ТЕПЛОВАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ
THERMAL POWER PLANT

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на тепловых электрических станциях.
Известна тепловая электрическая станция по патенту РФ №2469196, содержащая конденсатор паровой турбины, декарбонизатор с воздуховодом, в который включены воздухоподогреватель и вентилятор, систему оборотного водоснабжения, включающую градирню, водоприемный колодец, самотечный водовод, циркуляционный насос, напорный трубопровод к конденсатору паровой турбины и сливной напорный трубопровод к градирне, состоящей из вытяжной башни и водосборного бассейна, соединенного самотечным перепускным каналом с водоприемным колодцем, при этом вытяжная башня градирни снабжена водораспределительным лотком с разбрызгивающими соплами, оросительным устройством и водоуловителем.
Недостатком при использовании известной тепловой электрической станции является то, что тепловая электрическая станция обладает пониженной экономичностью, так как на тепловой электрической станции не используется теплота конденсации отработавшего в турбине пара, а отводится в окружающую среду с атмосферным воздухом.
Технический результат - повышение экономичности тепловой электрической станции.
Это достигается тем, что тепловая электрическая станция, содержащая конденсатор паровой турбины, декарбонизатор с форсунками и с воздуховодом, в который включены воздухоподогреватель и вентилятор, систему оборотного водоснабжения, включающую градирню, водоприемный колодец, самотечный водовод, циркуляционный насос, напорный трубопровод к конденсатору паровой турбины и сливной напорный трубопровод к градирне, состоящей из вытяжной башни и водосборного бассейна, соединенного самотечным перепускным каналом с водоприемным колодцем, при этом вытяжная башня градирни снабжена водораспределительным лотком с разбрызгивающими соплами, оросительным устройством и водоуловителем, а форсунка декарбонизатора для распыления жидкости содержит корпус с камерой завихрения и сопло, причем корпус выполнен в виде подводящего штуцера с центральным отверстием и жестко соединенной с ним и соосной цилиндрической гильзой с внешней резьбой, а соосно корпусу, в его нижней части подсоединено посредством гильзы с внутренней резьбой сопло, выполненное в виде центробежного завихрителя потока жидкости в виде цилиндрической вставки с, по крайней мере тремя, тангенциальными вводами в виде цилиндрических отверстий, при этом гильза является частью сопла и установлена коаксиально и соосно по отношению к центробежному завихрителю, в торцевой поверхности которого выполнено цилиндрическое дроссельное отверстие, а центробежный завихритель установлен в цилиндрической камере корпуса с образованием кольцевой цилиндрической камеры для подвода жидкости к тангенциальным вводам центробежного завихрителя и соединен с диффузорной выходной камерой, а тангенциальные вводы выполнены в виде каналов, тангенциально расположенных к внутренней поверхности цилиндрической вставки, а в торцевой поверхности центробежного завихрителя выполнен конический обтекатель.
На фиг.1 представлена схема тепловой электрической станции, на фиг.2 - продольный разрез форсунки декарбонизатора, на фиг.3 - разрез А-А фиг.2.
Тепловая электрическая станция (фиг.1) содержит систему оборотного водоснабжения градирни 1, декарбонизатор 2 с форсунками и с воздуховодом 3, в который включены воздухоподогреватель 4 и вентилятор 5, систему оборотного водоснабжения, включающую градирню, водоприемный колодец 6, самотечный водовод 7, циркуляционный насос 8, напорный трубопровод 9 к конденсатору 1 паровой турбины и сливной напорный трубопровод 10 к градирне, состоящей из вытяжной башни 11 и водосборного бассейна 12, соединенного самотечным перепускным каналом 13 с водоприемным колодцем 6, трубопровод 14, соединяющий вытяжную башню 11 градирни с всасывающим коробом вентилятора 5 для подачи подогретого и насыщенного водяными парами воздуха под насадку декарбонизатора 2, при этом вытяжная башня градирни снабжена водораспределительным лотком 15 с разбрызгивающими соплами 16, оросительным устройством 17 и водоуловителем 18.
Форсунка декарбонизатора 2 (фиг.2 и 3) включает в свой состав корпус 19, который выполнен в виде подводящего жидкость штуцера с центральным отверстием 21 и жестко соединенной с ним и соосной цилиндрической гильзой 20 с внешней резьбой.
Соосно корпусу 19, в его нижней части подсоединено посредством гильзы 25 с внутренней резьбой сопло 23, выполненное в виде центробежного завихрителя 24 потока жидкости в виде цилиндрической вставки 29 с, по крайней мере тремя, тангенциальными вводами 28 в виде цилиндрических отверстий (фиг.3). Гильза 25 является частью сопла 23 и установлена коаксиально и соосно по отношению к центробежному завихрителю 24. В торцевой поверхности центробежного завихрителя 24 выполнен конический обтекатель 27.
Центробежный завихритель 24 установлен в цилиндрической камере 22 корпуса с образованием кольцевой цилиндрической камеры 26 для подвода жидкости к тангенциальным вводам 28 центробежного завихрителя 24 и соединен с диффузорной выходной камерой 30. Тангенциальные вводы 28 выполнены в виде каналов, тангенциально расположенных к внутренней поверхности вставки 29.
Система оборотного водоснабжения с применением градирен содержит градирни, соединенные между собой гидравлическими контурами приготовления и потребления воды. Для одного потребителя (на чертеже не показано) система включает в себя корпус градирни, в нижней части которой расположен бак для сбора воды с системой подпитки воды, затрачиваемой на испарение. Бак соединен с насосом, который подает охлажденную в градирне воду потребителю через фильтр.
Работа тепловой электрической станции осуществляется следующим образом.
Охлажденная в градирне вода циркуляционным насосом 8 по напорному трубопроводу 9 подается в конденсатор 1 паровой турбины. В конденсаторе 1 циркуляционная вода нагревается за счет теплоты конденсации (парообразования) отработавшего в турбине пара и подается по сливному напорному трубопроводу 10 в водораспределительный лоток 15 вытяжной башни 11.
Из водораспределительного лотка 15 вода поступает в разбрызгивающие сопла 16. С помощью сопел 16 поток воды разбрызгивается и в форме струй и капель падает на оросительное устройство 17, а затем стекает в виде дождя в водосборный бассейн 12. В вытяжной башне 11 градирни навстречу потоку воды движется атмосферный воздух. В процессе непосредственного контакта теплоносителей осуществляется тепло- и массообмен между водой и воздухом, при этом вода охлаждается, а воздух подогревается и насыщается водяными парами. Затем воздух проходит водоуловитель 18, где из него отделяется капельная влага, и через вытяжную башню 11 градирни отводится в атмосферу.
3
2
Эффект охлаждения в градирне достигается за счет испарения 1% циркулирующей через градирню воды, которая разбрызгивается форсунками и в виде пленки стекает в бак через сложную систему каналов оросителя навстречу потоку охлаждающего воздуха, нагнетаемого вентиляторами (на чертеже не показано). Эффективный каплеотделитель позволяет снизить потери воды в результате капельного уноса. Количество капельной влаги, уносимое потоком воздуха, зависит от плотности орошения и при максимальном значении 25 м/ч·м) не превышает 0,1% от величины объемного расхода охлаждаемой воды через градирню.
Часть общего потока подогретого и насыщенного водяными парами в вытяжной башне градирни атмосферного воздуха по трубопроводу 14 направляется во всасывающий короб вентилятора 5 и подается под насадку форсунками декарбонизатора 2.
Форсунка декарбонизатора работает следующим образом.
В полости вставки 29, выполняющей функцию центробежного завихрителя 24 жидкости, происходит формирование вихря, который закручивает струю жидкости.
Закрученный поток жидкости в полости вставки 29 образуется за счет смешения струй, истекающих из тангенциально направленных каналов 28.
На выходе из полости вставки 29 формируется поток жидкости, характеризующийся постоянной тангенциальной скоростью. При этом угловая скорость закрученного потока жидкости в канале сопла 23 распылителя определяет величину угла распыла генерируемого газокапельного потока. Величина тангенциальной скорости в полости вставки 29 зависит от соотношения общей площади поперечного сечения тангенциальных каналов 28 и площади сечения камеры 26. Сформированный в центробежном завихрителе 6 закрученный поток жидкости поступает в диффузорную выходную камеру 30, где происходит дробление капель при их столкновении друг с другом за счет расширяющегося и крутящегося потока жидкости.
Исходная химически очищенная вода подается в декарбонизатор 2, где декарбонизируется встречным потоком воздуха, подаваемого под насадку декарбонизатора из вытяжной башни 11 градирни по трубопроводу 14 вентилятором 5. Декарбонизированная вода направляется в деаэратор, откуда подается, например, на подпитку системы теплоснабжения. В случае, когда температура воздуха, подаваемого из вытяжной башни 11 градирни, не достаточна для осуществления процесса декарбонизации воды, то его направляют в воздухоподогреватель 4, в котором догревают и вентилятором 5 подают под насадку декарбонизатора 2.
Из водосборного бассейна 12 охлажденная вода по самотечному перепускному каналу 13 поступает в водоприемный колодец 6 и в самотечный водовод 7, откуда циркуляционным насосом 8 снова подается в напорный трубопровод 9.
Снабжение тепловой электрической станции системой оборотного водоснабжения градирни уменьшает количество воды, испаряемой в воздух в процессе тепло- и массообмена в насадке декарбонизатора и отводимой с воздухом в атмосферу, что дополнительно повышает экономичность тепловой электрической станции за счет снижения потерь химически очищенной воды с выпаром декарбонизатора.