Przedmiotem wynalazku jest silownia okretowa z ukladem do odzysku ciepla w generatorze pary.Na sprawnosc cieplna dowolnego urzadzenia do odzysku ciepla w generatorze pary silowni okre¬ towej, ma wplyw temperatura wody zasilajacej, wchodzacej do obiegu generatora pary, oraz tem¬ peratura odprowadzanych spalin. Sprawnosc ciepl¬ na rosnie wraz ze wzrostem temperatury wody zasilajacej, a maleje wraz z temperatura wycho¬ dzacych gazów spalinowych.Znane jest stosowanie dwóch typów urzadzen do odzysku ciepla w generatorze pary silowni o- kretowych.Pierwszy z nich, zwany „cykl ekonomizer — parowy podgrzewacz powietrza", zawiera turbine wysokoprezna i turbine niskoprezna, napedzajace srube okretowa.Para sluzaca do wstepnego podgrzewania po¬ wietrza i wody zasilajacej, jest odbierana z prze¬ wodu laczacego obie turbiny oraz z wylotów wy¬ prowadzajacych turbiny niskopreznej. Nie pobie¬ ra sie przy tym pary z turbiny wysokopreznej.W powszechnie stosowanym urzadzeniu tego typu woda dostarczana do ekonomizera jest podgrze¬ wana do temperatury okolo 138°C, zas powietrze uzywane do spalania ma temperature okolo 127°C.Odzysk ciepla od gazów spalinowych ma miejsce w ekonomizerze, schladzajacym wychodzace spa¬ liny do temperatury okolo 169°C, gdy wprowadza- 15 25 3* na do generatora pary woda ulega podgrzewa¬ niu do okolo 205°C.Drugi typ urzadzenia do odzysku ciepla w si¬ lowni okretowej znany jest jako „cykl z odzysku¬ jacym cieplo podgrzewaczem powietrza". Jest on podobny do uprzednio opisanego, lecz, poza od¬ prowadzeniem pary z przewodu laczacego obie turbiny i z turbiny niskopreznej, zawiera dwa od¬ prowadzenia z turbiny wysokopreznej. Umozli¬ wia to zwiekszenie temperatury wody dostarcza¬ nej do ekonomizera do okolo 216°C. Gazy wylo¬ towe sa schladzane do okolo 316°C, zas woda jest podgrzewana do okolo 238°C. W obu przypadkach gazy wylotowe sa schladzane dodatkowo w rege¬ neracyjnym podgrzewaczu powietrza, typu z plyta obrotowa, lub typu rurowego do temperatury okolo 1120°C.Ten drugi typ urzadzen zapewnia wprawdzie okolo 7% wieksza sprawnosc cieplna anizeli pierwszy z opisanych typów urzadzen, tym niem¬ niej nie znajduje on szerszego zastosowania ze wzgledu na wysokie koszty jego wykonania, wy¬ sokie koszty remontów oraz podatnosc na uszko¬ dzenie. Stanowi to przyczyne, dla której na stat¬ kach i okretach stosuje sie znacznie czesciej u- rzadzenia typu „ekonomizer-parowy podgrzewacz powietrza", pomimo ich nizszej sprawnosci, Znane jest równiez rozwiazanie tego problemu, ujawnione w amerykanskim opisie patentowym nr 2 7G2 345. Opisano w nim urzadzenie do odzysku 107 6963 107 696 4 ciepla w silowni, zawierajacej generator pary, którego ekonomizer jest podzielony na liczne sek¬ cje. Para jest pobierana z przewodu wstepnego podgrzewania wody zasilajacej za ostatnim pod¬ grzewaczem wody, nastepnie podgrzewana w jed¬ nej sekcji ekonomizera i przepuszczana przez pos¬ redni podgrzewacz powietrza wlotowego. Woda zasilajaca jest podgrzewana wstepnie w innej sekcji ekonomizera, po czym wchodzi do kotla. Ze wzgledu na temperatury wystepujace w róznych miejscach ukladu do podgrzewania powietrza, mozna tu jednak wykorzystac tylko niewielka czesc calosci przeplywu wody zasilajacej. Wyma¬ ga to wiekszej powierzchni rur grzewczych w podgrzewaczu powietrza, dla jego podgrzewania do wymaganej temperatury, a zatem zwieksza sia koszt urzadzen.Wedlug wynalazku uzyskuje sie zwiekszenie sprawnosci cieplnej w generatorze pary silowni okretowej przez wstepne podgrzewanie powietrza i wody, bez koniecznosci stosowania obrotowego podgrzewacza powietrza lub duzych gabarytowo, a kosztownych rurowych powierzchni grzewczych.Zgodnie z wynalazkiem obwód przeplywowy wody zasilajacej jest utworzony z polaczonych ze soba w nastepujacej kolejnosci pierwszej sekcji ekonomizera, podgrzewacza powietrza, wstepnego podgrzewacza wody, do którego cieplo jest dopro¬ wadzane z turbiny wysokopreznej, oraz drugiej sekcji ekonomizera, przy czym wylot tej sekcji jest polaczony z zespolem rurek kotlowych gene¬ ratora pary.W takim ukladzie odzysku ciepla woda, po przejsciu przez podgrzewacze wody, zasilane ciep¬ lem z pary wylotowej turbiny niskopreznej, wcho¬ dzi do jednej z sekcji ekonomizera, najlepiej do tej, która jest podgrzewana przez chlodniejsze gazy wylotowe. Tu nastepuje wzrost temperatury wody o okreslona wielkosc, po czym przeplywa ona do podgrzewacza powietrza, gdzie jest chlo¬ dzona przez powietrze dostarczane do spalania.Nastepuje wzrost \temperatury tego powietrza oraz spadek temperatury wody do wielkosci, posiada¬ nej przez nia przed wejsciem do sekcji ekonomi¬ zera. Dalej woda ta przeplywa do podgrzewaczy wody polaczonych z turbina wysokoprezna, na¬ stepnie do sekcji ekonomizera o wyzszej tempe¬ raturze, a w koncu do kotla generatora pary, gdzie cyrkuluje w jego obwodzie przeplywowym.Przedmiot wynalazku zostanie blizej omówiony w przykladowym wykonaniu, uwidocznionym na rysunku, na którym silownia okretowa przedsta¬ wiona jest w schemacie ideowym.Jak pokazano na rysunku silownia 10 zawiera pare turbin; wysokoprezna turbine 12 i nisko- prezna turbine 14, które napedzaja srube 16. Tur¬ biny otrzymuja przegrzana pare od generatora 18 pary. Generator 18 sklada sie z górnego i dolnego kotla 20 i 22, polaczonych zespolem kotlowych rurek 24. Usytuowane prostopadle do siebie sciany okreslaja polozona we wnetrzu generatora pary komore spalania. 26, gdzie umieszczone jest jeden lub wiecej palników 28. We wnetrzu komory 26 znajduje sie przegrzewacz 30 pary nasyconej, po* bieranej z górnego kotla 20, która nastepnie prze¬ chodzi przewodem 32 do wiotu wysokopreznej tur¬ biny 12.Przewodem 34 dostarcza sie powietrze do spa¬ lania paliwa, wychodzacego z palników 28. W prze- 5 wodzie 34 znajduje sie rurowy podgrzewacz 36 powietrza. Jego dzialanie jest opisane dalej. Wy¬ twarzajace sie w komorze spalania 26 gazowe pro¬ dukty spalania wychodza z urzadzenia przez wy¬ lotowy przewód 38, polaczony z, nie pokazanym na 10 rysunku, kominem. W przewodzie 38 jest umiesz¬ czona rurowa powierzchnia podgrzewana ekono¬ mizera tworzaca jego sekcje 40 oraz druga sek¬ cje 42. Woda zasilajaca przechodzi rurami obu sekcji ekonomizera, gdzie nastepuje wymiana 15 ciepla, przy której rosnie temperatura wody, a spada temperatura gazów wylotowych, co popra¬ wia sprawnosc cieplna ukladu.Wychodzaca z wysokopreznej turbiny 12 prze¬ grzana para jest doprowadzana przewodem 44 do 20 wlotu niskopreznej turbiny 14, skad przewodem 46 przedostaje sie do kondensatora 48. W konden¬ satorze 48 znajduje sie zespól chlodzacych rur 50, przez które jest przepuszczana woda, powo¬ dujac kondensacje pary wylotowej. Ciekly kon- 25 densat jest usuwany przez pompe 52, recyrkulu- jaca ja ponownie do generatora pary.W sklad ukladu do odzysku ciepla w silowni wchodzi obwód przeplywowy wody zasilajacej, skladajacy sie z podgrzewaczy 54, 56, 58, 60, 62, 80 w których para wylotowa odpowiedniej turbiny podnosi temperature przeplywajacej wody. Jak widac na rysunku, podgrzewacze 54 i 56 sa pod¬ grzewane para z niskopreznej turbiny 14, docho¬ dzaca do nich przewodami 64 i 66. Podgrzewacze 3g 58 i 60 sa podgrzewane para z wysokopreznej turbiny 12, dochodzaca do nich przewodami 68 i 70. Sluzacy do odpowietrzania podgrzewacz 62, o bezposrednim kontakcie jest zasilany para wy¬ lotowa przez przewód 72 polaczony z przewodem 40 44, laczacym obie turbiny. Plyn skondensowany w podgrzewaczach 54 i 56 powraca do kondensa¬ tora 48 przewodami 74 i 76, zas plyn skondenso¬ wany w podgrzewaczach 58 i 60 przechodzi do od¬ powietrzajacego podgrzewacza 62 przewodami 78 45 i 80. PrzeaT wejsciem do generatora pary, woda zasilajaca przechodzi jeszcze przez podgrzewacz 36 powietrza oraz przez obie sekcje 40, 42 ekono¬ mizera.Woda zasilajaca z kondensatora 48 jest pompo- 50 wana przez pompe 52 przewodem 82* do odpo¬ wietrzajacego podgrzewacza 62, w którym jest poczatkowo podgrzewana przez pare wylotowa niskopreznej turbiny 14, przechodzac przez pod¬ grzewacze 54 i 56. Nastepnie woda jest przesyla- 55 na przewodem 84 z pompa 86 do drugiej sekcji 42 ekonomizera, podgrzewacza 36 powietrza i pod¬ grzewaczy 58 i 60 wody, po czym, przez pierwsza sekcje 40 ekonomizera, do górnego kotla 20 gene¬ ratora pary. Woda plynaca przez druga sekcje 42 30 ekonomizera odbiera cieplo od gazów spalino¬ wych, wychodzacych z generatora pary wyloto¬ wym przewodem 38, nastepnie przechodzi rurami tworzacymi podgrzewacz 36 powietrza, gdzie prze-^ kazuje zawarte w sobie cieplo zimnemu dotych^ J5 czas powietrzu do spalania, prowadzonemu po-5 wietrznym przewodem 34. Woda o obnizonej tem¬ peraturze jest ponownie podgrzewana przy przejs¬ ciu przez podgrzewacze 58 i 60, podgrzewane przez pare z wysokopreznej turbiny 12. Woda przecho¬ dzi teraz przewodem 84 do pierwszej sekcji 40 ekonomizera, gdzie jej temperatura dalej wzrasta do wielkosci koncowej z jaka wchodzi do górne¬ go kotla 20.Wielkosc powierzchni przekazujacej cieplo w podgrzewaczu 36 powietrza jest dobrana tak, aby zapewnic w normalnych warunkach pracy silow¬ ni przekazywanie wszystkiego ciepla zawartego w parze, plynacej przez druga sekcje 42 ekono¬ mizera. Przedstawione na rysunku przewód 88 omijajacy podgrzewacz powietrza oraz zawór 90 moga znajdowac sie w urzadzeniu w celu regu¬ lacji przeplywu wody przez podgrzewacz 36 po¬ wietrza, umozliwiajac uzyskanie wymaganego prze¬ kazywania ciepla w okresach pracy innej niz nor¬ malna. Warunki takie dla silowni morskiej wy¬ stepuja, na przyklad, w okresie manewrowania statkiem. W urzadzeniu przedstawionym na ry¬ sunku zawór 90 dziala w zaleznosci od tempera¬ tury wody przy wylocie podgrzewacza 36 powie¬ trza, mierzonej czujnikiem 92 temperatury. Prze¬ plyw wody zasilajacej przez podgrzewacz 36 po¬ wietrza jest regulowany tak, ze praktycznie cale cieplo przekazane wodzie przez gaz spalinowy w drugiej sekcji 42 ekonomizera jest przekazywane powietrzu przeznaczonemu do spalania, doprowa¬ dzanemu przewodem 34. Temperatura wody wy- . chodzacej z podgrzewacza 36 powietrza jest u- trzymywana na tej samej wysokosci, jaka ma wo¬ da wychodzaca z odpowietrzajacego podgrzewa¬ cza 62.W typowym zastosowaniu silowni morskiej we¬ dlug niniejszego wynalazku temperatura wody wychodzacej z odpowietrzajacego podgrzewacza 62 wynosi 140,8°, a wlotowa temperatura gazów spa¬ linowych wchodzacych do przewodu 38 wynosi 430°C.Woda zasilajaca jest podgrzewana do 167°C w drugiej sekcji 42 ekonomizera, podgrzewajac z ko¬ lei wchodzace powietrze przeznaczone do spala¬ nia paliwa od 38°C do 153°C. Przed wejsciem do podgrzewaczy 58, 60 wody zostaje ona schlodzona do 140°C, wychodzac z ostatniego podgrzewacza - 60 w temperaturze 218°C. Przed wejsciem do górnego kotla 20 generatora pary, woda zostaje podgrzana do temperatury 258°C w pierwszej sek¬ cji 40 ekonomizera. Temperatura wylotowa gaz/iw spalinowych, stanowiacych osrodek grzejny dla sekcji ekonomizera w przewodzie 38 wynosi 155°C.Opisane urzadzenie do odzysku ciepla umozli¬ wia uzyskanie sprawnosci cieplnych wiekszych, niz sprawnosci uzyskiwane w znanym cyklu „eko- nomizer — parowy podgrzewacz powietrza". Mo¬ zliwa jest takze regulacja przekazywania ciepla w drugiej sekcji 42 ekonomizera i podgrzewacza 36 powietrza tak, ze efektywne podgrzewanie wo¬ dy odbywa sie w podgrzewaczach 58 i 60 przez pare odprowadzana z wysokopreznej turbiny 12.Poniewaz temperatura wody wykorzystywanej w podgrzewaczu 36 powietrza, wprowadzanej do wy¬ sokocisnieniowych podgrzewaczy 58 i 60 jest mnie'j 696 6 wiecej taka sama jal$ temperatura wody wycho¬ dzacej z odpowietrzajacego podgrzewacza 62, wszy¬ stkie pozostale podgrzewacze pracuja w tempera¬ turach, na które sa przewidziane. Sprawnosci 5 otrzymywane w opisanym tu urzadzeniu wedlug niniejszego wynalazku, bliskie sa sprawnosciom uzyskiwanym w typowym cyklu typu „regenera¬ cyjny podgrzewacz powietrza", i nie wymagaja stosowania podgrzewaczy powietrza z obrotowa io plyta lub typu rurowego, redukujac koszty urza¬ dzenia i potencjalne koszty remontu. Ponadto u- rzadzenie wedlug wynalazku umozliwia przeplyw calej wody zasilajacej przez podgrzewacz powie¬ trza oraz moze ono w wystarczajacym stopniu 15 podgrzewac wchodzace powietrze przy wykorzy¬ staniu mniejszej powierzchni grzejnej, niz wyma¬ gana w znanych urzadzeniach.Daje to oczywiscie znaczne oszczednosci na kosz¬ tach urzadzenia. 20 Zastrzezenia patentowe 1. Silownia okretowa z ukladem do odzysku cie¬ pla, zawierajaca turbiny zasilane para z genera¬ tora pary, zlozonego z komory spalania, obwodu przeplywowego wody zasilajacej, sekcjonowanego 25 ekonomizera schladzajacego gazy wylotowe z ko¬ mory spalania, ukladu wstepnego podgrzewania wody za pomoca pary odprowadzanej z turbin, oraz rurowego podgrzewacza powietrza, które jest doprowadzane do komory spalania, znamienna 30 tym, ze obwód przeplywowy wody zasilajacej jest utworzony z polaczonych ze soba w nastepujacej kolejnosci pierwszej sekcji (42) ekonomizera, pod¬ grzewacza powietrza (36), wstepnego podgrzewacza wody (58, 60), do którego cieplo jest doprowadza- 35 ne z turbiny wysokopreznej, oraz drugiej sekcji (40) ekonomizera, przy czym wylot tej sekcji jest polaczony z zespolem rurek kotlowych (24) gene¬ ratora pary. 2. Silownia wedlug zastrz. 1, znamienna tym, 40 ze obie sekcje (40, 42) ekonomizera sa umieszczo¬ ne w przewodzie wylotowym (38) dla gazów spa¬ linowych, przy czym wylot sekcji (42) ekonomize¬ ra, usytuowanej blizej wylotu gazów spalinowych, jest polaczony z wlotem podgrzewacza powietrza 36. 45 3. Silownia wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze wstepny podgrzewacz wody (58, 60) jest polaczony z wylotem pary turbiny wysokopreznej (12). 4. Silownia wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze wlot pierwszej sekcji (42) ekonomizera jest po- 50 laczony z wylotem dwóch szeregowo polaczonych podgrzewaczy wody (54, 56), do których para, przeznaczona do podgrzewania wody, jest dopro¬ wadzana z turbiny niskopreznej (14). 5. Silownia wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze 55 w przewodzie (84) laczacym pierwsza sekcje (42) ekonomizera z podgrzewaczem powietrza (36) jest zamontowany zawór (90) regulujacy przeplyw wo¬ dy przez ten przewód w zaleznosci od jej tem¬ peratury na wylocie podgrzewacza powietrza. 60 6. Silownia wedlug zastrz. 5, znamienna tym, ze zrwór (90) utrzymuje takie natezenie przeplywu wrdy przez przewód (84), przy którym jej tempe¬ ratura,,na wylocie podgrzewacza powietrza (36) jest równa temperaturze wody na wlocie pierw- g5 szej sekcji (42) ekonomizera.107 696 42 38 9,0 88 82 \ 1U 76 56 OZGraf. Lz. 516 (90+17) Cena 45 zl PL