссельно-охладительное устройство, содержащее расположенную в трубопроводе камеру смешения, впрыскивающий узел, корпус которого расположен по оси трубопровода и соединен с выведенным из трубопровода коленом, соединенным с патрубком подвода охлаждающей воды (GB N 2320319 А, кл. F22G 5/12, опубл. 1998 г.).
Основным недостатком этой установки является неравномерность распыления воды в центральной части трубопровода, что ведет к менее эффективному охлаждению пара в центральной части, чем по периферии трубопровода.
Известно дроссельно-охладительное устройство, содержащее расположенную в трубопроводе камеру смешения с впрыскивающим устройством в ней, корпус которого снабжен по меньшей мере двумя рядами форсунок и установленным в нем с возможностью осевого перемещения регулирующим органом, выполненным в виде трубчатого элемента с проходными окнами, причем полость корпуса сообщена с каналом подвода охлаждающей воды, а регулирующий орган связан с приводным штоком (см. FR 2534352 Al, F22G 5/12, 1984 г.).
В этом известном устройстве осуществляется регулировка расхода воды через сопла за счет осевого перемещения регулирующего органа, однако регулирование температуры пара осуществляется в узком диапазоне.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является дроссельная охладительная установка, включающая расположенную в трубопроводе камеру смешения, впрыскивающий узел, корпус которого расположен по оси трубопровода и соединен с выведенным из трубопровода коленом, соединенным с патрубком подвода охлаждающей воды, которая снабжена внутрифакельным расширителем с центробежным завихрителем на конце, сообщенным с источником пара и ориентированным к выходу впрыскивающего узла, выполненного с центробежной форсункой (см. МПК F22G 5/12 описание изобретения к патенту №2 174 647 Российской Федерации, опубл. 10.10.2001 г.) - ближайший аналог.
К недостаткам известной дроссельно охладительной установки следует отнести низкие эксплуатационные характеристики, обусловленные длительным временем испарения жидкой фазы, забросом капель жидкости на внутренние стенки пароохладителя, большой длиной испарения.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является улучшение эксплуатационных характеристик.
Сущность технического решения заключается в том, что в дроссельно охладительной установке, включающей цилиндрический корпус с установленным по его оси трубчатым каналом подвода охлаждающей жидкости, снабженный конусным распылителем, трубчатый канал снабжен дополнительным каналом для подвода дополнительного потока охлаждающей жидкости, а на корпусе в зоне распыления и смешивания установлена перфорированная стенка.
Снабжение трубчатого канала дополнительным каналом для подвода охлаждающей жидкости позволяет подавать жидкость охлаждения без нагрева от пара, который образуется на длине прохождения трубопровода до форсунки, что обеспечивает подвод охлаждающей жидкости без нагрева и повышение интенсификации тепломассообменных процессов в пароохладителе.
Установка на корпусе в зоне распыления и смешивания перфорированной стенки позволяет ускорить время испарения жидкой фазы, что надежно защищает стенки пароохладителя от попадания на них неиспарившейся воды и позволяет повысить производительность по охлажденному пару на 12-18%, снизить производительность по впрыскиваемой воде на 5-8% (экономия ресурсов), снизить температуру на 7-12% (выше эффективность).
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежом, где изображена дроссельно охладительная установка в разрезе.
Дроссельно охладительная установка содержит цилиндрический корпус 1 с установленным по его оси трубчатым каналом 2 подвода охлаждающей жидкости, снабженный конусным распылителем 3. Трубчатый канал 2 снабжен дополнительным каналом 4 для подвода дополнительным потоком охлаждающей жидкости, а на корпусе 1 в зоне 5 распыления и смешивания установлена перфорированная перегородка 6.
Дроссельно охладительная установка работает следующим образом. Обрабатываемый поток перегретого пара низкого давления поступает на вход 7 корпуса 1 и перемещаясь внутри корпуса поступает в зону 5, в которую одновременно подаются по трубчатому каналу 2 охлаждающая вода, а по дополнительному каналу 4 - дополнительный поток охлаждающей воды, в результате чего происходит их распыление и смешивание в зоне 5 с прохождением и дополнительным смешиванием через перфорированную перегородку 6. На выходе 8 корпуса 1 дроссельно охладительной установки получается равномерно охлажденный пар требуемых параметров, например, давление охлажденного пара 2 МПа, его температура 350°С, расход: до 290 т/ч.
В зоне распыления форсунки, в которую подаются через два трубчатых канала охлаждающая вода и последующее прохождение через перфорированную перегородку, происходит комбинированное, физико-механическое воздействие на жидкость. Механическое воздействие на охлаждающую жидкость позволяет снизить поверхностное натяжение, вязкость и плотность, что существенно увеличивало скорость испарения жидкости. Физическое воздействие на охлаждающую жидкость существенно снизило выпадание влаги на стенке охладителя пара с исключением образования пленочного течения, что ведет к уменьшению длинны испарительного участка, увеличению интенсификации тепломассообмена между жидкой и паровой фазой, увеличению эффективности.
Применение заявляемой полезной модели позволит ускорить время испарения жидкой фазы, предотвратить заброс капель жидкости на внутренние стенки пароохладителя, сократить длину испарения, а также увеличить производительность по охлаждающему пару на 12-18%, снизить температуру на 7-12%, снизить давление на 2-5%, уменьшить размеры дроссельно охлаждающего устройства, повысить надежность работы за счет образования пленочного течения вдоль стенки корпуса пароохладителя.