BR112017001521B1

BR112017001521B1 - Desaerador

Info

Publication number: BR112017001521B1
Application number: BR112017001521-8A
Authority: BR
Inventors: Vladimir Viktorovich Bezlepkin; Anzhella Gennadievna Amelyushina; Lidiya Dmitrievna Litvinenko; Vladimir Olegovich Kukhtevich; Andrey Gennadievich Mitryukhin; Mikhail Sergeevich Ustinov; Alexei Ivanovich Kurchevsky
Original assignee: Joint-Stock Company Scientific Research And Design Institute For Energy Technologies Atomproekt (Jsc Atomproekt); Joint Stock Company "Science And Innovations" ("Science And Innovations", Jsc)
Priority date: 2014-07-24
Filing date: 2015-07-24
Publication date: 2022-03-22
Also published as: EA030592B1; BR112017001521A2; HUE047443T2; JP2017522537A; EP3173695A1; CA2955688A1; EA201650100A1; EP3173695A4; RU2565650C1; CN107076409A; KR20170039202A; WO2016013961A1; JP6312935B2; CA2955688C; US10718510B2; EP3173695B1; CN107076409B; UA118984C2; US20170211804A1; MY191540A

Abstract

DESAERADOR (E VARIANTES). O grupo das invenções refere a maquinaria de trocador de calor. O dispositivo inclui um tanque com um encaixe de saída e uma fonte de vapor, uma coluna do desaerador com uma tampa e entrada de água e encaixes de purga de vapor localizados na mesma, contendo seções de desaeração inferior e superior. Cada seção inclui bandejas de pressão e distribuição formando uma câmara de jato no espaço entre eles, e acondicionamento de elemento aleatório. Seções de desaeração são separadas por uma vedação hidráulica formada pela borda da badeja de pressão da seção superior e a projeção conectada a tampa da coluna do desaerador. A entrada de água e encaixes de purga de vapor são localizados dentro da projeção de vedação hidráulica com aberturas nele. Bordas inferiores das aberturas são localizadas mais altas que a borda superior da vedação hidráulica por um valor excedendo a soma de altura de transbordamento do refrigerante sobre a borda e resistência hidráulica do canal de vedação hidráulica. A seção transversal total das aberturas é determinada pela igualdade da pressão de vapor no encaixe de purga e no espaço dentro da projeção de vedação hidráulica. Isto aumenta a confiabilidade da operação.

Description

Campo Técnico

[0001] Um grupo de invenções refere a maquinaria de troca de calor, desaeradores térmicos em particular, e pode ser usado em unidades de energia de instalações de energia térmica e nuclear, e em caldeiras.

[0002] As soluções técnicas reivindicadas são classificadas como desaeradores térmicos com acondicionamento de elemento aleatório.

Fundamentos da Invenção

[0003] Os campos principais de aplicação são sistemas de controle de compensação e boro de instalações elétricas (NPPs) com reatores de energia moderada de água resfriados com água.

[0004] A operação de sistemas de controle de compensação e boro é caracterizada pelo fato de que a maioria do tempo refrigerante é fornecido para desaeração do circuito de refrigerante primário em uma taxa de fluxo baixa (cerca de 5 toneladas por hora). Entretanto, a taxa de fluxo do refrigerante fornecida ao desaerador pode aumentar periodicamente 10 a 15 vezes (até 70 toneladas por hora), dependendo do modo de operação da unidade.

[0005] É por isso que o desaerador tem geralmente uma coluna do desaerador de duas seções onde a primeira seção assegura a desaeração a uma taxa baixa (5 a 7 t/h) enquanto a segunda seção é colocada em funcionamento em caso de aumento da taxa.

[0006] A experiência de operação de tais deaeradores em NPPs mostra que o aumento de carga leva a inundação da coluna do desaerador. Este é um processo quando o vapor necessário para aquecer o refrigerante até o ponto de saturação (temperatura) e formar um meio de purga move-se para cima arrastando o refrigerante para o vapor.

[0007] É extremamente perigoso para NPPs enquanto o vapor flui para o sistema de recombinação de hidrogênio enquanto o refrigerante com alto teor de hidrogênio entra nos sistemas de recombinação tornando-o inoperável. A falha do sistema de recombinação pode fazer com que a mistura detonante exploda.

[0008] Os cálculos de estabilidade hidrodinâmica da coluna do desaerador (determinação da margem de inundação) utilizando métodos disponíveis (por exemplo, orientação técnica "Calculation and Design of Thermal Desaeradors", RTM 108.030.21-78, Rev. 1) não deram resposta à pergunta sobre a causa das inundações.

[0009] Foi exigida uma análise mais profunda do funcionamento de conjuntos de colunas individuais e de todo o desaerador para determinar as causas da inundação do desaerador e encontrar uma solução que assegura o funcionamento de confiança do desaerador em todo o modo de funcionamento, incluindo transientes.

[0010] Um desareador que inclui uma coluna com elementos aleatórios é revelado (ver Oliker II, Permyakov VA "Thermal Deaeration of Water at Thermal Power Plants", Leningrad, Energy, 1971, pp. 31 a 35).

[0011] A coluna do desaerador acima tem um corpo dividido com uma tampa, um distribuidor de água consistindo de uma bandeja perfurada, um leito empacotado e um coletor de distribuição de vapor. São fornecidos bocais na coluna para entrada de correntes de água, entrada de vapor e saída de vapor.

[0012] A desvantagem deste desaerador é uma faixa limitada de variação de carga determinada por apenas uma seção. Como a carga cai abruptamente em comparação com o valor de projeto, a camada de água acima do distribuidor de água torna-se suficientemente baixa para não cobrir completamente, prevendo a "quebra" do vapor de aquecimento no distribuidor de água enquanto as condições de inundação ocorrem durante um aumento acentuado na carga.

[0013] Deste modo, este desaerador garante uma operação confiável em uma faixa de cargas relativamente estreita.

[0014] Uma coluna do desaerador seccionada é revelada contendo um corpo de cilindro vertical montado instalado em um tanque de armazenamento de água desaerada, um dispositivo de drenagem de água e vapor, um bocal de pulverização de água desaerada e um canal de evaporação (ver patente RU 95654, C02F 1/20, 2010).

[0015] O dispositivo inclui também um cesto aberto para a entrada de água desaerada que forma um vedante hidráulico com dutos de drenagem e elevação de água e a área de contato de vapor com a água pulverizada é dividida em toda a sua altura em dois setores com bocais controlados independentemente.

[0016] Este dispositivo permite o controle da variação de carga em uma vasta faixa por meio da separação da câmara de jato.

[0017] As desvantagens do dispositivo são:

[0018] - necessidade de controlar a taxa de fluxo de cada bocal;

[0019] - o aumento da faixa de fluxo de água desaerada requer mais seções, levando a um aumento nos parâmetros de massa e tamanho da coluna do desaerador;

[0020] - os processos de aquecimento e desaeração do líquido de resfriamento baseiam-se na disposição direta que é menos intensiva do que a de contra- fluxo;

[0021] - apenas a parte do jato é utilizada enquanto o acondicionamento aleatório garante uma maior intensidade do processo;

[0022] - a saída de vapor de fundo pode resultar na entrada de água na purga.

[0023] Um desaerador para sistemas de controle de boros e compensação de NPPs com reatores de potência moderada a água refrigerada a água é tecnicamente o mais próximo da solução reivindicada (ver Fomin MP, Popik VV " Operation Adjustment of the Deaerator of the Primary Circuit Feed-and-Bleed System with Controlled Leakage and Recombination Systems", coletânea de resumos da 3a Conferência Científica e Técnica Internacional" Comissionamento do PNE ", Moscou, 28-29 de abril de 2014, pp. 56-57).

[0024] O dispositivo contém um tanque de armazenamento de refrigerante desaerado com uma conexão de saída contendo a fonte de vapor (trocador de calor). O tanque tem uma coluna do desaerador montada sobre ele, com duas seções de desaeração localizadas uma acima da outra, consistindo de uma bandeja de pressão e uma bandeja de distribuição, a área entre eles formando uma câmara de jato, e acondicionamento de elementos aleatórios em cada seção.

[0025] As seções de desaeração são separadas por uma vedação hidráulica formada pela borda da bandeja de pressão da seção superior e a projeção ligada à tampa da coluna. A tampa da coluna tem um encaixe de saída de purga e um ou vários encaixes de entrada para fornecimento de refrigerante ao desaerador. Todos os encaixes estão dentro da projeção de vedação hidráulica.

[0026] A desvantagem deste dispositivo é a sua baixa confiabilidade, uma vez que o desaerador opera, o fluxo de água na purga e desabilita o sistema de recombinação, o que pode resultar em explosões.

Divulgação da Invenção

[0027] O resultado técnico da solução reivindicada reside no aumento da confiabilidade do funcionamento do desaerador por exclusão da inundação e jato na purga quando a carga do desaerador é alterada por vezes ou mais por prevenção da evacuação da parte superior da coluna do desaerador em modos estacionários e transitórios de operação.

[0028] Para atingir o resultado técnico acima, o desaerador (opção 1), incluindo um tanque com um encaixe de saída e uma fonte de vapor, uma coluna desaerador com uma tampa montada no tanque com encaixes para entrada de água e purga de vapor localizada nos mesmos, contendo seções de desaeração superiores cada uma tenda bandejas de pressão e de distribuição instaladas de modo a formar uma câmara de jato na área entre elas, e um acondicionamento de elementos aleatórios, em que as seções de desaeração são separadas por uma vedação hidráulica formada pela borda da bandeja de pressão da seção superior e a projeção ligada à tampa da coluna, com encaixes de entrada de água e de purga de vapor localizadas no interior da projeção de vedação hidráulica que, de acordo com a invenção, tem aberturas cujas bordas inferiores estão localizadas mais acima da borda superior da vedação hidráulica pelo valor que excede a soma da altura de descarga do refrigerante sobre a borda de vedação hidráulica e da resistência hidráulica do canal de vedação hidráulica, enquanto a seção transversal total das aberturas é determinada pela igualdade da pressão de vapor no encaixe de purga e na área dentro da projeção de vedação hidráulica.

[0029] Para atingir o resultado técnico acima, o desaerador (opção 2), incluindo um tanque com um encaixe de saída e uma fonte de vapor, uma coluna do desaerador com uma tampa montada no tanque com encaixes para entrada de água e purga de vapor nelas, contendo seções de desaeração superiores cada uma tenda bandejas de pressão e de distribuição instaladas de modo a formar uma câmara de jato na área entre elas, e um acondicionamento de elementos aleatórios, em que as seções de desaeração são separadas por uma vedação hidráulica formada pela borda da bandeja de pressão da seção superior e a projeção ligados à tampa da coluna, com encaixes de entrada de água e de purga de vapor localizadas no interior da projeção de vedação hidráulica que, de acordo com a invenção, tem aberturas cujas bordas inferiores estão localizadas mais acima da borda superior da vedação hidráulica pelo valor que excede a soma da altura de descarga do refrigerante sobre a borda de vedação hidráulica e a resistência hidráulica do canal de vedação hidráulica, enquanto a seção transversal total das aberturas é determinada pela igualdade da pressão de vapor no encaixe de purga e na área dentro da projeção de vedação hidráulica, e um encaixe de purga de vapor adicional está localizado fora da projeção de vedação hidráulica na tampa da coluna do desaerador.

[0030] Para obter o resultado técnico acima, o desaerador (opção 3), que inclui um tanque com um encaixe de saída e uma fonte de vapor, uma coluna do desaerador com uma tampa montada no tanque com encaixes para entrada de água e purga de vapor nelas, contendo seções de desaeração superiores cada uma tenda bandejas de pressão e de distribuição instaladas de modo a formar uma câmara de jato na área entre elas, e um acondicionamento de elementos aleatórios, em que as seções de desaeração são separadas por uma vedação hidráulica formada pela borda da bandeja de pressão da seção superior e a projeção ligados à tampa da coluna, com encaixes de entrada de água e de purga de vapor localizadas no interior da projeção de vedação hidráulica que, de acordo com a invenção, tem aberturas cujas bordas inferiores estão localizadas mais acima da borda superior da vedação hidráulica pelo valor que excede a soma da altura de descarga do refrigerante sobre a borda de vedação hidráulica e a resistência hidráulica do canal de vedação hidráulica, enquanto a seção transversal total das aberturas é determinada pela igualdade da pressão de vapor no encaixe de purga e na área dentro da projeção de vedação hidráulica, E um encaixe de purga de vapor adicional está localizado fora da projeção de vedação hidráulica na tampa da coluna do desaerador, enquanto que a seção de desaeração superior está ligada diretamente ao tanque por meio de um tubo de ligação que percorre toda a seção de desaeração inferior.

Breve descrição dos Desenhos

[0031] A reivindicação é ilustrada com desenhos, onde a Fig. 1 mostra os esquemas do desaerador (opção 1); FIG. 2 mostra a coluna do desaerador de acordo com a opção 1; FIG. 3 inclui a seção A que mostra a projeção de vedação hidráulica com uma abertura (opção 1); FIG. 4 mostra a coluna do desaerador com um encaixe de purga adicional de acordo com a opção 2; FIG. 5 mostra a coluna do desaerador com uma tubulação de ligação adicional de acordo com a opção 3.

[0032] Deve notar-se que os desenhos mostram apenas as partes que são necessárias para compreender o conceito da reivindicação, omitido o equipamento associado bem conhecido pelos especialistas neste campo.

[0033] Os seguintes itens são mostrados nos desenhos: 1 - tanque; 2 - fonte de vapor; 3 - coluna do desaerador; 4 e 5 - encaixes de abastecimento de água; 6 - encaixe de purga; 7 - encaixe de saída; 8 - bandeja de pressão da primeira seção de ventilação; 9 - parte de jato da primeira seção de desaeração; 10 - bandeja de distribuição da primeira seção de desaeração; 11 - cestos da bandeja de distribuição da primeira seção de desaeração; 12 - acondicionamento de elementos aleatórios da primeira seção de desaeração; 13 - bandeja de pressão da segunda seção de desaeração; 14 - parte de jato da segunda seção de desaeração; 15 - bandeja de distribuição da segunda seção de desaeração; 16 - cestos da bandeja de distribuição da segunda seção de desaeração; 17 - acondicionamento de elementos aleatórios da segunda seção de desaeração; 18 - borda de vedação hidráulica; 19 - projeção de vedação hidráulica; 20 - partição; 21 - aberturas na projeção hidráulica do vedante; 22 - encaixe de purga adicional para a opção 2; 23 - tubo de ligação adicional para a opção 3.

[0034] O desaerador (opção 1) consiste em um tanque 1 na forma de um recipiente de aço cilíndrico com fundo elíptico e tampa. A parte inferior do tanque 1 aloja a fonte de vapor 2 que é um trocador de calor de superfície feito de tubos de aço lisos aquecidos pelo vapor proveniente da extração de turbina (Fig. 1).

[0035] O tanque 1 contém uma coluna do desaerador 3 constituída por duas seções paralelas de desaeração com elementos aleatórios.

[0036] A tampa de coluna 3 está equipada com encaixes de abastecimento de água 4 e 5 e um encaixe de purga 6. A parte inferior do tanque 1 tem um encaixe de saída 7.

[0037] A primeira seção de desaeração inclui os seguintes elementos localizados um sobre o outro: uma bandeja de pressão 8, uma parte de jato 9, uma bandeja de distribuição 10 (perfurado) com cestos 11 montados sobre ele e um acondicionamento 12 com elementos aleatórios tais como o elemento em forma de ômega neste exemplo de aplicação específico.

[0038] A segunda seção de desaeração está localizada sob a primeira ao longo do eixo vertical do dispositivo. Inclui os mesmos elementos que a primeira seção: uma bandeja de pressão 13, uma parte de jato 14, uma bandeja de distribuição 15 (perfurada) com cestos 16 montados sobre o mesmo e um acondicionamento com elementos aleatórios 17.

[0039] A primeira e segunda seções de desaeração são separadas por uma vedação hidráulica formada pela borda 18 e a projeção 19. A parte superior da borda 18 está localizada acima da bandeja de pressão 8 da primeira seção de desaeração. A projeção 19 é concebida de modo que a sua borda inferior se encontra abaixo da bandeja de pressão 8 da primeira seção de desaeração e a borda superior está ligada à tampa da coluna 3 de modo que os encaixes de entrada 4 e 5 estão dentro da projeção 19.

[0040] A parte de jato 9 da primeira seção de desaeração está ligada ao encaixe de purga 6 por meio de uma divisória 20 que atravessa a bandeja de pressão 8 e está ligada à tampa da coluna 3 na parte superior. Pequenos orifícios de ventilação estão localizados nos pontos de ligação da projeção 19 e a divisória 20 à tampa da coluna 3.

[0041] A projeção 19 tem aberturas 21 nela localizadas mais elevadas do que a extremidade 18 de topo por um valor que excede a soma da altura de transbordamento do refrigerante sobre a borda 18 e resistência hidráulica do canal de vedação hidráulica.

[0042] A seção transversal total das aberturas 21 é determinada pela igualdade da pressão de vapor no encaixe de purga 6 e no espaço dentro da projeção 19.

Opções de Realização da Invenção

[0043] O desaerador (opção 1) funciona da seguinte forma.

[0044] A corrente de fonte de líquido de resfriamento (purga de circuito) flui para dentro da coluna do desaerador 3 através do encaixe de entrada de água 4 a uma taxa de fluxo constante. Assim que o líquido de resfriamento está no desaerador, começa a ser aquecido por condensação de vapor. Além disso, o vapor condensa-se no espelho do refrigerante gerado na bandeja de pressão 8 da primeira seção de desaeração. Através das aberturas na bandeja de pressão 8, o refrigerante entra na parte de jato 9 da primeira seção de desaeração onde é aquecida até ao ponto de saturação pelo vapor gerado na fonte de vapor 2.

[0045] A altura da borda 18 da vedação hidráulica é calculada de modo que o nível de líquido de refrigeração na bandeja de pressão 8 da primeira seção de desaeração seja mais baixo, ou seja, toda a quantidade de refrigerante só entra na primeira seção de desaeração.

[0046] Depois do aquecimento na parte de jato 9 da primeira seção de desaeração, o refrigerante condensa uma parte do vapor e flui para a bandeja de distribuição 10 da primeira seção de desaeração. Os cestos 11 montados nela servem para permitir que o vapor passe para dentro da parte de jato 9, por isso a sua altura deve exceder o nível potencial de refrigerante e condensado na bandeja de distribuição 10 da primeira seção de desaeração.

[0047] Através da perfuração da bandeja de distribuição 10 da primeira seção de desaeração, o refrigerante flui para dentro do acondicionamento 12 com elementos aleatórios onde o seu aquecimento final para o estado de saturação e desgaseificação ocorre. Elementos aleatórios asseguram a eficiência da desgaseificação à medida que a água se espalha sobre a sua superfície em uma película fina, aumentando assim a área de contato entre a água e o vapor, enquanto deixa uma grande seção livre entre os elementos (devido à sua aleatoriedade) através.

[0048] Em seguida, o refrigerante e o condensado gerados como resultado do seu fluxo de aquecimento através da segunda seção de desaeração para o tanque 1 e mais para trás ao circuito através do encaixe de saída 7. Os gases emitidos a partir do refrigerante nas misturas com alguma saída de vapor do desaerador através da divisória 20 para o encaixe de purga 6.

[0049] Quando o fluxo de refrigerante adicional (por exemplo, compensação) é fornecido ao desaerador através do encaixe de entrada 5 e/ou a taxa de fluxo através do encaixe de entrada 4 aumenta significativamente, todo o fluxo de refrigerante através da bandeja de pressão 8 da primeira seção de desaeração para a primeira seção é interrompido. O nível na bandeja 8 começa a aumentar excedendo a altura da borda 18 da vedação hidráulica e o refrigerante começa a fluir para a bandeja de pressão 13 da segunda seção de desaeração.

[0050] Assim, taxas de fluxo de refrigerante mais elevadas levam ambas as seções de desaeração a operação. A taxa de fluxo através da primeira seção de desaeração é determinada pela altura da borda 18 da vedação hidráulica, o resto do líquido de refrigeração flui para a bandeja 13 da segunda seção de desaeração e depois para a parte de jato 14, a bandeja de distribuição 15 e no acondicionamento 17 com elementos aleatórios.

[0051] O vapor da fonte 2 move-se em direção à corrente de resfriamento: através do acondicionamento 17 da segunda seção de desaeração, através dos cestos 16 para dentro da parte de jato 14, então flui parcialmente para a primeira seção e o resto aquece o refrigerante no jato Parte 14 da segunda seção de desaeração. Os gases emitidos a partir do refrigerante que passa através da segunda seção de desaeração, a partir do volume da parte de jato 14, saem para o encaixe de purga 6 através de todos os elementos da primeira seção (itens 12, 10, 11, 9, 20).

[0052] Para assegurar o funcionamento seguro do desaerador, é importante evitar inundações durante o seu funcionamento, tanto em modo estacionário como em modo transitório.

[0053] Isto requer uma seleção correta de seções transversais dos acondicionamentos de elementos aleatórios 12 e 17 e o balanço de pressão em todas as partes da coluna 3.

[0054] As seções transversais devem ser selecionadas em conformidade com os documentos regulamentares (diretriz técnica " Calculation and Design of Thermal Deaerators " RTM 108.030.21-78, Rev. 1).

[0055] Se a seção transversal do fluxo do conjunto de aberturas 21 na projeção 19 for insuficiente, o volume da coluna 3 limitado pela projeção 19 será evacuado. A evacuação da parte de jato 8 da primeira seção de desaeração seguirá fazer aumentar o nível de resfriamento. Quando o nível de refrigerante excede a altura do cesto 11 na bandeja de distribuição 10 da primeira seção de desaeração, a seção transversal para o fluxo de purga é reduzida, provocando inundação com o refrigerante arrastado para o encaixe 6.

[0056] A seção transversal do conjunto de aberturas 21 na projeção 19 deve ser selecionada com base na seguinte condição: o diferencial de pressão na parede de divisão 20 deve ser zero. Para este efeito, é necessário que o diferencial de pressão de resistência de vapor da câmara de jato 14 da segunda seção de desaeração para o encaixe de purga 6 seja igual ao diferencial de pressão de resistência de vapor da câmara de jato 14 da segunda seção de desaeração para o volume dentro da projeção 19.

[0057] A quantidade de vapor que entra na parte de jato 14 da segunda seção de desaeração através dos cestos 16 é consumida como se segue: 1. Condensação dos jatos da parte do jato 14. 2. Condensação no espelho da bandeja de pressão 13. 3. Condensação dos jatos de refrigeração que fluem dos encaixes de entrada 4 e 5. 4. Condensação no espelho da bandeja de pressão 8. 5. Condensação no acondicionamento 12. 6. Condensação na bandeja de distribuição 10. 7. Condensação na parte do jato 9. 8. Fluir para o encaixe 6 através da divisória 20 com gases de desaeração.

[0058] Assim, a taxa de fluxo de vapor que gera um diferencial de pressão entre a saída dos cestos 16 da bandeja de distribuição da segunda seção de desaeração e o espaço interior da divisória 20 é formado pelo fluxo de vapor condensado na primeira seção de desaeração (itens 5 a 7) e vapor de purga da primeira e segunda seções (item 8). A taxa de fluxo de vapor que determina o diferencial de pressão entre a saída dos cestos 11 e o espaço no interior da projeção 19 (isto é, fora da divisória 18) é formado pelos fluxos dos itens 1 a 4 e parcialmente o item 8.

[0059] O diferencial de pressão nas aberturas 21 é determinado pela igualdade destes diferenciais de pressão. Se a quantidade de vapor condensada no volume dentro da projeção 18 (itens 3 e 4) é conhecida, então a seção transversal de fluxo total requerida do conjunto de aberturas 21 pode ser determinada que assegure o fluxo de vapor necessário através da projeção 19.

[0060] Tecnicamente, esta seção transversal é concebida como vários orifícios do diâmetro correspondente equidistantes em torno da projeção. Para evitar que a seção transversal seja parcialmente coberta pelo líquido de resfriamento na bandeja de pressão 8, as bordas inferiores das aberturas 21 devem estar localizadas acima do topo 18 da vedação hidráulica pelo valor que excede a soma da altura de descarga do refrigerante em cima da borda 18 e a resistência hidráulica do canal de vedação hidráulica.

[0061] Abaixo está um caso específico de cálculo do diâmetro das aberturas 21, a sua seção transversal total no balanço de pressão no encaixe de purga 6 e no interior da projeção 19 da vedação hidráulica acima da bandeja de pressão 8 da primeira seção de desaeração:

[0062] 1. A condensação de vapor na câmara superior da coluna desaerador foi calculada utilizando o seguinte método: KORSAR/I1.1. Código de Cálculo Termo- Hidráulico. Método de Cálculo das Relações de Fechamento e dos Fenômenos Físicos Individuais do Circuito Hidráulico Térmico. Sosnovy Bor: AP Aleksandrov NITI, 2001, p. 147.

[0063] 2. A ultrapassagem de nível que assegura o excesso de excesso de água da bandeja de distribuição 8 para a bandeja de distribuição 13 através da borda 18 da vedação hidráulica foi calculada utilizando o seguinte método: AV Karaushev. Hidráulica Fluvial. Leningrado, Editora Hidrometeorológica, 1969, p. 417.

[0064] A resistência hidráulica do canal de vedação hidráulica foi tida em conta durante o cálculo do nível.

[0065] 3. A resistência hidráulica foi calculada de acordo com a seguinte publicação: Idelchak I. Ye. Livro de Referência de Resistência Hidráulica. Moscow, Mashinostroyenlye, 1957, p. 559.

[0066] Como resultado, foram obtidos os seguintes dados para o desaerador de controle de boro: para o fluxo de vapor através da projeção 19 da vedação hidráulica, é necessário proporcionar aberturas 21 com uma seção total F = 0,0038 m2 que pode ser assegurada por 12 aberturas com um diâmetro de 20 mm (12 π(20 10-3) 2/4 = 0,00377 m2).

[0067] A solução técnica reivindicada permite evitar inundações e jatos na purga quando a carga do desaerador é alterada por vezes ou mais.

[0068] O desaerador é projetado com uma coluna de duas seções na qual as seções de desaeração são divididas por uma vedação hidráulica e a projeção de vedação hidráulica tem um conjunto de aberturas com a seção transversal total predeterminada assegurando o equilíbrio de pressão na conexão de purga e dentro da projeção de vedação hidráulica Acima da bandeja de pressão da primeira seção.

[0069] Isto elimina o problema da evacuação da parte superior da coluna do desaerador e melhora a confiabilidade do dispositivo.

[0070] O desaerador (opção 2) consiste em um tanque 1 na forma de um recipiente de aço cilíndrico com fundo elíptico e tampa. A parte inferior do tanque 1 aloja a fonte de vapor 2 que é um trocador de calor de superfície feito de tubos de aço lisos aquecidos pelo vapor proveniente da extração da turbina (Fig. 4).

[0071] O tanque 1 contém uma coluna do desaerador 3 constituída por duas seções paralelas de desaeração com elementos aleatórios.

[0072] A tampa de coluna 3 está equipada com encaixes de abastecimento de água 4 e 5 e um encaixe de purga 6. A parte inferior do tanque 1 tem um encaixe de saída 7.

[0073] A primeira seção de desaeração inclui os seguintes elementos localizados um sobre o outro: uma bandeja de pressão 8, uma parte de jato 9, uma bandeja de distribuição 10 (perfurado) com cestos 11 montados sobre ele e um acondicionamento 12 com elementos aleatórios tais como o elemento em forma de ômega neste exemplo de aplicação específico.

[0074] A segunda seção de desaeração está localizada sob a primeira ao longo do eixo vertical do dispositivo. Inclui os mesmos elementos que a primeira seção: uma bandeja de pressão 13, uma parte de jato 14, uma bandeja de distribuição 15 (perfurada) com cestos 16 montados sobre o mesmo e um acondicionamento com elementos aleatórios 17.

[0075] A primeira e segunda seções de desaeração são separadas por uma vedação hidráulica formada pela borda 18 e a projeção 19. A parte superior da borda 18 está localizada acima da bandeja de pressão 8 da primeira seção de desaeração. A projeção 19 é concebida de modo que a sua borda inferior se encontra abaixo da bandeja de pressão 8 da primeira seção de desaeração e a borda superior está ligada à tampa da coluna 3 de modo que os encaixes de entrada 4 e 5 estão dentro da projeção 19.

[0076] A parte de jato 9 da primeira seção de desaeração está ligada ao encaixe de purga 6 por meio de uma divisória 20 que atravessa a bandeja de pressão 8 e está ligada à tampa da coluna 3 na parte superior. Pequenos orifícios de ventilação estão localizados nos pontos de ligação da projeção 19 e a divisória 20 à tampa da coluna 3. A projeção 19 tem aberturas 21 nela localizadas mais elevadas do que a extremidade 18 de topo por um valor que excede a soma da altura de transbordamento do refrigerante sobre a borda 18 e resistência hidráulica do canal de vedação hidráulica.

[0077] A seção transversal total das aberturas 21 é determinada pela igualdade da pressão de vapor no encaixe de purga 6 e no espaço dentro da projeção 19.

[0078] O desaerador de acordo com a opção 2 (Fig. 4) contém um encaixe de purga adicional 22 localizado na tampa da coluna do desaerador fora do espaço limitado pela projeção de vedação hidráulica 19.

[0079] O desaerador (opção 2) funciona da seguinte forma.

[0080] O fluxo de fonte de refrigerante (descarga de circuito) flui para a coluna 3 através do encaixe de entrada de água 4 a uma taxa de fluxo constante. Assim que o líquido de resfriamento está no desaerador, começa a ser aquecido por condensação de vapor. Além disso, o vapor condensa-se no espelho refrigerante gerado na bandeja de pressão 8 da primeira seção de desaeração. Através das aberturas na bandeja de pressão 8, o refrigerante entra na parte de jato 9 da primeira seção de desaeração onde é aquecida até ao ponto de saturação pelo vapor gerado na fonte de vapor 2.

[0081] A altura da borda 18 da vedação hidráulica é calculada de modo que o nível de líquido de refrigeração na bandeja de pressão 8 da primeira seção de desaeração seja mais baixo, ou seja, toda a quantidade de refrigerante só entra na primeira seção de desaeração.

[0082] Depois do aquecimento na parte de jato 9 da primeira seção de desaeração, o refrigerante condensa uma parte do vapor e flui para a bandeja de distribuição 10 da primeira seção de desaeração. Os cestos 11 montados nela servem para permitir que o vapor passe para dentro da parte de jato 9, por isso a sua altura deve exceder o nível potencial de refrigerante e condensado na bandeja de distribuição 10 da primeira seção de desaeração.

[0083] Através da perfuração da bandeja de distribuição 10 da primeira seção de desaeração, o refrigerante flui para dentro do acondicionamento 12 com elementos aleatórios onde o seu aquecimento final para o estado de saturação e desgasificação ocorre. Elementos aleatórios asseguram a eficiência da desgaseificação à medida que a água se espalha sobre a sua superfície em uma película fina, aumentando assim a área de contato entre a água e o vapor, enquanto deixa uma grande seção livre entre os elementos (devido à sua aleatoriedade) através.

[0084] Em seguida, o refrigerante e o condensado gerados como resultado do seu fluxo de aquecimento através da segunda seção de desaeração para o tanque 1 e mais para trás ao circuito através do encaixe de saída 7. Os gases emitidos a partir do refrigerante nas misturas com alguma saída de vapor do desaerador através da divisória 20 para o encaixe de purga 6.

[0085] Quando o fluxo de refrigerante adicional (por exemplo, compensação) é fornecido ao desaerador através do encaixe de entrada 5 e/ou a taxa de fluxo através do encaixe de entrada 4 aumenta significativamente, todo o fluxo de refrigerante através da bandeja de pressão 8 da primeira seção de desaeração para a primeira seção é interrompido. O nível na bandeja 8 começa a aumentar excedendo a altura da borda 18 da vedação hidráulica e o refrigerante começa a fluir para a bandeja de pressão 13 da segunda seção de desaeração.

[0086] Assim, taxas de fluxo de refrigerante mais elevadas levam ambas as seções de desaeração a operação. A taxa de fluxo através da primeira seção de desaeração é determinado pela altura da borda 18 da vedação hidráulica, o resto do líquido de refrigeração flui para a bandeja 13 da segunda seção de desaeração e depois para a parte de jato 14, a bandeja de distribuição 15 e no acondicionamento 17 com elementos aleatórios.

[0087] O vapor da fonte 2 move-se em direção à corrente de resfriamento: através do acondicionamento 17 da segunda seção de desaeração, através dos cestos 16 para dentro da parte de jato 14, então flui parcialmente para a primeira seção e o resto aquece o refrigerante no jato Parte 14 da segunda seção de desaeração. Os gases emitidos pelo refrigerante que passa através da segunda seção de desaeração, do volume da parte de jato 14 saem para o dispositivo de purga 22 passando todos os elementos da primeira seção (itens 12, 10, 11, 9, 20).

[0088] Consequentemente, o vapor da segunda seção de desaeração não necessita de passar através da primeira seção, diminuindo assim a taxa de fluxo de gás através da primeira seção e aumentando a margem de inundação.

[0089] Para a modalidade específica, a margem de inundação foi determinada como a relação da velocidade de vapor limite com a velocidade de vapor de projeto de acordo com RTM 108.030.21-78.

[0090] A velocidade limite do vapor depende da taxa de pulverização, da resistência do acondicionamento e de vários outros parâmetros. A velocidade de vapor de projeto é a razão entre a taxa de fluxo de vapor volumétrico e a abertura livre de acondicionamento.

[0091] A taxa de fluxo de vapor volumétrico através do acondicionamento é formada pela taxa de fluxo do vapor necessário para aquecer o refrigerante até ao ponto de saturação (este vapor é condensado à medida que a água é aquecida, isto é, à taxa de fluxo reduz à medida que se move), e do vapor que flui para a purga que arrasta gases não condensáveis emitidos da água durante a desaeração.

[0100] A taxa de fluxo deste último é constante ao longo da altura da coluna e é de cerca de 3 a 5% do valor total. Quando a segunda seção de desaeração é colocada em funcionamento, isto é, quando o líquido de resfriamento começa a transbordar a borda 18 da vedação hidráulica para a bandeja 13, a taxa de fluxo de vapor de purga deve ser aumentada (3 a 4 vezes) para assegurar a purga normal.

[0101] Assim, a instalação de um encaixe adicional 22 permite um aumento da margem de inundação no caso de um aumento de carga na primeira seção em cerca de 15% a 20% em comparação com a opção 1.

[0102] O desaerador (opção 3) consiste em um tanque 1 na forma de um recipiente de aço cilíndrico com fundo elíptico e tampa. A parte inferior do tanque 1 aloja a fonte de vapor 2 que é um trocador de calor de superfície feito de tubos de aço lisos aquecidos pelo vapor proveniente da extração da turbina (Fig. 5).

[0103] O tanque 1 contém uma coluna do desaerador 3 constituída por duas seções paralelas de desaeração com elementos aleatórios.

[0104] A tampa de coluna 3 está equipada com encaixes de abastecimento de água 4 e 5 e um encaixe de purga 6. A parte inferior do tanque 1 tem um encaixe de saída 7.

[0105] A primeira seção de purga inclui os seguintes elementos localizados um acima do outro: uma bandeja de pressão 8, um jato parte 9, uma bandeja de distribuição 10 (perfurada) com cestos 11 montados sobre ele, e um acondicionamento 12 com elementos aleatórios, como elemento em forma de ômega neste exemplo de aplicação específica.

[0106] A segunda seção de purga de ar está localizada sob o primeiro uma ao longo do eixo vertical do dispositivo. Ele inclui os mesmos elementos que a primeira seção: uma bandeja de pressão 13, um jato parte 14, uma bandeja de distribuição 15 (perfurada) com cestos 16 montados sobre ele, e um acondicionamento com elementos aleatórios 17.

[0107] A primeira e a segunda seções de desaeração são separadas por uma vedação hidráulica formada pela borda 18 e a projeção 19. A borda superior 18 está localizada acima da bandeja de pressão 8 da primeira seção de purga de ar. A projeção 19 é concebido de modo que a sua borda inferior é baixa da bandeja de pressão 8 da primeira seção de purga de ar, e a extremidade superior está ligada à tampa da coluna 3 para que encaixes de entrada 4 e 5 estão no interior da projeção 19.

[0108] A parte 9 de jato da primeira seção de purga de ar está ligado ao encaixe de descarga 6 por meio de uma divisória 20 que funcionam através da bandeja de pressão 8 e ligado à tampa da coluna 3, na parte superior. Orifícios de purga pequenos estão localizados nos pontos de fixação da projeção 19 e a divisória 20 para a tampa da coluna 3. A 19 de projeção tem aberturas 21 em que localizados acima da parte superior borda 18 por um valor superior a soma de altura transbordamento do líquido de resfriamento ao longo da borda 18 e a resistência hidráulica do canal de vedação hidráulica.

[0109] A seção transversal total das aberturas 21 é determinada pela igualdade de pressão de vapor no encaixe 6 de descarga e no espaço no interior da projeção 19.

[0110] O desaerador contém uma purga adicional encaixe 22 localizado na tampa da coluna do desaerador fora do espaço limitado pela projeção vedante hidráulico 19.

[0111] O separador (opção 3) contém um tubo de ligação adicional 23 que liga a primeira seção de purga de ar (acondicionamento 12) diretamente para o espaço do tanque de armazenamento 1 que funciona através do acondicionamento 17 (Fig. 5).

[0112] O separador (opção 3) funciona da seguinte forma.

[0113] A corrente de fonte de fluido de resfriamento (purga circuito) flui para dentro da coluna 3 através de encaixe 4 a uma taxa de fluxo constante a entrada de água. Assim que o fluido de resfriamento é no desaerador, ele começa a ser aquecida pela condensação do vapor. Além disso, o vapor condensa sobre o espelho do líquido de resfriamento gerado na bandeja de pressão 8 da primeira seção de purga de ar. Através das aberturas na bandeja de pressão 8, o líquido de resfriamento entra na parte de jato 9 da primeira seção de desaeração, onde é aquecido até ao ponto de saturação do vapor gerado na fonte de vapor 2.

[0114] A altura da borda 18 da vedação hidráulica é calculada de forma a que o nível do líquido de refrigeração na bandeja de pressão 8 da primeira seção de purga de ar seria mais baixo, ou seja, toda a quantidade do líquido de resfriamento entra apenas a primeira seção de purga de ar.

[0115] Após o aquecimento na parte de jato 9 da primeira seção de purga, o refrigerante condensa parte do vapor e flui para a bandeja de distribuição 10 da primeira seção de purga. Cestos 11 montados em que servem para deixar a passagem de vapor para a parte de jato 9, razão pela qual a sua altura deve exceder o nível potencial de refrigerante e condensado na bandeja de distribuição 10 da primeira seção de purga.

[0116] Através da perfuração da bandeja de distribuição 10 da primeira seção de purga de ar, o refrigerante flui para a acondicionamento 12 com elementos aleatórios onde o seu aquecimento final para o estado de saturação e de desgaseificação ocorre. Elementos aleatórios asseguram a eficácia da desgaseificação como a água se espalha sobre sua superfície em uma película fina, aumentando assim a área de contato entre a água e vapor, por sua vez deixando uma grande seção transversal livre entre os elementos (devido à sua aleatoriedade) para deixar o go vapor através.

[0117] Em seguida, o líquido refrigerante e o condensado produzido como resultado do seu fluxo de aquecimento passam através da segunda seção de purga de ar para o tanque 1 através do tubo de ligação 23 e ainda mais para trás para o circuito através do encaixe 7. Os gases emitidos a partir do líquido de resfriamento nas misturas com alguma saída de vapor do desaerador através da divisória 20 para a purga encaixe 6.

[0118] Quando o fluxo de líquido de resfriamento adicional (por exemplo, composição) é fornecido para o desgaseificador por meio do encaixe 5 e/ou a taxa de fluxo através do encaixe 4 aumenta significativamente a entrada de admissão, todo o fluxo de líquido de resfriamento através da bandeja de pressão 8 da primeira seção de purga de ar para dentro da primeira seção é interrompido. O nível na bandeja 8 começa a aumentar superior à altura da borda 18 da vedação hidráulica e o refrigerante começa a fluir sobre a bandeja de pressão 13 da segunda seção de purga.

[0119] Assim, as taxas de fluxo do líquido de resfriamento mais elevadas trazer ambas as seções de desaeração a operação. A taxa de fluxo através da primeira seção de purga de ar é determinada pela altura da borda 18 da vedação hidráulica, o resto do líquido de resfriamento flui para a bandeja 13 da segunda seção de purga de ar e, em seguida, para a parte de jato 14, a bandeja de distribuição 15 e no acondicionamento 17 com elementos aleatórios.

[0120] O vapor da fonte 2 move-se para o fluxo de refrigerante: a primeira seção de purga através do tubo 23, e a segunda seção de purga através do enchimento 17 da segunda seção de purga, através dos cestos 16 para a parte de jato 14. O vapor que passa através do tubo de ligação 23 para os fluxos de apenas a primeira seção de desaeração, enquanto que o vapor que passa através da segunda seção de purga de ar aquecendo o fluido de resfriamento no acondicionamento 17 e, na parte de jato 14. Os gases emitidos a partir do líquido de resfriamento que passa através da primeira seção de desaeração sai para o encaixe 6, enquanto os gases emitidos a partir do líquido de resfriamento que passa através da segunda seção de purga de ar a partir do volume do jato parte 14 de saída para o encaixe 22 de purga de purga.

[0121] Portanto, a purga seções operar em paralelo, o que reduz as taxas de vapor e de fluxo de água através da segunda seção, dispõe cálculos inequívocas, melhorando assim a confiabilidade geral dos cálculos e operação do desaerador.

Aplicabilidade industrial

[0122] O separador (Opções) pode ser aplicado em outros sistemas com uma ampla faixa de variação na taxa de fluxo do líquido de refrigeração fornecido por desaeração.

Claims

1. Desaerador incluindo um tanque (1) com um encaixe de saída (7) e uma fonte de vapor (2), uma coluna do desaerador (3) com uma tampa montada no tanque (1) com encaixes para entrada de água (4, 5) e purga de vapor (6) localizada nele, contendo seções de desaeração inferior e superior cada tenda bandejas de pressão (8, 13) e distribuição (10, 15) instaladas de modo a formar uma câmara de jato (9, 14) na área entre elas, e acondicionamento de elemento aleatório (12, 17), em que seções de desaeração são separadas por uma vedação hidráulica formada por uma borda (18) e uma projeção (19) conectada à tampa da coluna, com entrada de água (4, 5) e encaixes de purga de vapor (6) localizados dentro da projeção de vedação hidráulica (19), caracterizado pelo fato de que a projeção de vedação hidráulica (19) tem aberturas (21) nas bordas inferiores as quais estão localizadas mais altas que a borda superior da vedação hidráulica (18) pelo valor excedendo a soma da altura de trasborda do refrigerante sobre borda de vedação hidráulica (18) e resistência hidráulica do canal de vedação hidráulica, enquanto a seção transversal total das aberturas (21) é determinada pela igualdade da pressão de vapor no encaixe de purga (6) e na área dentro da projeção de vedação hidráulica (19).

2. Desaerador, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um encaixe de purga de vapor adicional (22) é localizado fora da projeção de vedação hidráulica (19) na tampa da coluna do desaerador (3).

3. Desaerador, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a seção de desaeração superior é conectada diretamente ao tanque (1) por meio de uma tubulação de conexão (23) correndo todo caminho através da seção de desaeração inferior.