ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА С ПАРОГЕНЕРАТОРОМ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ

Предлагаемая полезная модель относится к области судовых энергетических установок, а более конкретно к паросиловым энергетическим установкам, в которых в качестве главного двигателя используется главный турбозубчатый агрегат, а рабочее тело (пар) генерируется в паровых котлах с турбонаддувом.
Известны различные энергетические установки с паровой энергетической установкой и паровым котлом, а наиболее близкой по своему составу является котлотурбинная установка, описанная, в книге В.П. Кузин, В.И. Никольский «Военно-морской флот СССР 1945-1991, изд. Исторического Морского Общества, СПб. 1996 г., стр. 411.
Наиболее близким аналогом заявляемой энергетической установки является установка тяжелого авианесущего крейсера проекта 11434. Данная энергетическая установка, описана в журнале «Национальная оборона» №12 декабрь 2010 г. в статье «Мускулы гигантов. Часть 3 Энергетические установки авианесущих кораблей» являющаяся - прототипом.
Установка является четырехвальной, котлотурбинной, с отбором пара от главных котлов на электроэнергетическую установку, а также на общекорабельные потребители, не имеющая вспомогательной энергетической установки, высоконапорный вертикальный водотрубный паровой котел с естественной циркуляцией и турбокомпрессорным дутьем в топку, главный конденсатор главного турбо-зубчатого агрегата, циркуляционный и питательные насосы, конденсаторы турбогенераторов, конденсатные насосы турбогенераторов, подогреватели общекорабельных систем, цистерны основного запаса топлива и масла, цистерна грязных конденсатов.
Однако, энергетическая установка, выбранная в качестве прототипа имеет следующие недостатки:
1. Через цистерну грязных конденсатов при потере герметичности трубопроводов обогрева цистерн основного запаса топлива и масла происходит попадание нефтепродуктов в конденсатно-питательную систему энергетической установки и затем на трубные поверхности нагрева главных котлоагрегатов, вызывая их термическое разрушение вследствие контакта факела в топке котлоагрегата (с температурой коло 2000°C) с поверхностью загрязненных труб.
2. Конденсат на выходе трубопроводов обогрева и подогревателей воды общекорабельных систем корабля имеет высокую температуру и для его отвода в главный конденсатор главного турбо - зубчатого агрегата требует дополнительного охлаждения. Такое охлаждение забортной водой выполнено посредством змеевика проложенного внутри цистерны грязных конденсатов. При этом для исключения потери «вакуума» в главном конденсаторе при вводе энергетической установки в действие цистерна грязных конденсатов должна находиться постоянно заполненной водой. Такие условия эксплуатации охлаждающего змеевика вызывают интенсивную коррозию наружной и внутренней поверхности стенок трубопровода змеевика. При коррозионном разрушении змеевика цистерны грязных конденсатов происходит засоление конденсатно-питательной системы энергетической установки и как следствие этого вывод энергетической установки из действия с последующей отмывкой системы от солевых отложений.
Для устранения указанных недостатков предлагается создание энергетической установки с парогенератором низкого давления.
Указанная цель достигается тем, что в предлагаемой схеме полезной модели исключена цистерна грязных конденсатов, а питание подогревателей общекорабельных систем корабля и трубопроводов обогрева цистерн основного запаса топлива и масла осуществляется от парогенератора низкого давления. Вследствие этого, при потере герметичности трубопроводов обогрева цистерн основного запаса топлива и масла нефтепродукты попадут не на трубную систему главных котлов, а на поверхность нагрева парогенератора низкого давления, которая контактирует не с факелом топки, а с паром главного котлоагрегата, имеющего температуру 460°C. Такая температура является низкой для конструкционного материала труб, из которых выполнена поверхность нагрева парогенератора низкого давления, что не приводит к их разрушению. Кроме того, в данной энергетической установке существенно уменьшена вероятность засоления конденсатно-питательной системы энергетической установки, так как конденсат греющего пара на выходе из парогенератора низкого давления охлаждается не в цистерне, а в осушаемом конденсаторе греющего пара. Осушение конденсатора предусмотрено в специальной цистерне. Таким образом, при неработающей энергетической установке трубки охлаждающей поверхности конденсатора греющего пара заполнены охлаждающей забортной водой только с внутренней стороны, что в два раза уменьшает процесс их коррозионного разрушения.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется схемой, где показана энергетическая установка с парогенератором низкого давления, состоящая:
1. Главный котлоагрегат;
2. Главный турбо - зубчатый агрегат (ГТЗА);
3. Главный конденсатор ГТЗА;,
4. Циркуляционный насос ГТЗА;
5. Питательный насос;
6. Турбогенераторы (ТГ);
7. Конденсаторы ТГ;
8. Конденсатные насосы ТГ;
9. Подогреватели общекорабельных систем;
10. Цистерны основного запаса топлива и масла;
11. Парогенератор низкого давления (ПГНД);
12. Гребной винт;
13. Конденсатор греющего пара ПГНД;
14. Конденсатор вторичного пара ПГНД;
15. Цистерна сбора конденсата греющего пара ПГНД;
16. Цистерна сбора конденсата вторичного пара ПГНД;
17. Насос откачки конденсата греющего пара ПГНД;
18. Питательный насос ПГНД.
На схеме позиции 13, 14, 15 и 18 составляют вспомогательное оборудование, обеспечивающее работу парогенератора низкого давления 11.
В предлагаемой полезной модели главный котлоагрегат 1 обеспечивает подачу перегретого пара на главный турбо - зубчатый агрегат 2 приводящий во вращение гребной винт 12, турбогенераторы 6 электроэнергетической установки и парогенератор низкого давления 11. Трубная поверхность парогенератора низкого давления, отбирая тепло перегретого пара главного котлоагрегата, генерирует насыщенный пар давлением 0,5 МПа подаваемого на подогреватели общекорабельных систем 9 и трубопроводы обогрева цистерн основного запаса топлива и масла 10. Конденсат температурой около 90°C от подогревателей общекорабельных систем 9 и цистерн основного запаса топлива и масла 10 направляется в конденсатор вторичного пара ПГНД 14 и затем в цистерну сбора конденсата вторичного пара ПГНД 16, откуда питательным насосом ПГНД 18 подается обратно в парогенератор низкого давления. Отработавший пар из главного турбо - зубчатого агрегата 2 и турбогенераторов 6 направляется в главный конденсатор ГТЗА 3, который охлаждается забортной водой, подаваемой циркуляционным насосом ГТЗА 4 и конденсаторы ТГ 7 соответственно. Сконденсировавшаяся в конденсаторах вода температурой около 60°С отводится из конденсатосборника конденсатора ГТЗА 3 питательным насосом 5 в пароводяной коллектор главного котла 1, а из конденсаторов ТГ 7 конденсатными насосами ТГ 8 в конденсатор ГТЗА 3. Пароводяная смесь с температурой около 150°C от поверхности нагрева парогенератора низкого давления 11 отводится в конденсатор греющего пара ПГНД 13, откуда после охлаждения в конденсаторе до температуры 60°C поступает в цистерну сбора конденсата греющего пара ПГНД 15 с последующим ее отводом насосом откачки конденсата греющего пара ПГНД 17 в главный конденсатор ГТЗА 3.
В данной схеме исключена цистерна грязных конденсатов, а питание подогревателей воды общекорабельных систем корабля и трубопроводов обогрева цистерн основного запаса топлива и масла осуществляется от парогенератора низкого давления.
Предлагаемая полезная модель позволяет уменьшить вероятность засоления своего термодинамического цикла энергетической установки, уменьшить коррозию трубной системы наиболее напряженных элементов конструкции энергетической установки - главных котлоагрегатов.