ПАРОГЕНЕРАТОР СО СВИНЦОВЫМ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕМ ИЛИ ЕГО СПЛАВАМИ

Решение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при создании нового технологического оборудования и технологий в теплоэнергетических производствах.
Известен парогенератор со свинцовым теплоносителем или его сплавами, в котором патрубок подвода воды соединен с расположенной под уровнем теплоносителя раздающей камерой, в стенке которой расположены отверстия истечения воды, выше которых в объеме воды установлены перфорированные плиты, отверстия истечения воды в стенке раздающей камеры выполнены в виде сформированных трещин, каждая из которых ориентирована в горизонтальной плоскости, они образуют узел диспергирования воды; в основании раздающей камеры выполнено отверстие с золотником, имеющим привод перемещения, а входная часть патрубка отвода пара закрыта отбойником с каналом для прохода пара и отверстием для прохода теплоносителя (см. Патент РФ на полезную модель N72303 F22B 1/02, F22D 5/28 опубликованный 10.04.2008).
Недостатком указанного технического решения является возможность забивания (перекрытия проходного сечения) отверстий истечения воды, пара частицами соединений свинца и содержащихся в нем примесей с водой и содержащихся в ней примесей, особенно, при обязательных перерывах в подаче воды, пара и затекании свинца в раздающую камеру под статическим напором столба теплоносителя. Малая величина размера отверстий истечения воды, пара, необходимая для их диспергирования при истечении, способствующая интенсивному теплообмену контактирующих сред, создает условия для забивания проходных сечений отверстий истечения твердыми частицами образующихся примесей. Специальное формирование трещин усложняет изготовление узла диспергирования воды.
Задачи, решаемые изобретением - совершенствование конструкции парогенератора со свинцовым теплоносителем или его сплавами. Технический результат - исключение забивания проходного сечения, через которое вода поступает в свинцовый теплоноситель или его сплавы.
Технический результат достигается тем, что в парогенераторе со свинцовым теплоносителем или его сплавами, содержащем корпус с крышкой, с патрубками подвода и отвода теплоносителя, подвода воды и отвода пара, узел диспергирования воды под свободным уровнем теплоносителя, узел диспергирования воды выполнен из имеющих
разнонаправленные винтовые канавки неподвижной втулки и винта, вращающегося от электродвигателя, размещенного на крышке парогенератора, в щелевой зазор между втулкой и винтом введен патрубок подвода воды. Кроме того, в паровом объеме парогенератора установлен фильтр для очистки пара от капель свинца.
В щелевом зазоре происходит диспергаризация вводимого объема воды за счет турбулентной вязкости потока теплоносителя в этом зазоре и перемешивание испаряющихся капель воды в объеме горячего свинца. Размер образующихся в зазоре в результате дробления капель зависит от величины зазора, числа оборотов винта, расхода воды и др. и, как показали проведенные авторами эксперименты, составляет доли миллиметра.
На фигуре представлена схема парогенератора, реализующего предлагаемое техническое решение. В корпусе 1 с крышкой 2 парогенератора помещен свинцовый теплоноситель со свободным уровнем 3. В нижней части корпус снабжен патрубком 4 подвода теплоносителя. Ниже свободной поверхности свинца в цилиндрической части корпуса 1 размещен патрубок 5 отвода теплоносителя. На крышке 2 размещен патрубок 6 подвода воды, соединенный с расположенным под свободным уровнем 3 щелевым зазором 7 между неподвижной втулкой 8 и вращающимся винтом 9. На внутренней поверхности втулки 8 и на наружной поверхности винта 9 выполнены противоположно направленные многозаходные винтовые канавки, которые могут быть выполнены с разной геометрией. Винт 9 соединен валом 10 через уплотнение 11 вращающегося вала и муфту с расположенным на крышке электродвигателем 12. Выше свободного уровня 3 в паровом объеме парогенератора установлен фильтр 13 очистки пара от капель свинца. На крышке 2 установлен патрубок 14 отвода пара из парогенератора.
Работа парогенератора осуществляется следующим образом. Корпус 1 парогенератора, заполненный свинцом до получения свободного уровня 3, разогревается системой электрообогрева (условно не показана) до температуры около 400°С. Вводится в действие электродвигатель 12. При вращении винта 9 осуществляется циркуляция свинцового теплоносителя по трассе: щелевой зазор 7 между втулкой и винтом - объем внутри корпуса 1 парогенератора - патрубок 5 отвода теплоносителя - нагреватель теплоносителя (условно не показан) - патрубок 4 подвода теплоносителя - щелевой зазор 7. Через патрубок 6 вода поступает по трубопроводу через соответствующий канал во втулке 8 в щелевой зазор 7 между втулкой 8 и вращающимся винтом 9. В результате конвективного теплообмена вода испаряется, а образующийся пар перегревается за счет тепла, подводимого к циркулирующему теплоносителю в нагревателе (условно не
показано). Генерируемый пар проходит очистку от капель свинца на фильтре 13. При необходимости вывода парогенератора из работы прекращается подача воды через патрубок 6, выводится из работы нагреватель теплоносителя и останавливается электродвигатель 12.
Применение предлагаемого технического решения позволит:
- формировать (диспергировать) мелкие капли воды, вводимой в теплоноситель, и за счет этого повысить эффективность теплообмена;
- уменьшить массогабаритные показатели парогенератора;
- исключить забивание проходных сечений истечения воды частицами в теплоносителе;
- осуществлять циркуляцию теплоносителя по трассе: нагреватель-парогенератор.