PL165414B3 - Układ do stopniowego podgrzewania zanieczyszczonej wody technologicznej, zwłaszcza wody złożowej do podziemnego wytapiania siarki - Google Patents

Abstract

1. Układ do stopniowego podgrzewania zanieczyszczonej wody technologicznej, zwłaszcza wody złożowej do podziemnego wytapiania siarki, zawierający co najmniej dwa połączone szeregowo stopnie podgrzewu wody oraz co najmniej dwa połączone szeregowo rozprężacze wody grzewczej zasilane z zewnętrznego źródła ciepła, przy czym każdym stopniem podgrzewu wody jestjednostopmowy wodnoparowy podgrzewacz strumienicowy lub jeden stopień wielostopniowego wodno-parowego podgrzewacza strumienicowego, połączone odrębnym rurociągiem parowym dla każdej wartości ciśnienia pary z co najmniej jednym rozprężaczem wody grzewczej, według patentu nr 158 070, znamienny tym, że do rurociągu zasilającego wody grzewczej (23), przed pierwszym w kolejności przepływu wody grzewczej rozprężaczem wody grzewczej (21”), przyłączony jest zasobnik wody grzewczej (33”).

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ stopniowego podgrzewania wody technologicznej, zwłaszcza wody złożowej do podziemnego wytapiania siarki, według zgłoszenia patentowego P. 273073.

Znany jest z polskiego zgłoszenia patentowego Nr 273073 układ podgrzewania zanieczyszczonej wody technologicznej, w tym również odpowiednio uzdatnionej, zawierający co najmniej dwa połączone szeregowo wodno-parowe jednostopniowe podgrzewacze strumienicowe luo co najmniej jeden wodno-parowy wielostopniowy podgrzewacz strumienicowy lub połączone szeregowo co najmniej jeden wodno-parowy jednostopniowy podgrzewacz strumienicowy i co najmniej jeden wodno-parowy wielostopniowy podgrzewacz strumienicowy. Do każdego jednostopniowego podgrzewacza strumienicowego oraz do każdego stopnia każdego wielostopniowego podgrzewacza strumienicowego doprowadzana jest para wodna, przy czym para wodna o różnych ciśnieniach doprowadzana jest przy pomocy odrębnych rurociągów parowych z połączonych szeregowo rozprężaczy wody grzewczej zasilanych wodą grzewczą z zewnętrznego źródła ciepła, dopływającą przez rurociąg wody grzewczej. Każdy z rurociągów parowych pracujących przy odmiennych ciśnieniach przesyłanej pary połączony jest z co najmniej jednym rozprężaczem wody grzewczej.

Rozprężacze pracujące przy różniących się od siebie ciśnieniach wytwarzanej pary wodnej połączone są między sobą szeregowo rurociągami łączącymi, zgodnie z kierunkiem przepływu rozprężanej wody grzewczej. Ostatni rozprężacz, licząc w kierunku przepływu wody grzewczej, połączony jest rurociągiem powrotnym z zewnętrznym źródłem ciepła.

165 414

W przypadku gdy źródłem ciepła przekazywanego do układu jest elektrociepłownia, może okazać się koniecznym ograniczanie mocy cieplnej przekazywanej przez to źródło w okresie dobowego szczytu zapotrzebowania systemu elektroenergetycznego na energię elektryczną. Z kolei zapotrzebowanie na ciepło przez układ technologiczny kopalni siarki jest w ciągu doby w przybliżeniu stałe. Przy tych ograniczeniach wzajemna współpraca źródła i odbioru ciepła może odbywać się ze stałą w ciągu doby mocą równą minimalnej mocy cieplnej oddawanej przez źródło w szczycie zapotrzebowania na energię elektryczną. Wpływa to na ograniczenie wydajności układu, a tym samym ilości wydobywanej siarki.

Celem wynalazku jest zapewnienie możliwości współpracy układu według zgłoszenia patentowego P. 273073 ze źródłem ciepła o zmiennej w czasie oddawanej mocy cieplnej, przy zapewnieniu stałej w czasie mocy cieplnej odbieranej przez układ, równej w przybliżeniu średniej dobowej mocy źródła ciepła.

Układ według wynalazku, zawierający co najmniej dwa połączone szeregowo stopnie podgrzewu wody oraz co najmniej dwa połączone szeregowo rozprężacze wody grzewczej zasilane z zewnętrznego źródła ciepła, przy czym każdym stopniem podgrzewu wody jest jednostopniowy wodnoparowy podgrzewacz strumienicowy lub jeden stopień wielostopniowego wodno-parowego podgrzewacza strumienicowego, połączone odrębnym rurociągiem parowym dla każdej wartości ciśnienia pary z co najmniej jednym rozprężaczem wody grzewczej, według zgłoszenia patentowego P. 273073, charakteryzuje się tym, że do rurociągu zasilającego wody grzewczej, przed pierwszym w kolejności przepływu wody grzewczej rozprężaczem wody grzewczej, przyłączony jest zasobnik wody grzewczej. Korzystnym jest jeżeli pomiędzy kolejnymi rozprężaczami wody grzewczej włączony jest szeregowo co najmniej jeden zasobnik wody grzewczej.

Inny układ, zawierający co najmniej dwa połączone szeregowo stopnie podgrzewu wody oraz co najmniej dwa połączone szeregowo rozprężacze wody grzewczej zasilane z zewnętrznego źródła ciepła, przy czym każdym stopniem podgrzewu wody jest jednostopniowy wodno-parowy podgrzewacz strumienicowy lub jeden stopień wielostopniowego wodno-parowego podgrzewacza strumienicowego, połączone odrębnym rurociągiem parowym dla każdej wartości ciśnienia pary z co najmniej jednym rozprężaczem wody grzewczej, według zgłoszenia patentowego P. 273073, charakteryzuje się tym, że pierwszy w kolejności przepływu wody grzewczej rozprężacz wody grzewczej stanowi jednocześnie zasobnik wody grzewczej. Korzystnym jest, jeżeli co najmniej jeden, inny niż pierwszy w kolejności przepływu wody grzewczej, rozprężacz wody grzewczej stanowi jednocześnie zasobnik wody grzewczej.

Układ według wynalazku umożliwia gromadzenie nadmiaru wody grzewczej w okresie, gdy dopływ ciepła w wodzie grzewczej do układu przewyższa zapotrzebowanie układu na to ciepło, oraz zwiększenie produkcji pary w wyniku rozprężenia zakumulowanej wody grzewczej w okresie, gdy dopływ ciepła jest zbyt mały.

W zależności od charakterystyki pracy źródła, zwiększona moc oddawana przez źródło może przejawiać się w zwiększaniu wydatku dostarczanej do układu wody grzewczej, w podniesieniu temperatury dostarczanej wody grzewczej, lub oboma tymi czynnikami równocześnie. We wszystkich tych przypadkach dla zaspokojenia zapotrzebowania podgrzewaczy strumienicowych na parę wodną wystarczy rozprężanie tylko części dostarczanej wody grzewczej. Pozostała jej ilość może być okresowo akumulowana.

Akumulacja wody grzewczej może następować w oddzielnych zasobnikach wody grzewczej lub w rozprężaczach wody grzewczej stanowiących jednocześnie zasobniki wody grzewczej, przy jednym lub kilku różnych poziomach ciśnień pracy poszczególnych zasobników lub rozprężaczy stanowiących zasobniki w jednym układzie.

W przypadku zastosowania odrębnych zasobników wody grzewczej i akumulacji wody grzewczej przy jednym poziomie ciśnienia, ciśnienie pracy zasobnika lub zasobników równe jest ciśnieniu wody grzewczej doprowadzanej do układu rurociągiem zasilającym wody grzewczej, zaś w przypadku akumulowania wody grzewczej przy różnych poziomach jej ciśnień w jednym układzie, ciśnienia pracy zasobników równe są ciśnieniom wody grzewczej w rurociągach doprowadzających wodę grzewczą do rozprężaczy wody grzewczej odpowiednich stopni, to znaczy równe są ciśnieniom wody grzewczej w rurociągu zasilającym wody grzewczej i w rurociągach łączących, do których przyłączone są zasobniki wody grzewczej. Ciśnienia te w> czasie pracy układu nie powinny ulegać istotnym zmianom.

165 414

U przypadku skumulowania wody grzewczej w rozprężaczach wody grzewczej stanowiących jej zasobniki i rozprężania całej dostarczanej wody grzewczej przy znamionowym ciśnieniu pracy, równocześnie z akumulacją wody grzewczej następować będzie podwyższanie ciśnień pracy rozprężaczy wody grzewczej stanowiących jej zasobniki ze względu na mniejsze zapotrzebowanie na parę wodną ze strony podgrzewaczy strumienicowych niż jej produkcja w rozprężaczach . Akurnllccaa wody grzewczej przy jednym poziomie ciśnienia w danym układzie następować będzie przy ciśnieniu równym podwyższonemu ciśnieniu pracy rozprężacza pierwszego stopnia, zaś w przypadku kilku poziomów ciśnień w danym układzie przy ciśnieniach równych podwyższonym ciśnieniom pracy odpowiednich rozprężaczy.

W okresie, gdy moc cieplna oddawana przez źródło jest mniejsza od zapotrzebowania układu technologicznego, następuje rozprężenie dodatkowych ilości wody grzewczej pobieranej z zasobników lub rozprężenie dodatkowych ilości wody grzewczej- zakumulowanej w rozprężaczach z równoczesnym obniżaniem ciśnienia pracy rozprężaczy. Dzięki akumulacji wody grzewczej możliwe jest zwiększenie średniodobowych ilości ciepła oddawanych do układu technologicznego, przy zachowaniu zmiennej mocy oddawania ciepła przez jego źródło.

. Wynalazek przedstawiony jest w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat układu wyposażonego w zasobniki wody grzewczej przyłączone szeregowo przed każdym rozprężaczem wody grzewczej, a fig. 2 przedstawia schemat układu, w którym połączone szeregowo rozprężacze stanowią jednocześnie zasobniki wody grzewczej.

Przedstawiony na fig. 1 układ składa się z dwóch ciągów podgrzewu wody złożowej za pomocą trzech jednostopniowych wodno-parowych podgrzewaczy strumienicowych 1, 1', 1' ' połączonych szeregowo w każdym ciągu podgrzewu wody, oraz trzech rozprężaczy wody grzewczej 21, 21',

21'', połączonych szeregowo w ciągu wody grzewczej rurociągami łączącymi 22. Kolejne rozprężacze wody grzewczej 21, 21', 2l'', licząc w kierunku przeciwnym do przepływu wody grzewczej, połączone są odrębnymi dla każdego ciśnienia pary wodnej rurociągami parowymi 15, 15', 15'', z kolejnymi podgrzewaczami strumienicowymi 1, 1', 1'', licząc w kierunku przepływu wody złożowej. Do rurociągu zasilającego wody grzewczej 23, przed pierwszym w kolejności przepływu wody grzewczej rozprężaczem wody grzewczej 21', przyłączony jest zasobnik wody grzewczej 33'' Odpowiednio, przed każdym następnym rozprężaczem wody grzewczej 21, 21' przyłączony jest do rurociągu łączącego 22 zasobnik wody grzewczej 33, 33'. Zasobniki te umożliwiają akumulację wody grzewczej przed jej rozprężeniem. , ...

Rozprężona i schłodzona w wyniku rozprężenia w rozprężaczach woda grzewcza transportowana jest poprzez rurociąg powrotny wody grzewczej 24 i pompę powrotną wody grzewczej 25 w kierunku zewnętrznego źródła ciepła. Do rurociągu powrotnego wody grzewczej 24 przyłączony jest przewód odsalający 32 połączony z rurociągiem zasilającym wody złożowej 4.

Woda złożowa, surowa lub wstępnie uzdatniona, doprowadzona jest do poszczególnych ciągów podgrzewu wody rurociągiem zasilającym wody złożowej 4. Ilość wody złożowej w rurociągu zasilającym wody złożowej 4 uzupełniana jest wodą uzupełniającą doprowadzaną rurociągiem uzupełniającym 29. Z rurociągu zasilającego wody złożowej 4 woda złożowa podawana jest do poszczególnych ciągów podgrzewu wody przez pompy wody złożowej pierwszego stopnia 5. Pompy te w poszczególnych ciągach instalacji połączone są ze sobą kolektorem zasilającym wody złożowej 6. Każdy podgrzewacz strumienicowy 1, 1', 1 ' wyposażony jest w przewód rozruchowy 10 przyłączony do- kolektora rozruchowego 11. Gorąca woda złożowa. z ostatniego stopnia podgrzewu utworzonego przez podgrzewacze strumienicowe 1'', doprowadzana jest do otworów eksploatacyjnych kopalni poprzez zbiorczy kolektor gorącej wody złożowej 13 bezpośrednio lub za pośrednictwem pompy zasilającej wody złożowej 14. Do zbiorczego kolektora gorącej wody złożowej 13 przyłączony jest także przewód odsalający 32' połączony z rurociągiem zasilającym wody grzewczej 23.Jak przedstawiono na fig. 2, inny układ składa się z trzech stopni podgrzewu wody w postaci jednego dwustopniowego podgrzewacza 2 i jednego jednostopniowego podgrzewacza 1, włączony kolejno w każdym ciągu wody złożowej licząc w kierunku jej przepływu, oraz trzech rozprężaczy wody grzewczej 34, 34', 34'', połączonych szeregowo w ciągu wody grzewczej rurociągami łączącymi 22, stanowiących jednocześnie zasobniki wody grzewczej. Każdy kolejny rozprężacz wody grzewczej 34, 34', 34'', licząc w kierunku przeciwnym do przepływu wody grzewczej, połączony jest odrębnym rurociągiem parowym 15, 15', 15'' z kolejnym stopniem podgrzewu wody, licząc w kierunku jej przepływu.

165 414

Rozprężacze wody grzewczej 34, 34', 34'' stanowiące jednocześnie zasobniki wody grzewczej, różnią się od klasycznych rozprężaczy wody grzewczej tym, że mają zwiększoną objętość przestrzeni wodnej, w której gromadzona jest woda grzewcza, dodatkową armaturę oraz wzmocnioną konstrukcję uwzględniającą możliwy wzrost ciśnienia pracy ponad znamionowe, wynikający z skumulowania wody grzewczej.

Woda grzewcza doprowadzona jest do ciągu rozprężaczy 34, 34', 34'' rurociągiem zasilającym wody grzewczej 23 połączonym z zewnętrznym źródłem ciepła. Rozprężona i schłodzona w wyniku rozprężenia w rozprężaczach woda grzewcza transportowana jest poprzez rurociąg powrotny wody grzewczej 24 i pompę powrotną wody grzewczej 25 w kierunku zewnętrznego źródła ciepła. Do rurociągu powrotnego wody grzewczej 24 przyłączony jest przewód odsalający 32 połączony z rurociągiem zasilającym wody złożowej 4.

Woda złożowa, surowa lub wstępnie uzdatniona, doprowadzona jest do poszczególnych ciągów podgrzewu wody rurociągiem zasilającym wody złożowej 4. Ilość wody złożowej w rurociągu zasilającym wody złożowej 4 uzupełniana jest wodą uzupełniającą doprowadzaną rurociągiem uzupełniającym 29. Z rurociągu zasilającego wody złożowej 4 woda złożowa podawana jest do poszczególnych ciągów podgrzewu wody przez pompy wody złożowej pierwszego stopnia 5. Pompy te w poszczególnych ciągach instalacji połączone są ze sobą kolektorem zasilającym wody złożowej 6. Każdy dwustopniowy podgrzewacz 2 i każdy jednostopniowy podgrzewacz 1 wyposażony jest w przewód rozruchowy 10 przyłączony do kolektora rozruchowego 11. Pomiędzy drugim a trzecim stopniem podgrzewu wody przyłączony jest do kolektora pośredniego podgrzanej wody złożowej 12 zamknięty zbiornik pośredni wody złożowej 31 i pompa pośrednia wody złożowej 9.

Gorąca woda złożowa, z ostatniego stopnia podgrzewu, doprowadzana jest do otworów eksploatacyjnych kopalni poprzez zbiorczy kolektor gorącej wody złożowej 13 bezpośrednio lub za pośrednictwem pompy zasilającej wody złożowej 14. Ponadto pomiędzy kolektorem gorącej wody złożowej 13 i rurociągiem zasilającym wody grzewczej 23 przyłączony jest przewód odsalający 32'.

165 414

165 414

FIG.2

165 414

Χί-ΗΧ\22

FIG.1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 10 000 zł

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Układ do stopniowego podgrzewania zanieczyszczonej wody technologicznej, zwłaszcza wody złożowej do podziemnego wytapiania siarki, zawierający co najmniej dwa połączone szeregowo stopnie podgrzewu wody oraz co najmniej dwa połączone szeregowo rozprężacze wody grzewczej zasilane z zewnętrznego źródła ciepła, przy czym każdym stopniem podgrzewu wody jest jednostopniowy wodno-parowy podgrzewacz strumieniowy lub jeden stopień wielostopniowego wodnoparowego podgrzewacza strumierncowego, połączone odrębnym rurociągiem parowym dla każdej wartości ciśnienia pary z co najmniej jednym rozprężaczem wody grzewczej, według patentu nr 158070, znamienny tym, że do rurociągu zasilającego wody grzewczej /23/, przed pierwszym w kolejności przepływu wody grzewczej rozprężaczem wody grzewczej /21''/, przyłączony jest zasobnik wody grzewczej /33''/.
2. 2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że pomiędzy kolejnymi rozprężaczami wody grzewczej /21, 21/21''/ włączony jest szeregowo co najmniej jeden zasobnik wody grzewczej /33, 33'/.
3. 3. Układ stopniowego podgrzewania zanieczyszczonej wody technologicznej, zawierający co najmniej dwa połączone szeregowo stopnie podgrzewu wody oraz co najmniej dwa połączone szeregowo rozprężacze wody grzewczej zasilane z zewnętrznego źródła ciepła, przy czym każdym stopniem podgrzewu wody jest jednostopniowy wodno-parowy podgrzewacz strumienicowy lub jeden stopień wielostopniowego wodno-parowego podgrzewacza strumienicowego, połączone odrębnym rurociągiem parowym dia każdej wartości ciśnienia pary z co najmniej jednym rozprężaczem wody grzewczej, według zgłoszenia patentowego P. 273073, znamienny tym, że pierwszy w kolejności przepływu wody grzewczej rozprężacz wody grzewczej /34' '/, stanowi jednocześnie zasobnik wody grzewczej.
4. 4. Układ według zastrz. 3, znamienny tym, że co najmniej jeden, inny niz pierwszy w kolejności przepływu wody grzewczej, rozprężacz wody grzewczej /34, 34’' stanowi jednocześnie zasobnik wody grzewczej).

   * * *