CS219032B1

CS219032B1 - Equipment for mixing feed water and circulating water for steam boilers

Info

Publication number: CS219032B1
Application number: CS386081A
Authority: CS
Inventors: Jiri Karpisek
Original assignee: Jiri Karpisek
Priority date: 1981-05-25
Filing date: 1981-05-25
Publication date: 1983-02-25

Abstract

Vynález se týká zařízení pro směšování napájecí vody a oběhové vody u parních kotlů, v jejichž bubnech je umístěna vestavba pro oddělení páry a vody z parovodní směsi působením odstředivé síly. Účelem vynálezu je snížit tepelná pnutí ve stěně bubnu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že přívody napájecí vody do bubnu jsou zaústěny do sběrných komor, které jsou vstupními kanály připojeny na odstředivé prvky. V každé sběrné komoře při ústí přívodu napájecí vody je upravena napájecí krabice, jejíž podélná přepážka zasahuje do vstupního kanálu v podstatě rovnoběžně s jeho osou, přičemž napájecí prostor této usměrňovači krabice je oddělen od oběhového prostoru sběrné komory a je otevřen směrem k odstředivým prvkům.The invention relates to a device for mixing feed water and circulating water in steam boilers, in the drums of which there is a built-in for separating steam and water from the steam-water mixture by the action of centrifugal force. The purpose of the invention is to reduce thermal stresses in the drum wall. The essence of the invention lies in the fact that the feed water inlets to the drum open into collection chambers, which are connected to centrifugal elements by inlet channels. In each collection chamber at the inlet of the feed water inlet, a feed box is arranged, the longitudinal partition of which extends into the input channel essentially parallel to its axis, while the feed space of this rectifying box is separated from the circulation space of the collection chamber and is open towards the centrifugal elements.

Description

Vynález se týká zařízení pro směšování napájecí vody a oběhové vody u parních kotlů, v jejichž bubnech je umístěna vestavba pro oddělení páry a vody z parovodní směsi působením odstředivé síly.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an apparatus for mixing feed water and circulating water in steam boilers, in which drums are mounted an apparatus for separating steam and water from a steam-water mixture by centrifugal force.

Při rozdílu teplot mezi kotelní oběhovou vodou a přiváděnou napájecí vodou by se neměl proud přiváděné napájecí vody dostat do přímého styku se stěnou bubnu, neboť v takových situacích vznikají ve stěně bubnu značná tepelná pnutí. V praxi ovšem k těmto situacím dochází. Nadto při nich vlivem regulačních zásahů, řídících průtokové množství přiváděné napájecí vody, dochází ke stálé .změně plošné velikosti i teploty bubnové stěny, zasažené proudem napájecí vody. Proto se někdy s ohledem na zlepšení regulace, používá rozstřikování nebo sprchování napájecí vody v parním prostoru, které ovšem na druhé straně vede ke zvýšenému únosu zejména nejmenších kapek napájecí vody. Rozstřikování není dále vhodné v případech, kdy jakoist napájecí vody je podstatně horší než požadovaná jakost vyráběné páry. I při dobré jakosti napájecí vody však zvýšená vlhkost páry může být v extrémních případech nevýhodná, protože neumožňuje dosáhnout požadované přehřátí vyráběné páry. Je-li napájecí voda do bubnu přiváděna jako parovodní směs, nesmí se její vyústění v bubnu ustavovat pod vodní hladinou, neboť uvolňovaná pára při svém vzestupném pohybu v bubnu způsobuje narůstání hladiny, čímž se zkreslují údaje na vodoznaku a zhoršují se podmínky pro dosažení potřebné čistoty vyráběné páry. Umístění rozvodu napájecí vody nad hladinou však v bubnu znesnadňuje přístupnost obisluhy při montáži i kontrole zpravidla víc, než při jeho umístění pod hladinou.With a temperature difference between the boiler circulating water and the feed water supply, the feed water supply stream should not come into direct contact with the drum wall, since in such situations considerable thermal stresses occur in the drum wall. In practice, however, these situations occur. Moreover, due to the control interventions controlling the flow rate of the feed water supplied, the surface area and the temperature of the drum wall affected by the feed water flow are constantly changed. Therefore, in order to improve control, spraying or spraying of the feed water in the steam space is sometimes used, which, on the other hand, leads to increased abduction, in particular of the smallest drops of feed water. Furthermore, spraying is not suitable in cases where the safety of the feed water is considerably worse than the required quality of the steam produced. However, even with good feed water quality, increased steam humidity can be disadvantageous in extreme cases because it does not allow the desired overheating of the steam produced. If the feed water is fed into the drum as a steam mixer, its outlet in the drum must not be placed below the water surface, since the released steam as it rises in the drum causes the level to rise, thereby distorting the watermark data and deteriorating conditions produced steam. However, the location of the supply water distribution above the surface in the drum makes the accessibility of the operation more difficult during assembly and inspection, as a rule, more than when it is placed below the surface.

Umístění jednotlivých rozvodných prvků mezi částmi oddělovací vestavby vede ke zvětšení jejich roztečí, a tím ke zvětšení délky bubnu.The placement of the individual distribution elements between the parts of the separator assembly leads to an increase in their spacing and thus an increase in the length of the drum.

Uvedené nedostatky je možno v některých případech odstranit použitím řešení, chráněného čs. autorským osvědčením číslo 174 085, které je výhodné zejména u bubnů, v nichž jsou odstředivé prvky umístěny při jedné straně ve dvou řadách. V těchto případech má vnitřní řada odstředivých prvků dlouhé vstupní kanály, do nichž je možno s výhodou napájecí vodu zavést.These deficiencies can be remedied in some cases using a solution protected by MS. No. 174 085, which is particularly advantageous for drums in which the centrifugal elements are arranged on one side in two rows. In these cases, the inner row of the centrifugal elements has long inlet ducts into which the feed water can advantageously be introduced.

V jiných případech, kdy u kotle je nutno parovodní směs do bubnu přivádět z obou stran, je nutno také odstředivé prvky uvnitř bubnu umístit po obou stranách. V takových případech není řešení podle čs. AO číslo174 085 vhodné zejména s ohledem na zhoršenou přístupnost.In other cases where the steam mixer must be fed to the drum from both sides, the centrifugal elements inside the drum must also be placed on both sides. In such cases, the solution according to MS. AO no. 174 085, particularly in view of impaired accessibility.

Výše uvedené nedostatky stávajících rozvodů napájecí vody v bubinu i nevýhodu řešení podle čs. AO č. 174 085 v případě dvoustranného přívodu parovodní směsi odstraňuje zařízení podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že každý přívod napájecí vody je zaústěn do sběrné komory, která je vstupním kanálem připojena na odstředivé prvky. Ve sběrné komoře při ústí přívodu napájecí vody je upravena usměrňovači krabice, jejíž podélná přepážka zasahuje do vsteupního kanálu v podstatě rovnoběžně s jeho osou, přičemž napájecí prostor této usměrňovači krabice je oddělen od oběhového prostoru sběrné komory a je otevřen směrem k odstředivým prvkům.The above mentioned shortcomings of the existing supply water distribution in the drum and the disadvantage of the solution according to MS. AO No. 174 085 in the case of a bilateral supply of steam-water mixture removes the device according to the invention. The essence of the invention is that each feed water inlet is connected to a collecting chamber which is connected to centrifugal elements via an inlet channel. A baffle box is provided in the collecting chamber at the mouth of the feed water inlet, whose longitudinal baffle extends into the inlet duct substantially parallel to its axis, the supply space of the baffle box being separated from the circulation chamber of the collecting chamber and open towards the centrifugal elements.

Zařízení podle vynálezu umožňuje do hubnu zavádět nedohřátou napájecí vodu i napájecí vodu s parními bublinami. Nedohřátá napájecí voda s oběhovou parovodní směsí důkladně promíchává už v odstředivých prvcích, přičemž se dohřívá ve styku s její vodní složkou i s uvolněnou parní složkou. Napájecí voda s parními bublinami při rotaci v odstředivých prvcích prochází týmž oddělovacím procesem jako oběhová parovodni směs, takže nedochází ke zvyšování obsahu páry ve vodním prostoru ani ke zhoršování jakosti vyráběné páry. Zařízení podle vynálezu přitom nesnižuje přístupnost v bubnu při montáži i při kontrole.The device according to the invention makes it possible to introduce both unheated feed water and feed water with steam bubbles into the spout. Unheated feed water with the circulating steam mixture is thoroughly mixed already in the centrifugal elements, while it is reheated in contact with its water component and the released steam component. The feed water with the steam bubbles when rotating in the centrifugal elements goes through the same separation process as the circulating steam-water mixture, so that there is no increase in the steam content in the water space or deterioration in the quality of the steam produced. The device according to the invention does not reduce the accessibility in the drum during assembly and inspection.

Příklad provedení zařízení podle vynálezu je znázorněn na připojeném výkrese, na němž je na obr. 1 toto zařízení v lomeném podélném řezu C—C,-na obr. 2 je v prvním příčném řezu A—A a na obr. 3 je ve druhém příčném řezu B—B.An exemplary embodiment of the device according to the invention is shown in the accompanying drawing, in which Fig. 1 is a broken longitudinal section C-C, Fig. 2 is a first cross-section A-A, and Fig. 3 is a second cross-section. Section B — B.

Ve vnitřním prostoru válcovitého bubnu 1 parního kotle jsou podélně umístěny lomené sběrné komory 2, které jsou v příslušných přivrácených stykových hranách přivařeny k bubnové stěně. Ze svislých čelních stěn sběrných komor 2 vybíhají vstupní kanály 3, které jsou tangenciálně zaústěny do odstředivých prvků 4, jež jsou vzhledem k těmto vstupním kanálům 3 uspořádány zrcadlově ve dvojicích. V popisovaném provedení jsou odstředivé prvky 4 vytvořeny jako cyklóny. Do oběhových prostorů sběrných komor 2 ústí bubnovou stěnou neznázorněné převáděcí trubky pro oběhovou parovodní směs. Podobně do horních stěn sběrných komor 2 jsou zavedeny lomené přívody 5 napájecí vody, procházející neznázorněnými otvory v bubnové stěně. Pod ústím přívodu 3 do horní části každé sběrné komory 2 a v příslušném vstupním kanálu 3 je upravena usměrňovači krabice pro hladký vstup napájecí vody.In the inner space of the cylindrical drum 1 of the steam boiler there are longitudinally disposed collecting chambers 2, which are welded to the drum wall at the respective facing edges. The inlet ducts 3 extend tangentially from the vertical end walls of the collecting chambers 2 and are tangentially connected to centrifugal elements 4, which are arranged in pairs relative to these inlet ducts 3. In the embodiment described, the centrifugal elements 4 are designed as cyclones. The transfer tubes for the circulating steam-water mixture do not enter the circulation space of the collecting chambers 2 by means of a drum wall (not shown). Similarly, in the upper walls of the collecting chambers 2, a broken feed water inlet 5 is passed through openings (not shown) in the drum wall. Under the mouth of the inlet 3 to the upper part of each collecting chamber 2 and in the respective inlet channel 3 there is provided a rectifier box for a smooth inlet of feed water.

Každá z usměrňovačích krabic sestává ze zahnuté podélné přepážky 7, zasahující do navazujícího vstupního kanálu 3 a ze dvou ohraničujících bočních přepážek 8, které jsou v příslušných stykových hranách vzájemně svařeny, přičemž ohraničují napájecí prostor 8.Each of the baffle boxes consists of a curved longitudinal baffle 7 extending into the adjoining inlet duct 3 and two delimiting side baffles 8, which are welded together at respective contact edges, delimiting the supply space 8.

Cyklónové odstředivé prvky 4 jsou vytvořeny jako svislé, nahoře i dole otevřené válcovité nádoby s horními přečnívajícími stříškovitými víky. Ve spodní části každého odstředivého prvku 4 je ustaveno- kloubouko-vité dno, přičemž v meziválcovém pro219032The cyclone centrifugal elements 4 are formed as vertical cylindrical vessels, open at the top and at the bottom, with upper overhanging canopy lids. In the lower part of each centrifugal element 4, there is an articulated bottom, with an inter-cylindrical

S storu mezi tímto dnem a dolním okráj-em válcovitého pláště tohoto odstředivého prvku 4 jsou upraveny usměrňovači lopatky. Ve výši těchto usměrňovačích lopatek je před odstředivými prvky 4 umístěna odluhová trubka 9. Proti odstředivým prvkům 4, do nichž nejsou zavedeny přívody 3, a v přivrácených částech odluhovacích trubek 9 jsou upraveny odluhovací otvory, sloužící k odsávání znečištěné vody. Odluhovací trubka 9 je neznázorněným otvorem, upraveným v bubnové stěně, vyvedena z bubnu 1 a připojena na neznázorněné odluhov.ací potrubí.With deflection between this bottom and the lower edge of the cylindrical casing of this centrifugal element 4, deflector vanes are provided. At the height of these deflector vanes, a blow-off pipe 9 is placed in front of the centrifugal elements 4. Against the centrifugal elements 4 in which the inlets 3 are not introduced, and in the facing parts of the blow-off pipes 9, drain holes are provided for exhausting contaminated water. The blow-off tube 9 is led out of the drum 1 by an opening (not shown) in the drum wall and connected to a blow-off line (not shown).

Napájecí parovodní směs se přívody 5 a usměrňovacími krabicemi zavádí do proudu oběhové parovodní směsi, procházející vstupními kanály; 3 z převáděcích trubek a oběhového prostoru sběrné komory 2 do odstředivých prvků 4. Po vyrovnání tlaků ve vstupním kanálu 3 a na vstupu do odstředivých prvků 4 ise z obou parovodních směsí v odstředivých polích těchto odstředivých prvků 4 uvolní pára, která osovým prostorem vystupuje vzhůru k víkům, voda pak prostorem po obvodu dolního okraje odstředivého prvku 4 do vnitřního prostoru bubnu 1. Při průchodu meziválcovými prostory mezi plášti a víky odstředivých prvků 4 se proud páry dvakrát ohýbá, přičemž se ještě zbavuje zbylých vodních kapek.The feed steam mixer with inlets 5 and rectifier boxes is fed into the stream of circulating steam mixer passing through the inlet ducts; 3 from the transfer tubes and the circulation chamber of the collecting chamber 2 to the centrifugal elements 4. After equalizing the pressures in the inlet duct 3 and at the inlet of the centrifugal elements 4, steam is released from both steam mixtures in the centrifugal fields of these centrifugal elements 4. The water flow is then bent twice, while still remaining free of water droplets. As it passes through the inter-cylindrical spaces between the skins and the lids of the centrifugal elements 4, the steam stream is bent twice while still remaining free of water droplets.

V jiném provedení směšovacího zařízení podle vynálezu ústí přívody 5 napájecí vody do sběrných komor 2 v jejich dolních stěnách. V dalším provedení směšovacího zařízení podle vynálezu procházejí přívody 3 napájecí vody bubnovou stěnou přímo do sběrné komory 2.In another embodiment of the mixing device according to the invention, the feed water inlets 5 open into the collecting chambers 2 in their lower walls. In a further embodiment of the mixing device according to the invention, the feed water inlets 3 pass through the drum wall directly into the collecting chamber 2.

Claims

Apparatus for mixing feed water and circulating water in steam boilers, in which drums are mounted an installation for separating steam and water from a steam-water mixture by centrifugal force, comprising centrifugal elements connected by inlet ducts to a steam-water collection chamber in a drum, characterized by in that each feed water inlet (5) is connected to a collecting chamber (2) which is connected to the centrifugal elements (4) via an inlet channel (3).

YNÁLSZU

Device according to claim 1, characterized in that a rectifier box is provided in the collecting chamber (2) at the mouth of the feed water inlet (5), the longitudinal partition (7) of which extends into the inlet duct (3) substantially parallel to its axis. wherein the supply space (6) of the baffle box is separated from the circulation space of the collecting chamber (2) and is open towards the centrifugal elements (4).