ПАРОВОЙ КОТЕЛ С БЕЗБАРАБАННОЙ СЕПАРАЦИЕЙ ПАРА
STEAM BOILER WITH DRUMFREE SEPARATION OF STEAM

Область техники
Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в котельных установках.
Более детально, настоящее изобретение относится к паровым котлам с безбарабанной сепарацией пара.
Известный уровень техники
Известны различные схемы безбарабанных паровых котлов см. №№ SU91405, SU85772, SU892119, SU1160169, SU1291785, UA 65474.
В общем виде известный паровой котел с безбарабанной сепарацией изображен на фиг.1 и фиг.2. Так, на фиг.1 и фиг.2 изображен паровой котел с безбарабанной сепарацией пара, который содержит уравнительный барабан 1, соединенный на входе с четырьмя выносными циклонами 2, соединенный с пароперегревателем 3, на выходе которого расположены предохранительные клапаны 4, при этом к уравнительному барабану 1 примыкают предохранительные клапаны 5. Также паровой котел содержит испарительную поверхность 6 (см. фиг.2); контур питательной воды 7; контур непрерывной продувки 8.
Практика эксплуатации парового котла с безбарабанной сепарацией пара показывает, что в случае повышения давления в паровом котле до предельно допустимого значения в первую очередь открываются предохранительные клапаны 4, расположенные на выходе пароперегревателя 3 для обеспечения охлаждения труб пароперегревателя 3 сбрасываемым паром с целью предотвращения пережога труб пароперегревателя 3. Если после открытия предохранительных клапанов 4 давление в котле продолжает возрастать, то срабатывают предохранительные клапаны 5 уравнительного барабана 1.
При этом продолжение роста давления в паровом котле после открытия предохранительных клапанов 4 на выходе пароперегревателя 3 возможно по различным причинам:
- неисправность (пониженный припуск пара) клапанов 4;
- повышенное тепловыделение в паровом котле (рост паропроизводительности выше номинального значения);
- забивание труб пароперегревателя 3 солями и т.д.
При открытии предохранительных клапанов 5, расположенных на уравнительном барабане 1, пар поступает из выносных циклонов 2 на предохранительные клапаны 5 уравнительного барабана 1 через патрубки, соединяющие паровые объемы выносных циклонов 2 и уравнительного барабана 1. При этом существенно возрастает гидравлическое сопротивление указанных патрубков, вследствие чего происходит снижение давления в уравнительном барабане 1 и резкий подъем уровня в воды в уравнительном барабане 1 (для примера снижение давления в уравнительном барабане 1 на 0,1 атм приводит к повышению уровня воды на 1,0 м) и резкое снижение уровня воды в выносных циклонах 2, что приводит к остановке котла из-за пережога испарительных поверхностей, а также попадание воды в предохранительные клапаны 5, что приводит к гидравлическому удару, в результате которого могут выйти из строя предохранительные клапаны 5.
Суть изобретения
Задачей настоящего изобретения является предотвращение недопустимого роста уровня воды в уравнительном барабане и снижения уровня воды в выносных циклонах вследствие открытия предохранительных клапанов, при повышении давления в паровом котле с безбарабанной сепарацией пара.
Также задачей настоящего изобретения является расширение технических возможностей паровых котлов с безбарабанной сепарацией пара.
Так, поставленная задача достигается в известном паровом котле с безбарабанной сепарацией пара, который содержит уравнительный барабан, соединенный с, по меньшей мере, одним выносным циклоном, соединенным с пароперегревателем, согласно заявляемому изобретению, паровой котел содержит, по меньшей мере, два предохранительных клапана, при этом один предохранительный клапан расположен на выходе пароперегревателя, а другой предохранительный клапан расположен на участке между выносным циклоном и входом в пароперегреватель включительно.
Согласно варианту реализации парового котла, выносной циклон соединен с входом пароперегревателя трубами, не обогреваемыми продуктами сгорания. Это позволяет избежать забивания указанных труб солями, что необходимо для регламента безопасной работы парового котла.
Согласно варианту реализации парового котла, уравнительный барабан соединен с выносным циклоном по пару и воде трубами, не обогреваемыми продуктами сгорания. Это условие необходимо для безопасной работы парового котла, что бы избежать пережога указанных труб.
Суть изобретения заключается в переносе предохранительных клапанов из уравнительного барабана на участок между выносным циклоном и входом в пароперегреватель включительно, в результате чего после их срабатывания пар не поступает из выносного циклона в уравнительный барабан и не происходит увеличение гидравлического сопротивления патрубков, соединяющих выносной циклон и уравнительный барабан, что не приводит к существенному изменению уровня воды в выносном циклоне и уравнительном барабане, и не происходит резкое увеличение уровня воды в нем.
Фигуры
При рассмотрении осуществления настоящего изобретения используется узкая терминология. Однако настоящее изобретение не ограничивается принятыми терминами и следует иметь в виду, что каждый такой термин охватывает все эквивалентные элементы, которые работают аналогичным образом и используются для решения тех же задач.
Фиг.1 - паровой котел с безбарабанной сепарацией пара, известный уровень техники.
Фиг.2 - схема парового котла, изображенного на фиг.1.
Фиг.3 - паровой котел с безбарабанной сепарацией пара при использовании заявляемого изобретения.
Фиг.4 - схема парового котла, изображенного на фиг.3.
Фиг.5 - вариант реализации схемы парового котла, согласно заявляемому изобретению.
Реализация изобретения
Так, на фиг.3 и 4 изображен паровой котел с безбарабанной сепарацией пара, согласно заявляемому изобретению, который содержит уравнительный барабан 1, соединенный с четырьмя выносными циклонами 2, соединенными с пароперегревателем 3, на выходе которого расположены предохранительные клапаны 4, при этом согласно заявляемому изобретению предохранительные клапаны 5 расположены на участке между выносными циклонами 2 и включительно входом в пароперегреватель 3 (на входном коллекторе пароперегревателя 3). Также паровой котел содержит: испарительную поверхность 6; контур питательной воды 7; контур непрерывной продувки 8.
Паровой котел с безбарабанной сепарацией пара, изображенный на фиг.3 и 4, работает следующим образом: в процессе работы парового котла в выносные циклоны 2 поступает пароводяная смесь на сепарацию. После сепарации пар отводится из выносных циклонов 2 через пароперегреватель 3 потребителю пара (на фигурах не изображен).
В случае повышения давления в паровом котле до предельно допустимого значения в первую очередь открываются предохранительные клапаны 4, расположенные на выходе пароперегревателя 3 для обеспечения охлаждения труб пароперегревателя 3 сбрасываемым паром с целью предотвращения пережога труб пароперегревателя 3. Если после открытия предохранительных клапанов 4 давление в паровом котле продолжает возрастать, то срабатывают предохранительные клапаны 5, которые расположены на участке между выносными циклонами 2 и пароперегревателем 3. При срабатывании предохранительных клапанов 5 пар отводится непосредственно из выносного циклона 2 в атмосферу, при этом не происходит увеличение гидравлического сопротивления патрубков, соединяющих выносные циклоны 2 с уравнительным барабаном 1, что не приводит к существенному изменению уровня воды в выносном циклоне 2 и уравнительном барабане 1.
На фигуре 5 изображен вариант реализации схемы парового котла небольшой мощности, в котором предохранительный клапан 5 перенесен из уравнительного барабана 1 в верхнюю часть выносного циклона 2 на участке между выносным циклоном и входом в пароперегреватель включительно. В результате срабатывания предохранительного клапана 5 пар не поступает из выносного циклона в уравнительный барабан, в результате чего не происходит существенного изменения уровня воды в выносном циклоне и уравнительном барабане.
Понятно, что выше изложены только два возможных варианта осуществления настоящего изобретения. Поэтому очевидно, что изобретение не ограничивается конкретными вариантами, которые были изображены и описаны выше в соответствии с настоящим изобретением.