CN107076409B - 脱气器(变体) - Google Patents

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Abstract

本发明涉及热交换机械。该装置包括具有出口配件和蒸汽源的罐、具有盖和位于其上的进水和蒸汽排放配件的脱气器筒体，该脱气器筒体包含下部脱气区段和上部脱气区段。每一个区段包括压力托板和分配托板以及无规元件填料，压力托板和分配托板在它们之间的空间中形成喷射室。脱气区段通过由上部区段压力托板的边缘和连接到脱气器筒体盖的突起形成的液压密封分开。进水和蒸汽排放配件位于液压密封突起内，该液压密封突起中具有开口。该开口的下边缘被定位成高出液压密封边缘的上侧一值，该值超过边缘上方的冷却介质的溢出高度与液压密封通道的液压阻力的总和。该开口的总横截面由排放配件中和液压密封突起内的空间中的蒸汽压力的相等度来确定。这提高了操作可靠性。

Description

脱气器(变体)
技术领域
本发明涉及热交换机械，特别是热脱气器(термическимдеаэраторам)，并且可以被用在热动力设备和核动力设备的动力单元中以及锅炉中。
所要求保护的技术方案属于具有无规元件填料的热脱气器。
背景技术
主要应用领域是具有水冷却水调节的动力反应堆的核动力设备(NPP)的容积和硼控制系统(системы подпитки и борного регулирования)。
容积和硼控制系统的操作的特征在于以下事实：大部分时间，从主冷却介质回路以低流量(约5吨/小时)供应冷却介质进行脱气。然而，根据单元操作模式，供应至脱气器的冷却介质的流量可以周期性地增加10至15倍(高达70吨/小时)。
这就是为什么脱气器通常具有两段脱气器筒体的原因，其中第一区段确保以低流量(5至7吨/小时(t/h))脱气，而第二区段在流量增加的情况下开始运作。
NPP上这样的脱气器的运作经验表明，负荷的增加导致脱气器筒体的溢流。这是当将冷却介质加热到饱和点(温度)并且形成排放介质所必需的蒸汽向上移动以将冷却介质夹带到蒸汽中时的过程。
对于NPP极其危险的是，蒸汽流到氢复合系统，当具有高氢气含量的冷却介质进入复合系统时，使其不可操作。复合系统的故障可能导致爆炸性混合物爆炸。
使用可用的方法(例如技术指南“热脱气器的计算和设计”，RTM 108.030.21-78，修订版1(например,руководящий технический материал 《Расчет и проектирование термических деаэраторов》,PTM 108.030.21-78,изм.1))来计算脱气器筒体的流体动力学稳定性(确定溢流裕度)没有给出关于溢流的原因的问题的答案。
需要对单个筒体组件以及整个脱气器的操作进行更深入地分析，以确定脱气器溢流的原因并且找到一种确保脱气器在所有操作模式(包括瞬态)下的可靠操作的解决方案。
公开了一种包括具有无规元件的筒体的脱气器(参见奥力克I.I.，佩尔米亚科夫V.A.，“热动力设备中的水的热脱气”，列宁格勒，能源，1971，第31-35页(Оликер И.И.,Пермяков В.А.《Термическая деаэрация воды на тепловых электростанциях》,Ленинград,Энергия,1971,стр.31-35))。
上述脱气器的筒体具有分裂式主体，该分裂式主体局具有盖、由穿孔托板、填充床和蒸汽分配集管组成的水分配器。在筒体中设置用于水流入口、蒸汽入口和蒸汽出口的喷嘴。
该脱气器的缺点是仅由一个区段确定的有限的负荷变化范围。当与设计值相比负荷急剧下降时，水分配器上方的水层变得足够低而不能完全覆盖水分配器，导致在负荷急剧增加期间加热蒸汽进入水分配器中“突然发生”，同时溢流条件发生。
因此，该脱气器确保在相对窄的负荷范围内的可靠操作。
公开了一种分段式脱气器筒体，该脱气器筒体包含安装在脱气储水罐上的竖直缸体、水和蒸汽排放装置、脱气水喷射喷嘴和蒸发通道(参见专利RU No.95654，C02F 1/20，2010)。
该装置还包括用于脱气水进入的开放式桶，其与排水管和提升管形成液压密封，并且蒸汽与喷射的水接触的区域在其整个高度被分成具有独立控制的喷嘴的两个区段。
该装置允许通过喷射室的分离而控制宽范围内负荷变化。
该装置的缺点是：
-需要控制每一个喷嘴的流量；
-脱气水流量范围的增加需要更多的区段，导致脱气器筒体的质量和尺寸参数的增加；
-冷却介质加热和脱气过程是基于没有逆流布置密集的直通布置；
-当无规填料确保较高的过程强度时仅使用喷射部；
-底部蒸汽出口可能导致进水到排水管中。
用于具有水冷却水调节的动力反应堆的NPP的容积和硼控制系统的脱气器在技术上最接近要求保护的解决方案(参见福明M.P.，鲍比克V.V.，“具有可控的泄漏的主回路进给与排放系统和复合系统的脱气器的操作调节”，第三届国际科学技术会议“NPP调试”的摘要集，莫斯科，2014年4月28-29日，第56-57页(Фомин М.П.,Попик В.В.《Наладкаработы деаэратора системы продувки-подпитки 1-го контура совместно ссистемами организованных протечек и дожигания водорода》,Сборник тезисов 3-й международной научно-технической конференции《Ввод АЭС в эксплуатацию》,Москва,28-29 апреля 2014,стр.56-57))。
该装置包含脱气的冷却介质存储罐，该冷却介质存储罐具有出口配件，包含蒸汽源(热交换器)。该罐具有安装在其上的脱气器筒体，该脱气器筒体具有上下设置的两个脱气区段，该两个脱气区段包含压力托板和分配托板，它们之间的区域形成喷射室，并且无规元件填料在每一个区段中。
脱气区段通过由上部区段压力托板的边缘和连接到筒体盖的突起形成的液压密封分开。筒体盖具有排放出口配件和用于向脱气器供应冷却介质的一个或多个入口配件。所有配件均位于液压密封突起内。
该装置的缺点是其低可靠性，因为当脱气器操作时，水在排水管中流动并且禁用复合系统，这可能导致爆炸。
发明内容
所要求保护的技术方案的技术效果在于，当脱气器负荷改变数倍或更多时，通过防止脱气器筒体的上部在静态和瞬态操作模式下的抽空从而排除溢流和喷射到排水管中，来提高脱气器操作的可靠性。
为了实现上述技术效果，脱气器(变体1)包括具有出口配件和蒸汽源的罐、安装在该罐上的带盖的脱气器筒体，该脱气器筒体具有位于其上用于进水和蒸汽排放的配件，该脱气器筒体包含下部脱气区段和上部脱气区段，下部脱气区段和上部脱气区段各自具有压力托板和分配托板以及无规元件填料，压力托板和分配托板被安装成在它们之间的区域中形成喷射室，其中脱气区段通过由上部区段压力托板的边缘和连接到筒体盖的突起形成的液压密封分开，而进水和蒸汽排放配件位于液压密封突起内，根据本发明，该液压密封突起具有开口，该开口的下边缘被定位成高出液压密封边缘的上侧一值，该值超过液压密封边缘上方的冷却介质的溢出高度与液压密封通道的液压阻力的总和，而开口的总横截面由排放配件中和液压密封突起内的区域中的蒸汽压力的相等度来确定。
为了实现上述技术效果，脱气器(变体2)包括具有出口配件和蒸汽源的罐、安装在该罐上的带盖的脱气器筒体，该脱气器筒体具有位于其上用于进水和蒸汽排放的配件，该脱气器筒体包含下部脱气区段和上部脱气区段，下部脱气区段和上部脱气区段各自具有压力托板和分配托板以及无规元件填料，压力托板和分配托板被安装成在它们之间的区域中形成喷射室，其中脱气区段通过由上部区段压力托板的边缘和连接到筒体盖的突起形成的液压密封分开，而进水和蒸汽排放配件位于液压密封突起内，根据本发明，该液压密封突起具有开口，该开口的下边缘被定位成高出液压密封边缘的上侧一值，该值超过液压密封边缘上方的冷却介质的溢出高度与液压密封通道的液压阻力的总和，而开口的总横截面由排放配件中和液压密封突起内的区域中的蒸汽压力的相等度来确定，并且附加蒸汽排放配件被定位在脱气器筒体的盖上的液压密封突起的外部。
为了实现上述技术效果，脱气器(变体3)包括具有出口配件和蒸汽源的罐、安装在该罐上的带盖的脱气器筒体，该脱气器筒体具有位于其上用于进水和蒸汽排放的配件，该脱气器筒体包含下部脱气区段和上部脱气区段，下部脱气区段和上部脱气区段各自具有压力托板和分配托板以及无规元件填料，压力托板和分配托板被安装成在它们之间的区域中形成喷射室，其中脱气区段通过由上部区段压力托板的边缘和连接到筒体盖的突起形成的液压密封分开，而进水和蒸汽排放配件位于液压密封突起内，根据本发明，该液压密封突起具有开口，该开口的下边缘被定位成高出液压密封边缘的上侧一值，该值超过液压密封边缘上方的冷却介质的溢出高度与液压密封通道的液压阻力的总和，而开口的总横截面由排放配件中和液压密封突起内的区域中的蒸汽压力的相等度来确定，并且附加蒸汽排放配件被定位在脱气器筒体的盖上的液压密封突起的外部，而上部脱气区段通过连接管被直接连接到罐，该连接管一直延伸穿过下部脱气区段。
附图说明
权利要求通过附图来说明，其中图1示出了脱气器原理图(变体1)；图2示出了根据变体1的脱气器筒体；图3包括截面A，其示出了具有开口的液压密封突起(变体1)；图4示出了根据变体2的具有附加排放配件的脱气器筒体；图5示出了根据变体3的具有附加连接管的脱气器筒体。
应当指出的是，附图仅示出了理解权利要求的构思所必需的那些部件，省略了本领域的专家所公知的相关设备。
在附图中示出了以下元件：1——罐；2——蒸汽源；3——脱气器筒体；4和5——供水配件；6——蒸汽排放配件；7——出口配件；8——上部脱气区段的压力托板；9——上部脱气区段的喷射室；10——上部脱气区段的分配托板；11——上部脱气区段的分配托板的桶；12——上部脱气区段的无规元件填料；13——下部脱气区段的压力托板；14——下部脱气区段的喷射室；15——下部脱气区段的分配托板；16——下部脱气区段的分配托板的桶；17——下部脱气区段的无规元件填料；18——液压密封边缘；19——液压密封突起；20——隔板；21——液压密封突起中的开口；22——变体2的附加排放配件；23——变体3的附加连接管。
脱气器(变体1)包括以具有椭圆形底部和盖的圆柱形钢容器形式的罐1。罐1的下部容纳蒸汽源2，蒸汽源2是通过来自涡轮机提取的蒸汽加热的由光滑钢管制成的表面热交换器(图1)。
脱气器筒体3安装在罐1上，脱气器筒体3包含具有无规元件的两个串联-并联脱气区段。
脱气器筒体3的盖配备有供水配件4和5以及蒸汽排放配件6。罐1的下部具有出口配件7。
上部脱气区段包括上下设置的以下元件：压力托板8、喷射室9、具有安装在其上的桶11的分配托板10(有穿孔)、以及具有无规元件(例如在该具体应用示例中为ω形元件)的填料12。
下部脱气区段位于上部脱气区段沿着装置的垂直轴线的下方。它包括与上部区段相同的元件：压力托板13、喷射室14、具有安装在其上的桶16的分配托板15(有穿孔)、以及具有无规元件填料17。
上部脱气区段和下部脱气区段通过由边缘18和突起19形成的液压密封分开。边缘18顶部位于上部脱气区段的压力托板8上方。突起19被设计成使得其下边缘在上部脱气区段的压力托板8下方，并且上边缘被连接到脱气器筒体3的盖，使得供水配件4和5在突起19内。
上部脱气区段的喷射室9通过隔板20被连接到蒸汽排放配件6，隔板20延伸穿过上部脱气区段的压力托板8并且在上部被附接到脱气器筒体3的盖。小通气孔位于突起19和隔板20与脱气器筒体3的盖的附接点中。
突起19具有位于其中的开口21，该开口21被定位成比边缘18顶部高出一值，该值超过边缘18上方的冷却介质的溢出高度与液压密封通道的液压阻力的总和。
开口21的总横截面由蒸汽排放配件6中和突起19内的空间中的蒸汽压力的相等度来确定。
具体实施方式
脱气器(变体1)如下操作。
冷却介质源流(回路排放)以恒定流量通过供水配件4流入到脱气器筒体3中。一旦冷却介质在脱气器中，它就开始被蒸汽冷凝作用加热。此外，蒸汽在上部脱气区段的压力托板8上产生的冷却介质镜上冷凝。通过压力托板8中的开口，冷却介质进入上部脱气区段的喷射室9，在此处，冷却介质被在蒸汽源2中产生的蒸汽加热到饱和点。
计算液压密封边缘18的高度，使得上部脱气区段的压力托板8上的冷却介质液位将较低，即，整个冷却介质量仅进入上部脱气区段。
在上部脱气区段的喷射室9中加热之后，冷却介质使一些蒸汽冷凝并且流到上部脱气区段的分配托板10。安装在分配托板10上的桶11用于使蒸汽经过进入喷射室9中，这就是为什么它们的高度应该超过上部脱气区段的分配托板10上的冷却介质和冷凝物的潜在液位的原因。
通过上部脱气区段的分配托板10的穿孔，冷却介质流到具有上部脱气区段的无规元件填料12中，在此处，冷却介质最终加热到饱和状态并且发生脱气。无规元件确保脱气的效率，由于水在无规元件的表面上散布成薄膜，由此增加水与蒸汽之间的接触面积，同时在元件之间留下大的自由横截面(由于它们的无规性)以使蒸汽通过。
然后，冷却介质和由于其加热产生的冷凝物流动通过下部脱气区段到罐1，并且通过出口配件7进一步回到回路。从具有一些蒸汽的混合物中的冷却介质排出的气体通过隔板20进入到蒸汽排放配件6中从而离开脱气器。
当通过供水配件5将附加冷却介质流(例如，容积)供应到脱气器和/或通过供水配件4的流量显著增加时，流动通过上部脱气区段的压力托板8进入到上部区段中的整个冷却介质被中断。压力托板8上的液位开始增加超过液压密封边缘18的高度，并且冷却介质开始流动经过下部脱气区段的压力托板13。
因此，较高的冷却介质流量使得两个脱气区段开始运作。通过上部脱气区段的流量由液压密封边缘18的高度来确定，其余的冷却介质流到下部脱气区段的托板13，并且然后流到下部脱气区段的喷射室14、下部脱气区段的分配托板15并且进入下部脱气区段的无规元件填料17中。
蒸汽源2的蒸汽朝向冷却介质流移动：通过下部脱气区段的无规元件填料17，通过下部脱气区段的分配托板的桶16进入到下部脱气区段的喷射室14中，然后其部分流到上部区段，并且其余部分加热下部脱气区段的喷射室14中的冷却介质。从经过下部脱气区段的冷却介质排出的气体从下部脱气区段的喷射室14的体积通过上部区段的所有元件(元件12、10、11、9、20)离开进入蒸汽排放配件6。
为了确保脱气器的可靠操作，重要的是防止在其在静态和瞬态模式下操作期间的溢流。
这需要正确选择无规元件填料12和17的横截面以及脱气器筒体3的所有部分中的压力平衡。
填料横截面应当根据规范性文件(技术指南“热脱气器的计算和设计”，RTM108.030.21-78，修订版1)进行选择。
如果突起19中的一组开口21的流动横截面不足，则由突起19限制的脱气器筒体3的体积将被排空。上部脱气区段的喷射室9的抽空随后将使冷却介质的液位升高。当冷却介质液位超过上部脱气区段的分配托板10上的桶11的高度时，用于排放流的横截面被减小，从而导致溢流，冷却介质被夹带到蒸汽排放配件6。
突起19中的一组开口21的横截面应当基于以下条件进行选择：隔板20的壁上的压力差应当为零。为此，需要使从下部脱气区段的喷射室14到蒸汽排放配件6的蒸汽阻力压力差等于从下部脱气区段的喷射室14到突起19内的体积的蒸汽阻力压力差。
通过下部脱气区段的分配托板的桶16进入下部脱气区段的喷射室14的蒸汽的量消耗如下：
1.在下部脱气区段的喷射室14的射流上冷凝。
2.在下部脱气区段的压力托板13的镜上冷凝。
3.在从供水配件4和5流出的冷却介质射流上冷凝。
4.在上部脱气区段的压力托板8的镜上冷凝。
5.在上部脱气区段的无规元件填料12中冷凝。
6.在上部脱气区段的分配托板10上冷凝。
7.在上部脱气区段的喷射室9中冷凝。
8.随着脱气气体通过隔板20流到蒸汽排放配件6。
因此，在下部脱气区段的分配托板的桶16的出口与隔板20的内部空间之间产生压力差的蒸汽流量通过在上部脱气区段(项目)中冷凝的蒸汽流和上部和下部区段的排放蒸汽(项目8)形成。确定桶11的出口与突起19内的空间(即，隔板20外部)之间的压力差的蒸汽流量由项目1至4和部分项目8的流形成。
开口21中的压力差由这些压力差的相等来确定。如果已知在突起19内的体积中冷凝(项目3和4)的蒸汽的量，则可以确定该组开口21的所需总流动横截面，其将确保必要的蒸汽流动通过突起19。
技术上，该横截面被设计为围绕突起平均间隔的相应直径的多个孔。为了使横截面应当部分地被上部脱气区段的压力托板8上的冷却介质覆盖，开口21的下边缘应当被定位成高出液压密封边缘18顶部一值，该值超过边缘18上方的冷却介质的溢出高度与液压密封通道的液压阻力的总和。
下面是计算开口21的直径、在蒸汽排放配件6中与上部脱气区段的压力托板8上方的液压密封的突起19内部压力平衡时它们的总横截面的具体情况：
1.使用以下方法来计算脱气器筒体的上部室中的蒸汽冷凝作用：科萨尔/I1.1，热工水力计算代码，回路热工水力的接近关系和各个物理现象的计算方法，索斯诺维博尔,A.P.，亚历山德罗夫NITI，2001，第147页(КОРСАР/И 1.1.Теплогидравлический расчетный код.Методика расчета замыкающих соотношений и отдельных физических явлений контурной теплогидравлики.-Сосновый Бор:НИТИ им.А.П.Александрова,2001 г.-147с.)。
2.使用以下方法来计算确保过多的水从上部脱气区段的分配托板8通过液压密封边缘18溢出到下部脱气区段的压力托板13的液位超过数：A.V.卡尔奥舍夫，河流水力学，列宁格勒，水文气象出版社，1969，第417页(А.В.Караушев.Речная гидравлика.-Л.:Гидрометеорологическое издательство,1969 г.-417с.)。
在计算液位期间考虑液压密封通道的液压阻力。
3.根据以下出版物来计算液压阻力：埃德勒查克I.Ye，液压阻力参考书，莫斯科，工程，1957，第559页(Идельчик И.Е.Справочник по гидравлическим сопротивлениям.М.:《Машиностроение》,1975.-559с.)。
其结果是，得到用于硼控制脱气器的以下数据：对于流动通过液压密封的突起19的蒸汽，需要提供具有总横截面F＝0.0038m2的开口21，其可以通过12个直径为20mm的开口(12π(20·10-3)2/4＝0.00377m2)来确保。
所要求保护的技术方案可以防止当脱气器负荷改变数倍或更多时排放的溢流和喷射。
脱气器被设计成具有两段式筒体，其中脱气区段通过液压密封分开，并且液压密封突起具有一组开口，该组开口具有预设总横截面，以确保蒸汽排放配件中和上部区段的压力托板上方的液压密封突起内的压力平衡。
这消除了脱气器筒体的上部的排空问题并且提高了装置可靠性。
脱气器(变体2)包括以具有椭圆形底部和盖的圆柱形钢容器的形式的罐1。罐1的下部容纳蒸汽源2，蒸汽源2是通过来自涡轮机提取的蒸汽加热的由光滑钢管制成的表面热交换器(图4)。
脱气器筒体3设置在罐1上，该脱气器筒体3包含具有无规元件的两个串联-并联脱气区段。
脱气器筒体3的盖配备有供水配件4和5以及蒸汽排放配件6。罐1的下部具有出口配件7。
上部脱气区段包括上下设置的以下元件：压力托板8、喷射室9、具有安装在其上的桶11的分配托板10(有穿孔)、以及具有无规元件(例如在该具体应用示例中为ω形元件)的填料12。
下部脱气区段位于上部脱气区段沿着装置的垂直轴线的下方。它包括与上部区段相同的元件：压力托板13、喷射室14、具有安装在其上的桶16的分配托板15(有穿孔)、以及具有无规元件的填料17。
上部脱气区段和下部脱气区段通过由边缘18和突起19形成的液压密封分开。边缘18顶部位于上部脱气区段的压力托板8上方。突起19被设计成使得其下边缘在上部脱气区段的压力托板8下方，并且上边缘被连接到脱气器筒体3的盖，使得供水配件4和5在突起19内。
上部脱气区段的喷射室9通过隔板20被连接到蒸汽排放配件6，该隔板20延伸穿过上部脱气区段的压力托板8并且在上部被附接到脱气器筒体3的盖。小通气孔位于突起19和隔板20与脱气器筒体3的盖的附接点中。突起19中具有开口21，该开口21被定位成高出边缘18顶部一值，该值超过边缘18上方的冷却介质的溢出高度和液压密封通道的液压阻力的总和。
开口21的总横截面由蒸汽排放配件6中和突起19内的空间中的蒸汽压力的相等度来确定。
根据变体2(图4)的脱气器包含位于由液压密封突起19限制的空间外部的脱气器筒体的盖上的附加排放配件22。
脱气器(变体2)如下操作。
冷却介质源流(回路排放)以恒定流量通过供水配件4流入到脱气器筒体3中。一旦冷却介质在脱气器中，它就开始被蒸汽冷凝作用加热。此外，蒸汽在上部脱气区段的压力托板8上产生的冷却介质镜上冷凝。通过上部脱气区段的压力托板8中的开口，冷却介质进入上部脱气区段的喷射室9，在此处，冷却介质被在蒸汽源2中产生的蒸汽加热到饱和点。
计算液压密封边缘18的高度，使得上部脱气区段的压力托板8上的冷却介质液位将较低，即，整个冷却介质量仅进入上部脱气区段。
在上部脱气区段的喷射室9中加热之后，冷却介质使一些蒸汽冷凝并且流到上部脱气区段的分配托板10。安装在分配托板10上的上部脱气区段的分配托板的桶11用于使蒸汽经过进入到上部脱气区段的喷射室9中，这就是为什么它们的高度应该超过上部脱气区段的分配托板10上的冷却介质和冷凝物的潜在液位的原因。
通过上部脱气区段的分配托板10的穿孔，冷却介质流入到上部脱气区段的具有无规元件的填料12中，在此处，冷却介质最终加热到饱和状态并且发生脱气。无规元件确保脱气的效率，由于水在无规元件的表面上散布成薄膜，由此增加水与蒸汽之间的接触面积，同时在元件之间留下大的自由横截面(由于它们的无规性)以使蒸汽通过。
然后，冷却介质和由于其加热产生的冷凝物流动通过下部脱气区段到罐1，并且通过出口配件7进一步回到回路。从具有一些蒸汽的混合物中的冷却介质排出的气体通过隔板20进入到蒸汽排放配件6中从而离开脱气器。
当通过供水配件5将附加冷却介质流(例如，容积)供应到脱气器和/或通过供水配件4的流量显著增加时，流动通过上部脱气区段的压力托板8进入到上部区段中的整个冷却介质被中断。上部脱气区段的压力托板8上的液位开始增加超过液压密封边缘18的高度，并且冷却介质开始流动经过下部脱气区段的压力托板13。
因此，较高的冷却介质流量使得两个脱气区段开始运作。通过上部脱气区段的流量由液压密封边缘18的高度来确定，其余的冷却介质流到下部脱气区段的托板13，并且然后流到下部脱气区段的喷射室14、下部脱气区段的分配托板15并且进入下部脱气区段的无规元件填料17中。
源2的蒸汽朝向冷却介质流移动：通过下部脱气区段的无规元件填料17，通过下部脱气区段的分配托板的桶16进入到下部脱气区段的喷射室14中，然后其部分流到上部区段，并且其余部分加热下部脱气区段的喷射室14中的冷却介质。从经过下部脱气区段的冷却介质排出的气体从下部脱气区段的喷射室14的体积经过上部区段的所有元件(元件12、10、11、9、20)离开进入附加排放配件22。
因此，下部脱气区段的蒸汽不需要经过上部区段，从而降低通过上部区段的气体流量并且增加溢流裕度。
对于具体实施例，根据RTM 108.030.21-78，溢流裕度被确定为极限蒸汽速度与设计蒸汽速度的关系。
极限蒸汽速度取决于喷射速率、填料的阻力和许多其他参数。设计蒸汽速度是体积蒸汽流量与填料的净开口的比。
通过填料的体积蒸汽流量由将冷却介质加热到饱和点所需的蒸汽(该蒸汽随着水被加热而被冷凝，即，其流量随着其移动而减小)以及在脱气过程中夹带从水排出的非冷凝气体流到排气的蒸汽的流量形成。
后者的流量沿着筒体高度是恒定的，并且为总值的约3至5％。当下部脱气区段开始运作时，即，当冷却介质开始从液压密封边缘18溢出到下部脱气区段的托板13时，排放蒸汽的流量应当增加(3至4倍)以便确保正常排放。
因此，与变体1相比，附加排放配件22的安装允许在上部区段中的负荷增加约15％至20％的情况下增加溢流裕度。
脱气器(变体3)包括以具有椭圆形底部和盖的圆柱形钢容器的形式的罐1。罐1的下部容纳蒸汽源2，蒸汽源2是通过来自涡轮机提取的蒸汽加热的由光滑钢管制成的表面热交换器(图5)。
脱气器筒体3安装在罐1上，该脱气器筒体3包含具有无规元件的两个串联-并联脱气区段。
脱气器筒体3的盖配备有供水配件4和5以及蒸汽排放配件6。罐1的下部具有出口配件7。
上部脱气区段包括上下设置的以下元件：压力托板8、喷射室9、具有安装在其上的桶11的分配托板10(有穿孔)、以及具有无规元件(例如在该具体应用示例中为ω形元件)的填料12。
下部脱气区段位于上部脱气区段沿着装置的垂直轴线的下方。它包括与上部区段相同的元件：压力托板13、喷射室14、具有安装在其上的桶16的分配托板15(有穿孔)、以及具有无规元件的填料17。
上部脱气区段和下部脱气区段通过由边缘18和突起19形成的液压密封分开。边缘18顶部位于上部脱气区段的压力托板8上方。突起19被设计成使得其下边缘在上部脱气区段的压力托板8下方，并且上边缘被连接到筒体3的盖，使得供水配件4和5在突起19内。
上部脱气区段的喷射室9通过隔板20被连接到蒸汽排放配件6，该隔板20延伸穿过上部脱气区段的压力托板8并且在上部被附接到脱气器筒体3的盖。小通气孔位于突起19和隔板20与脱气器筒体3的盖的附接点中。突起19中具有开口21，该开口21被定位成高出边缘18顶部一值，该值超过边缘18上方的冷却介质的溢出高度和液压密封通道的液压阻力的总和。
开口21的总横截面由蒸汽排放配件6中和突起19内的空间中的蒸汽压力的相等度来确定。
脱气器包含位于由液压密封突起19限制的空间外部的脱气器筒体的盖上的附加排放配件22。
脱气器(变体3)包含附接连接管23，该附加连接管23延伸通过无规元件填料17将上部脱气区段(无规元件填料12)直接连接到存储罐1的空间(图5)。
脱气器(变体3)如下操作。
冷却介质源流(回路排放)以恒定流量通过供水配件4流入到脱气器筒体3中。一旦冷却介质在脱气器中，它就开始被蒸汽冷凝作用加热。此外，蒸汽在上部脱气区段的压力托板8上产生的冷却介质镜上冷凝。通过上部脱气区段的压力托板8中的开口，冷却介质进入上部脱气区段的喷射室9，在此处，冷却介质被在蒸汽源2中产生的蒸汽加热到饱和点。
计算液压密封边缘18的高度，使得上部脱气区段的压力托板8上的冷却介质液位将较低，即，整个冷却介质量仅进入上部脱气区段。
在上部脱气区段的喷射室9中加热之后，冷却介质使一些蒸汽冷凝并且流到上部脱气区段的分配托板10。安装在分配托板10上的上部脱气区段的桶11用于使蒸汽经过进入到上部脱气区段的喷射室9中，这就是为什么它们的高度应该超过上部脱气区段的分配托板10上的冷却介质和冷凝物的潜在液位的原因。
通过上部脱气区段的分配托板10的穿孔，冷却介质流入到上部脱气区段的无规元件填料12中，在此处，冷却介质最终加热到饱和状态并且发生脱气。无规元件确保脱气的效率，由于水在无规元件的表面上散布成薄膜，由此增加水与蒸汽之间的接触面积，同时在元件之间留下大的自由横截面(由于它们的无规性)以使蒸汽通过。
然后，冷却介质和由于其加热产生的冷凝物经由附加连接管23流动通过下部脱气区段到罐1，并且通过出口配件7进一步回到回路。从具有一些蒸汽的混合物中的冷却介质排出的气体通过隔板20进入蒸汽排放配件6中从而离开脱气器。
当通过供水配件5将附加冷却介质流(例如，容积)供应到脱气器和/或通过供水配件4的流量显著增加时，流动通过上部脱气区段的压力托板8进入到上部区段中的整个冷却介质被中断。上部脱气区段的压力托板8上的液位开始增加超过液压密封边缘18的高度，并且冷却介质开始流动经过下部脱气区段的压力托板13。
因此，较高的冷却介质流量使得两个脱气区段开始运作。通过上部脱气区段的流量由液压密封边缘18的高度来确定，其余的冷却介质流到下部脱气区段的托板13，并且然后流到下部脱气区段的喷射室14、下部脱气区段的分配托板15并且进入无规元件填料17中。
源2的蒸汽朝向冷却介质流移动：通过连接管23到上部脱气区段，并且通过下部脱气区段的无规元件填料17到下部脱气区段，通过下部脱气区段的分配托板的桶16到下部脱气区段的喷射室14。经过连接管23的蒸汽仅流到上部脱气区段，而经过下部脱气区段的蒸汽加热无规元件填料17和下部脱气区段的喷射室14中的冷却介质。从经过上部脱气区段的冷却介质排出的气体离开进入蒸汽排放配件6，而从经过下部脱气区段的冷却介质排出的气体从下部脱气区段的喷射室14的体积离开进入附加排放配件22。
因此，脱气区段并行运作，这减少了通过下部区段的蒸汽和水流量，提供了明确的计算，从而提高了脱气器的计算和操作的整体可靠性。
工业适用性
脱气器(变体)可以被应用于供应用于脱气的冷却介质的流量变化范围很宽的其他系统中。

Claims (3)

1.一种脱气器，其特征在于，所述脱气器包括具有出口配件和蒸汽源的罐、安装在所述罐上的带盖的脱气器筒体，所述脱气器筒体具有位于其上用于进水和蒸汽排放的配件，所述脱气器筒体包含下部脱气区段和上部脱气区段，所述下部脱气区段和所述上部脱气区段各自具有压力托板和分配托板以及无规元件填料，所述压力托板和所述分配托板被安装成使得在它们之间的区域中形成喷射室，其中所述脱气区段通过液压密封分开，所述液压密封由所述上部区段的所述压力托板的边缘和连接到所述筒体盖的突起形成，而所述进水配件和所述蒸汽排放配件位于所述液压密封突起内，其中所述液压密封突起具有开口，所述开口的下边缘被定位成高出液压密封边缘的上侧一值，所述值超过所述液压密封边缘上方的冷却介质的溢出高度与液压密封通道的液压阻力的总和，而所述开口的总横截面由所述蒸汽排放配件中和所述液压密封突起内的区域中的蒸汽压力的相等度来确定。
2.一种脱气器，其特征在于，所述脱气器包括具有出口配件和蒸汽源的罐、安装在所述罐上的带盖的脱气器筒体，所述脱气器筒体具有位于其上用于进水和蒸汽排放的配件，所述脱气器筒体包含下部脱气区段和上部脱气区段，所述下部脱气区段和所述上部脱气区段各自具有压力托板和分配托板以及无规元件填料，所述压力托板和所述分配托板被安装成使得在它们之间的区域中形成喷射室，其中所述脱气区段通过液压密封分开，所述液压密封由所述上部区段的所述压力托板的边缘和连接到所述筒体盖的突起形成，而所述进水配件和所述蒸汽排放配件位于所述液压密封突起内，其中所述液压密封突起具有开口，所述开口的下边缘被定位成高出液压密封边缘的上侧一值，所述值超过所述液压密封边缘上方的冷却介质的溢出高度与液压密封通道的液压阻力的总和，而所述开口的总横截面由所述蒸汽排放配件中和所述液压密封突起内的区域中的蒸汽压力的相等度来确定，并且附加蒸汽排放配件被定位在所述脱气器筒体的所述盖上的所述液压密封突起的外部。
3.一种脱气器，其特征在于，所述脱气器包括具有出口配件和蒸汽源的罐、安装在所述罐上的带盖的脱气器筒体，所述脱气器筒体具有位于其上的用于进水和蒸汽排放的配件，所述脱气器筒体包含下部脱气区段和上部脱气区段，所述下部脱气区段和所述上部脱气区段各自具有压力托板和分配托板以及无规元件填料，所述压力托板和所述分配托板被安装成使得在它们之间的区域中形成喷射室，其中所述脱气区段通过液压密封分开，所述液压密封由所述上部区段的所述压力托板的边缘和连接到所述筒体盖的突起形成，而所述进水配件和所述蒸汽排放配件位于所述液压密封突起内，其中所述液压密封突起具有开口，所述开口的下边缘被定位成高出所述液压密封边缘的上侧一值，所述值超过所述液压密封边缘上方的冷却介质的溢出高度与液压密封通道的液压阻力的总和，而所述开口的总横截面由所述排放配件中和所述液压密封突起内的区域中的蒸汽压力的相等度来确定，并且附加蒸汽排放配件被定位在所述脱气器筒体的所述盖上的所述液压密封突起的外部，而所述上部脱气区段通过连接管被直接连接到所述罐，所述连接管延伸一直穿过所述下部脱气区段。
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