Дроссельно-увлажнительное устройство

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК з(5 и Г 28 С 3/06 ИЗОБРЕТЕНИЯ "ИДЕТЕЛЬСТВ У АНИ АВТОРСКОМ В. Н. СССР8. УВЛАЖ ержащее ому под м, полост бопровод дом из к орган и ы, канал воды от отличаю ния каче НИ- ци- клюями ами ото- ем- не- водаф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) (57) 1. ДРОССЕЛЬНО ТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, сод линдрический корпус, к котор чены эжектор с паровым сопло всасывания и давления и с тру подвода воды и пара, на каж рых установлен регулирующий кость с регулятором уровня вод испарившейся воды и трубопро примесей из корпуса и емкости еся тем, что, с целью повыше ЯО 1086334 вырабатываемого пара, повышения эффективности работы и расширения функциональных возможностей устройства путем полного использования энергии перегретой питательной воды, ее сепарации и постоянного удаления загрязненного рассола, эжектор снабжен на выходе полости давления дополнительным соплом, на входе в канал неиспарившейся воды в корпусе выполнены боковые продольные щели, сообщенные с емкостью, в которой дополнительно концентрически установлены внутренний и внешний цилиндры с открытыми верхними торцами, между которыми и корпусом емкости образованы кольцевые полости, сообщенные между собой, а внутренний цилиндр подключен к полости всасывания эжектора.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что стенка цилиндрического корпуса в зоне размещения боковых продольных щелей имеет овальную форму и направлена выпуклостью к центру вращения потока в корпусе.Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к дроссельно-увлажнительным устройствам парогенераторов.Известно дроссельно-увлажнительное уст ройство (ДУУ), содержащее цилиндрический корпус, включающий предвключенный эжектор с подводом через регулирующие клапаны пары и воды, и рециркуляционную емкость, сообгцаюшуюся на входе с корпусом и на выходе с эжектором рециркуляционным водопроводом, к которому подведена 10 питательная вода, причем емкость снабжена регу,1 ятором уровня воды, св 5 ванным с к,а- панами. В ДУУ за счет тепла перегретого пара осуществляется испарение постоянно вращаю 1 цегося потока воды 1 пароводяной15 смеси), закручивающегося боковои поверхностью корпуса. При этом обеспечивается высококачественная центроосжная сепарагия вырабатываео о пара и постоянная рециркуляция через емкость неиспарившейся воды рассола). В последнем за счет постоянной подачи питательной воды и ее выпаривания накапливаются соли и вредные, например механические примеси 11).Недостатками ДУУ является то, что в нем не предусмотрена центробежная сепарация вращающегося потока от механических 25 и других примесей с плотностью больше воды и не представляется возможным использовать энергию питательной воды и слива загрязненного рассола.Известно также дроссельно-увлажнительное устройство, содержащее цилиндрический корпус, к которому подключен эжектор с паровым соплом, полостями всасывания и давления и с трубопроводами подвода воды и пара, на каждом из которых установлен регулирующий орган, и емкость с регулятором уровня воды, канал неиспарившейся во 35 ды и трубопроводы отвода примесей из корпуса и емкости. В ДУУ осуществляется выпаривание воды в рециркуляционном испарительном контуре, что приводит к постоянному росту количества и концентрации солей, 40 механических и других примесей в образующемся рассоле, причем в 1,УУ не предусмотрен слив последнего 2.Н(.досатками мстройства яв,151 С ггя то, что в нем не испо,ьзуется цеггробежпый эффект для сепарации поока от меха нических и других примесей 1 с их уд 11 гСпиех из контура) с удельным весом болыпе воды.В постоянно вращающемся потоке воды и в емкости н процессе работы ДУУ происходит накопление солей, механических и дру. гих примесей, что ухудшает процессы парообразования и увелич 1 вает опасность заброса соей и воды в вырабатьваемый пар. 11 О- .-л охх использовать в таком 1,УУ в качестве питательной загр 51 зн%5 ую водуедопустимо, осооенно при большой паропроизво,1 и тельности ДУУ, что снижает его эффек.гив 1 ость и функциональные возможности. В гаком ДУУ недост 11 точвы на,ежность, каче -ство выраоатываемого пара и эффективность, а также ограничены возможности его использования.Цель изобретения - повышение качества вырабатываемого пара, повышение эффективности работы и расширение функциональных возможностей устройства путем полного использования энергии перегретой питательной воды, ее сепарации и постоянного удаления загрязненного рассола.Указанная цель достигается тем, что в дроссельно-увлажнительном устройстве, содержащем цилиндрический корпус, к которому подключены эжектор с паровым соплом, полостями всасывания и давления и с трубопроводами подвода воды и пара, на каждом из которых установлен регулирующий орган и емкость с регулятором уровня воды, канал неиспарившсйся воды и трубопроводы отвода примесей из корпуса и емкости, эжектор снабжен на выходе полости давления дополнительным соплом, па входе в канал неиспарившейся воды в корпусе выюлнены боковые продольные щели, сообщенные с емкостью, в которой дополнительно концентрически установлены внутренний и внешний цилиндры с открытыми верхними торцами, между которыми и кори;сом емкости образованы кольцевые полости, сообщенные между собой, а внугренний цилиндр юдклк)чен к полости всасывания эжектора. 11 ри этом стенка цилиндрического корпуса в зоне размещения боковых продольных целей имеет овальную форму и направлена выпуклостью к центру врацения потока в корпусе.На фиг. 1 представлена принципиальная схема ДУУ; на фиг. 2 - сечение Л-А на фиг. 1; на фиг. 3 сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 узел 1 на фиг. 1.ЛУУ содержит корпус 1 с патрубком отбора пара 2, включающий боковые и закручивак)щую цилиндрическу)о сгенки (гОверхности) 3 и 4, снабженный на входе предвключеппым эжектором 5 с плоско-параллелыым паровым соплом 6, водяными полостями Б и Ь всасывания и давления, на выходе которых образованы а)ответс веннг) дополнительное сопло 7 и :целевой канал 8. Выход последних рециркуляциопных: трубопроводом 9 через тангенциальный патрубок 10 сообцен с расширигельнои астью 1 емкскти 12, снабженной рсгулятороч 13 уровня воды, внутри которой дополнительно концентрически установлены внешний цилиндр 14 и внутренЯ)и цилиндр 15 с гл).хим торцом 16, между которыми и емкостью 12 образованы полости Г, Л, Е и К, сообщенные хеждх собой. 1 олости Е и К сообщены трмбопроводами 17 и 18 соответственно с по.-.лстью Б всасывания эжектора 5 и боковыми продольными иелями 1 с для отвода примесей. Н входе в эжектор 5 установлены регугирлоцие органы (кл 1 паны) 20 и 21.40 45 50 55 Рециркуляционный трубопровод 9 подключен к стенке 4 на выходе сужающегося канала 22, а последний сообщен с каналом 23 неиспарившейся воды, образованный изогнутой пластиной 24, которая прикреплена к пластине 25, Перед регулирующим клапаном 21 установлены фильтры 26. Паровая полость Д емкости 12 сообщена трубопроводом 27 с паровой полостью М корпуса . На выходе патрубка 2 отбора пара установлен регулятор 28 давления пара, связанный с регулирующим клапаном 20. Полость К на выходе снабжена клапаном 29 слива рассола и примесей, датчиками 30 и 31 плотности и наличия рассола, связанными с блоком 32 регулирования, включающим реле 33 времени. Регулятор 13 уровня воды, регулирующие кЛапаны 20 и 21, клапан 29, датчики 30 и 31 плотности и слива рассола, блок 32 регулирования, регулятор 28 давления пара и реле 33 времени взаимосвязаны между собой и образуют систему автоматического регулирования устройства. Дополнительное сопло 7 образовано фигурными стенками 34 и 35 корпуса 1 и парового сопла 6. Закручивающая цилиндрическая стенка 4 в пределах щелей 19 выполнена в виде выпуклой круглой поверхности 36, имеет овальную форму и направлена выпуклостью к центру вращения потока в корпусе 1. Шели 19 сообщены с камерами 37, к которым подключен трубопровод 18. Цилиндры 14 и 15 имеют открытые верхние торцы 38 и 39. Регулирующие клапаны 20 и 21 установлены на трубопроводах 40 и 41 подачи пара и воды от парогенератора (не показан). Между изогнутой пластиной 24 и пластиной 25 образован приемный канал 42, сообщенный с емкостью 12, в которой установлены верхний и нижний уровни 43 и 44 воды. Дроссельно-увлажнительное устройство работает следующим образом.К соплам 6 и 7 эжектора 5 через регулирую 1 цие клапаны 20 и 21 подают от парогенератора при одинаковом давлении перегретый пар и нагретую до температуры насыщения котловую воду. На выходе сопла 7 скорость образующейся пароводяной смеси достигает критических значений, за счет чего полезно и эффективно используется энергия питательной воды, подаваемой в ДУУ. Высокоскоростные потоки из сопел 6 и 7 смешиваются, при этом эффективность тепломассообмена обеспечивается пересечением направления потоков. В сужающемся канале 22 образуется пароводяная смесь, поток которой закручивается 1 "черхностью 4, а после одного вращения пр ив часовой стрелки неиспарившаяся вода через канал 23 поступает вновь в сужающийся канал 22, за счет чего образуется циркуляция по замкнутому контуру. При этом, выделяющийся из потока в паровую полост М отсепарированный насыщенный пар отводится через 5 10 15 20 25 30 35 патрубок 2 на потребители, а механические и другие примеси, удельная масса которых больше воды, прижимак)тся центробежной силой к закручиваюшей поверхности 4 и против часовой стрелки потоком перемещаются к 1 целям 19. Г 1 опав на овальную поверхность 36 частицы под действием центробежной силы смещаются к боковым стенкам 3 корпуса 1, т.е. к щелям 19 и через последние отводятся в камеры 37, а оттуда по трубопроводу 18 в полость К емкости 12. Через сопло 7 во вр 1 шаю 1 цийся поток подается количество воды больше испаряющей ся за счет теплоты перегретого пара, т.е. избыточное. В результате масса вращающегося потока и его высота по радиусу увеличиваются. Г 1 ри достижении этой высотой уровня выше пластины 24 вода поступает в приемный канал 42, рециркуляционный трмбопровод 9 и через тангенциальный патрубок 1 О закручивается и поступает в расширительную часть 11 емкости 12. При этом Выступаю 1 ций 110 Окр Гж ности зд Вход 11,1 астины 24 участок пластины 25 исклкиает возможность заброса частиц воды от потока, набегающего на пластину 24, в 11 аровую 11 олость М. Рециркхляционная, поступающая из корпуса 1 вода (рассол) через тангенциальный патрубок 10 и полость,7 заполняет полость К н затем последователы 1 о полости Г и Е Из полости Е вода через всасывающий трубопровод 17 поступает в полость Б всасывания, откуда через эжектор 5 и канал 22 возвращается в рециркуляционный вращающийся испарительный цикл. За счет последнего в ДУУ и Обеспечивается получение высококачественного насыщенного пара. В процессе работы ДУУ при одновременной подаче воды в полости В 1 Б и постоянном сливе воды с корпуса 1 через тангенциальный патрубок 10 и трубопровод 18 уровень воды в емкости 12 повышается и достигает верхнего значения уровня 43. 1 од воздействием регулятора 13 уровня воды подается сигнал на блок 32 регулирования, закрывается регулирующий клапан 21 и вода в эжектор 5 поступает только по рециркуляциониому контуру: рециркуляционный трубопровод 9, емкость 12, полости .7, Т и Е, трубопровод 17 и продолжается процесс выпаривания воды, а точнее полученного (образовавшегося) рассола. В результате уровень рассола в емкости 12 снижается, а его концентрация (удельный Вес) увеличивается, причем примеси и рассол с большим удельным весом собирак 1 тся (скапливаются) в полости К. Кратность испарения (циркуляции) во;1 ы при подаче ее В эжектор 5 через полости Б и В всасывания и давления и только через полость В всасывания определяется относительными расходами перегретого пара и волы эжектора 5. Поэтом при регмлиров 1 нии клапанов 20 и 21 под Воздействием 1.лок 11 32 регулирова 1086334ния к моменту отключения клапана 21 концентрация рассола достигает расчетнойвеличины и определяется датчиком 30 плотности рассола,При постоянном расходе пара или приего замере расходомером (не показан), установленным на выходе патрубка 2 и совмещенным с регулятором 28 давления пара,через заданный промежуток времени, определяемый реле 33 времени и блоком 32 регулирования, уровень в емкости 12 соответствует уровню открытого верхнего, торца 39цилиндра 15. При дальнейшем сниженииуровня полость Е цилиндром 15 изолируется от сообщающихся между собой полостейЛ, Г, К. В этот момент под воздействием регулятора 13 уровня или датчика 30 плотности рассола открывается клапан 29 сливарассола и осуществляется слив рассола спримесями из полостей Л, Г, К. После удаления рассола из полости К и заполнения еепаром под воздействием реле 33 времениили датчика 31 слива рассола через блок 32регулирования открывается клапан 21 и вовращающийся рассольный поток подаетсясвежая питательная вода. В результатеоставшийся при продувании полостей Л, Г,К во вращающемся потоке корпуса 1 рассол сливается в полость К и продуваетсячерез клапан 29 слива рассола, После этогопод воздействием реле 33 времени и блока32 регулирования или регулятора 13 уровня(от нижнего уровня 44) клапан 29 закрывается и рециркуляционный испарительныйцикл повторяется снова.Указанные процессы в ДУУ осуществляют при непрерывной подаче перегретого пара через сопло 6 и при постоянном установившемся вращении потока воды поцилиндрической стенке поверхности 4 корпуса 1, за счет чего обеспечивается устойчивая и надежная работа устройства.Таким образом, за счет наличия в корпусе ДУУ боковых продольных щелей, сообщающихся с нижней полостью емкости, обеспечивается центробежная сепарация врашающегося по закручиваюшей поверхности корпуса ДУУ потока от механических и других вредных примесей, а за счет наличия в емкости полых цилиндров, образующих сообщающиеся и раздельные полости питательной и загрязненной воды (рассола), и клапана, сообщающегося с последней и связанного с системой регулирования ДУУ, обеспечивается периодическое или постоянное удаление загрязненного концентрированного рассола с рециркуляционного испарительного контура ДУУ и его надежная и устойчивая работа при этом.За счет осуществления в ДУУ сепарации вращающегося потока от примесей и их удаления с концентрированным рассолом в качестве питательной воды для ДУУ может быть использована загрязненная вода, например котловая от системы продувания парогенератора. Кроме того, за счет наличия в эжекторе ДУУ дополнительного сопла питательной воды используется эффект расширения перегретой жидкости, что позволяет более полно использовать энергию питательной воды, повысить тепломассообмен и скорость пароводяной смеси на закручиваюшей поверхности корпуса ДУУ и в общем итоге - качество и надежность его работы.Предлагаемое ДУУ может быть использовано в различных тепловых энергетических установках, где имеются потребители перегретого пара номинальных и пониженных параметров и ДУУ. Причем последние в установке могут быть использованы в качестве устройства для термической очистки загрязненных вод. Наиболее эффективно ДУУ может быть использовано в судовых энергетических установках, включающих парогенераторы с системой продувания, ДУУ и потребители номинальных и пониженных параметров пара. При этом через систему продувания осуществляется постоянная или периодическая подача котловой воды от парогенератора в качестве питательной воды для ДУУ.Редактор г КасардаЗаказ 2233 а Составитель 1 1 оров Техред И. Вс)е Ко)рскто 3111 ска ираж 63о.нпн по,ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретении и открытий 13035, Москва, Ж - 35, Раугнская наб., д. 45 Филиал ПЛП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4