CS273224B1 - Combined system of centralized heat supply especially from nuclear power equipment - Google Patents

Description

Vynález se týká kombinované soustavy centralizovaného zásobování teplem, zejména z jaderně energetického zařízení a poskytuje možnost snížení především investičních a rekonstrukčních nákladů, u zařízení pro dálkovou dopravu tepla ve formě technologické a/nebo vytápěcí páry.

Doposud se v klasickém i jaderném teplárenství už používají a zejména projektují převážně horkovodní soustavy centralizovaného zásobování teplem. Přitom parní soustavy mají nadále svůj význam jednak v místech s již v minulosti vybudovanými parními potrubními sítěmi, jednak v rozsáhlých okolích zejména novodobých jaderných elektráren s odběrem tepla, kde se téměř vždy vyskytuje potřeba dodávky i technologické páry do industriální sféry dané územní oblasti. Jaderné teplárenství proto je, respektive bude charakteristické častou koexistencí relativně dlouhých souběžných parních a horkovodních napáječů připojených přes předávací stanice na lokální soustavy centralizovaného zásobování teplem. Přitom dodávku tepla v horké vodě lze realizovat na větší vzdálenost než dodávku tepla v páře. Podstatnou nevýhodou dosavadních soustav, tj. jejich parních částí, je relativně krátká životnost vratných kondenzátních potrubí, která vyvolává poměrně časté, nákladné a pracné rekonstrukce potrubních sítí, anebo vzrůst provozních nákladů daný trvalou ztrátou veškerého kondenzátu.

¹

Výše uvedená nevýhoda je zmenšena,“a to podstatně právě u jaderně teplárenských kombinovaných soustav centralizovaného zásobování teplem podle tohoto vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že kondenzátní potrubí od spotřebiče tepla páry, ve kterém jsou. umístěny kondenzátní čerpadlo se zpětnou armaturou a/nebo regulační armatura se zpětnou armaturou, je zapojeno v blízkosti spotřebiče tepla páry s výhodou do vodního vratného potrubí, zatímco do sání napájecího čerpadla, tj. do vstupu.měniče páry je spolu s potrubím přídavné vody zapojeno i propojovací potrubí, které je svým začátkem napojeno na vstup nebo výstup horkovodní výměníkové stanice, tj. na vodní vratné potrubí, nebo na dálkové horkovodní potrubí, přičemž při napojení propojovacího potrubí na výstup horkovodní výměníkové stanice je potrubí přídavné vody zapojeno do vstupu horkovodní výměníkové stanice, tj. do vodního vratného potrubí.

s

Bokrokovost předloženého technického řešení je dána především úsporou často relativně dlouhých úseků kondenzátního potrubí, a tím i odpovídajícím omezením výše uvedené nevýhody. Mimoto při variantním napojení propojovacího potrubí na výstup adekvátně zvětšené horkovodní stanice, dojde i k úspoře příslušných ohříváků napájecí vody, které jsou umístěny před měničem páry.

Jako konkrétní příklady předloženého technického řešení jsou na připojeném výkresu velmi zjednodušeně nakresleny dve varianty kombinované soustavy centralizovaného zásobování teplem, kde na obr. 1 je řešení soustavy s možno říci pouze hydraulickou vazbou mezi její horkovodní a parní·částí, a na obr. 2 je řešeni s hydraulickou i teplotechnickou vazbou obou částí kombinované soustavy. Na obr. 1 je uvedeno principielní schéma kombinované soustavy centralizovaného zásobování teplem, kde zpravidla menší množství tepla přenáší a přitom obvykle na kratší vzdálenosti ho dodává parní část soustavy. Ta je, v naznačeném příkladě jaderného teplárenství, tvořena měničem 1 páry, který je z důvodu jaderné bezpečnosti proveden se zdvojenou neboli dvojstennou teplosměnnou plochou s možností indikace eventuálních jednostěnných netěsností a účelně zapojen podle os. autorského osvědčení o. 234 264 jakožto vysoce spolehlivá zábrana transportu aktivity prostřednictvím teplonosných médií do okolí, dále dálkovým parovodem 3, spotřebičem £ tepla páry, kondenzátním potrubím 5, ve kterém jsou instalovány kondenzátní čerpadlo 6 a/nebo regulační armatura 2 a zpětné armatury 8, jakož i potrubím 9 přídavné vody a napájecím čerpadlem 10. Topným médiem je v daném případě ostrá pára, která je do měniče 1 páry přiváděna potrubím 2 ostré páry. Druhou částí kombinované soustavy je její horkovodní část, která je tvořena horkovodní výměníkovou stanicí 21» dálkovým horkovodním potrubím 23, spotřebiCS 273 224 B1 čem 14 tepla horké vody, vodním vratným potrubím 15 a obphovým čerpadlem 16. Topným médiem je pára odběrová, která je do' horkovodní výměníkové stanice 11 přiváděná potrubím 12 odběrové páry. Ve skutečnosti horkovodní výměníková stanice 11 sestává z několika za sebou zařazenýoh tepelných výměníků, které jsou připojeny na příslušná různá odběrová potrubí páry odváděné z již neznázorněné parní turbiny.' Obě části kombinované soustavy jsou propojeny propojovacím potrubím 17. které je odbočeno z vodního vratného potrubí 15 a zaústěno do sání eventuálně do výtlaku, napájecího čerpadla W, přičemž relativně velmi krátké kondenzátní potrubí 2 3® zapojeno do vodního vratného potrubí 12· čárkovaně 'jsou znázorněny i některé další podvarianty propojení obou částí kombinované soustavy propojovacím potrubím 21· Z důvodu zjednodušení není na obr. 1 nakresleno ani teplosměnné zařízení pro nutný předehřev napájecí vody odběrovou párou, nebo podchlazovaným kondenzátem z ostré páry, které je ve skutečnosti nezbytným předřazeným příslušenstvím měniče 1 páry. Toto příslušenství už může být při předehřevu odběrovou parou realizováno v provedení tradičním, tj. s jednoduchou neboli jednostěnnou teplosměnnou plochou, protože tlak předehřívané napájecí vody je ve všech jeho tepelných výměnících vyšší než tlak v nich použité topné odběrové páry. Mimochodem, obdobné tlakové poměry nebo rozdíly mezi tlakovou vodou a topnou odběrovou parou jsou ve všech stupních horkovodní výměníkové stanice 11, proto ta je jako celek realizována v tradičním jednostěnném, konstrukčním řešení. Punkoe jen principiálně zobrazené kombinované soustavy centralizovaného zásobování teplem je velice jednoduchá a je dána jak názvy jednotlivých zařízení, tak pomocí šipek znázorněným pohybem příslušných médií, ke kterému dochází při provozu čerpadel. Proto je zbytečné funkci podrobněji popisovat. Stačí jen podotknout, že krátkým kondenzátním potrubím 5 je kondenzát buď přečerpáván kondenzátním čerpadlem 6 nebo přepoustěn regulační armaturou 2 do vodního vratného potrubí 15. Provoz jednoho nebo druhého způsobu dopravy kondenzátu je realizován podle konkrétních místních a režimových tlakových poměrů v kombinované soustavě. Na obr. 2 je uvedeno obdobné sohémá odlišné jen tím, že propojovací potrubí 22 spojuje výstup horkovodní výměníkové stanice 21 se sáním napájecího čerpadla 10 a že potrubí 2 přídavné vody je zaústěno do vodního vratného potrubí JJ5. Při této variantě propojení je do měniče 2 páry dodávána již horká napájecí voda, čímž se uspoří veškeré nebo téměř veškeré výše zmíněné předřazené teplosměnné zařízení, což je podstatnou výhodou této varianty, přestože tato vyvolává odpovídající zvětšení tepelného výkonu u horkovodní výměníkové stanice 11. Punkoe kombinované soustavy podle obr. 2 je také zcela evidentní. K oběma obr. nutno podotknout, že v uvedeném případě, jímž je použití ostré syté páry z jaderně energetických bloků s reaktory VVER 1 000 MWe o tlaku přibližně 6 MPa, lze v měniči 2 páry vyrábět až přibližně 5,5 MPa. Mimoto je možné a přitažlivé vyrábět v měniči 2 páry páru o tlaku nižším, ale s odpovídajícím přehřátím, čímž lze odstranit nebo potlačit provozní erozně korozní problematiku u dálkových parovodů, ve kterých proudí sytá respektive vlhká pára velkou rychlostí.

Přestože předložené technické řešení je orientováno na perspektivní teplárenství jaderné, je zřejmé, že ho lze aplikovat i u kombinovaných tepelných sítí místních, do kterých je technologická a/nebo otopná pára dodávána z klasických zdrojů tepla. Také při eventuální současné dodávce horké vody a nízkotlaké páry z jaderných výtopen lze předložené technické řešení účelně využít.

Claims (1)

1. Kombinovaná soustava centralizovaného zásobování teplem zejména z jaderně energetického zařízení, která je tvořena jednak z horkovodní části, sestávající v podstatě z horkovodní výměníkové stanice, z dálkového horkovodního potrubí, ze spotřebiče tepla horké vody, z vodního vratného potrubí a z oběhového čerpadla, a potom z parní části, sestávající v podstatě z měniče páry, z dálkového parovodu, ze spotřebiče tepla páry, z kondenzátního potrubí, z potrubí přídavné vody a z napájecího čerpadla, vyznačující se tím, že kondenzátní potrubí (5) od spotřebiče (4) tepla páry, ve kterém jsou umístěny kondenzátní čerpadlo (6) se zpětnou armaturou (8) a/nebo regulační armatura (7) se zpětnou armaturou (8), je zapojeno v blízkosti spotřebiče (4) tepla páry například do vodního vratného potrubí (15), zatímco do sání napájecího čerpadla (10, tj. do vstupu měniče (1) páry je spolu s potrubím (9) přídavné vody zapojeno i propojovací potrubí (17), které je svým začátkem napojeno na vstup nebo výstup horkovodní výměníkové stanice (11), tj. na vodní vratné potrubí (15), nebo na dálkové horkovodní potrubí (13), přičemž při napojení propojovacího potrubí (17) na výstup horkovodní výměníkové stanice (11) je potrubí (9) přídavné vody zapojeno do vstupu horkovodní výměníkové stanice (11), tj. do vodního vratného potrubí (15).