RU2131081C1

RU2131081C1 - Natural-circulation drumless steam generator

Info

Publication number: RU2131081C1
Application number: RU97114423A
Authority: RU
Inventors: В.И. Горбуров; Ю.В. Харитонов; Н.В. Рыжиков; А.М. Бычков
Original assignee: Горбуров Вячеслав Иванович
Priority date: 1997-09-03
Filing date: 1997-09-03
Publication date: 1999-05-27

Abstract

FIELD: thermal engineering. SUBSTANCE: steam generator has waterwall heating surfaces connected to cyclone separators interconnected into staged evaporation scheme by means of boiler- water pipelines; first stage incorporates several cyclone separators connected to feedwater pipeline; each next stage has smaller number of cyclone separators then preceding one; blowdown water pipeline is connected to cyclone separator of last stage. EFFECT: reduced boiler-water salt content which raises operational reliability of steam generator. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в безбарабанных котлах с естественной циркуляцией. The invention relates to the field of power engineering and can be used in drumless boilers with natural circulation.

Известны безбарабанные котельные установки с естественной циркуляцией, содержащие экранные поверхности, подключенные к циклонному сепаратору (см. кн. Е. Ф. Бузникова, Циклонные сепараторы в паровых котлах. М., "Энергия", 1969 г. , с. 230 - 240; авт. св. СССР 1195130, кл. F 22 B 33/18, 1985 г.; авт. св. СССР 1456691, кл. F 22 B 33/18, 1989 г.). Однако в этих котельных установках не решены вопросы продувки, что приводит к существенно неравномерному распределению солесодержания в водяном объеме, повышенному образованию твердых, малорастворимых отложений в отдельных экранных трубах и, соответственно, снижению надежности работы котла в целом. Наиболее близким к изобретению является безбарабанный парогенератор, содержащий экранные поверхности нагрева, подключенные к циклонным сепараторам, которые соединены между собой трубопроводами котловой воды, трубопровод питательной воды, отводящий паропровод и трубопровод продувки (см. авт. св. СССР 1095016, кл. F 22 B 33/18, 1984 г.). Known drum-free boiler plants with natural circulation, containing screen surfaces connected to a cyclone separator (see book. E. F. Buznikova, Cyclone separators in steam boilers. M., "Energy", 1969, S. 230 - 240; ed. St. USSR 1195130, class F 22 B 33/18, 1985; ed. St. USSR 1456691, class F 22 B 33/18, 1989). However, purging issues are not resolved in these boiler plants, which leads to a substantially uneven distribution of salt content in the water volume, increased formation of solid, sparingly soluble deposits in individual screen tubes and, accordingly, reduced reliability of the boiler as a whole. Closest to the invention is a drumless steam generator containing screened heating surfaces connected to cyclone separators that are interconnected by boiler water pipelines, feed water pipe, a discharge steam pipe and a purge pipe (see ed. St. USSR 1095016, class F 22 B 33/18, 1984).

В данном устройстве два циклонных сепаратора фактически работают по схеме ступенчатого испарения, при этом продувка осуществляется от циклона, который является второй ступенью испарения, что приводит к образованию чистого и соленого отсеков (объемов) с повышенным солесодержанием в последнем, и, соответственно, снижению надежности работы подключенных к нему экранных поверхностей из-за интенсивности образования отложений. Изобретение направлено на повышение надежности работы безбарабанного парогенератора за счет снижения среднего солесодержания котловой воды. In this device, two cyclone separators actually work according to the step-by-step evaporation scheme, while the purge is carried out from the cyclone, which is the second stage of evaporation, which leads to the formation of clean and salty compartments (volumes) with increased salinity in the latter, and, accordingly, reduced reliability connected to it screen surfaces due to the intensity of the formation of deposits. The invention is aimed at improving the reliability of the drumless steam generator by reducing the average salinity of the boiler water.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в безбарабанном парогенераторе с естественной циркуляцией, содержащем экранные поверхности нагрева, подключенные к циклонным сепараторам, которые соединены между собой трубопроводами котловой воды, трубопровод питательной воды, отводящий паропровод и трубопровод продувки, согласно изобретению, циклонные сепараторы включены последовательно по схеме ступенчатого испарения, при этом первая ступень состоит из нескольких циклонных сепараторов, подключенных к трубопроводу питательной воды, в каждой последующей ступени количество циклонных сепараторов меньше, чем в предыдущей, а трубопровод продувки подключен к циклонному сепаратору последней ступени. Заявленное включение циклонных сепараторов с уменьшающимся числом одинаковых циклонных сепараторов по ступеням от нескольких в первой до одного в последней ступени обеспечивает многоступенчатое испарение с одинаковым расходом котловой воды на входе в циклонные сепараторы, что приводит к оптимальному распределению (нерастворению) солесодержания, при этом среднее солесодержание котловой воды и образование отложений в поверхностях нагрева значительно ниже, чем при известном ступенчатом испарении (см. прототип), где имеют место существенно разные расходы питательной (котловой) воды на входе в каждый из двух циклонных сепараторов. The solution to this problem is ensured by the fact that in a drumless natural circulation steam generator containing screen heating surfaces connected to cyclone separators that are interconnected by boiler water pipelines, a feed water pipe, a discharge steam pipe and a purge pipe, according to the invention, the cyclone separators are connected in series with step evaporation scheme, while the first stage consists of several cyclone separators connected to the pipeline water in each subsequent stage number of cyclone separators is less than the previous, and the purge pipe connected to the cyclone separator of the last stage. The claimed inclusion of cyclone separators with a decreasing number of identical cyclone separators in stages from several in the first to one in the last stage provides multi-stage evaporation with the same boiler water flow at the inlet to the cyclone separators, which leads to an optimal distribution (non-dissolution) of salt content, while the average salt content of the boiler water and the formation of deposits in the heating surfaces are significantly lower than with the known stepwise evaporation (see prototype), where creatures take place Varyingly different amounts of feed (boiler) water at the entrance to each of the two cyclone separators.

На чертеже представлена схема безбарабанного парогенератора. The drawing shows a diagram of a drumless steam generator.

Безбарабанный парогенератор содержит вертикальные циклонные сепараторы 1, 2 и 3, последовательно соединенные между собой трубопроводами 4 котловой воды по схеме ступенчатого испарения, количество которых уменьшается, например, от пяти в первой ступени до одного в последней ступени (экранные поверхности нагрева на чертеже не показаны), трубопровод 5 питательной воды, к которой подключены циклонные сепараторы 1 первой ступени, трубопровод 6 продувки, который подключен к циклонному сепаратору 3 последней ступени. В общем случае число ступеней испарения и количество циклонных сепараторов 1, 2, 3 в каждой ступени определяется расчетом в зависимости от диаметра циклонного сепаратора и его паропроизводительности, что позволяет выполнять циклонные сепараторы 1, 2 и 3 одинаковыми. Для обеспечения равномерности циркуляции котловой воды и идентичности работы циклонных сепараторов в каждой ступени, последние дополнительно соединены уравнительными трубопроводами 7. Циклонные сепараторы 1, 2 и 3 подключены к отводящему паропроводу 8. The drumless steam generator contains vertical cyclone separators 1, 2 and 3, connected in series with each other by boiler water pipelines 4 according to a stepwise evaporation scheme, the number of which decreases, for example, from five in the first stage to one in the last stage (screen heating surfaces are not shown in the drawing) the feed water pipe 5 to which the cyclone separators 1 of the first stage are connected, a purge pipe 6 that is connected to the cyclone separator 3 of the last stage. In the general case, the number of evaporation stages and the number of cyclone separators 1, 2, 3 in each stage is determined by calculation depending on the diameter of the cyclone separator and its steam capacity, which makes it possible to make cyclone separators 1, 2, and 3 identical. To ensure uniform circulation of boiler water and the identical operation of cyclone separators in each stage, the latter are additionally connected by equalizing pipelines 7. Cyclone separators 1, 2 and 3 are connected to the discharge steam line 8.

Безбарабанный парогенератор с естественной циркуляцией работает следующим образом. A drumless steam generator with natural circulation operates as follows.

Питательная вода подается по трубопроводу 5 питательной воды и равномерно распределяется в циклонные сепараторы 1 ступени испарения, которые образуют чистый отсек. Из циклонных сепараторов 1 первой ступени котловая вода поступает в циклонные сепараторы 2 второй ступени, и затем - в циклонный сепаратор 3 последней ступени, из которого осуществляется непрерывная продувка по трубопроводу 6 продувки. Отсепарированный насыщенный пар из циклонных сепараторов 1, 2, 3 отводится по отводящему паропроводу 8. При этом последовательное уменьшение количества одинаковых циклонных сепараторов 1, 2, 3 по ступеням испарения позволяет получить паропроизводительность первой ступени наибольшей, второй ступени - наименьшей, а третьей (последней) ступени - самой маленькой при одинаковом расходе котловой воды на входе в каждый циклонный сепаратор 1, 2 и 3, что приводит к одинаковой кратности концентрации солесодержания котловой воды нарастанием солесодержания от концентрации в трубопроводе 5 питательной воды до концентрации в трубопроводе 6 продувки, близким к теоретической схеме ступенчатого испарения, которое и обусловливает минимальное среднее солесодержание котловой воды и, соответственно, снижение накипеобразования в экранных трубах (поверхностях нагрева). Feed water is supplied through the feed water pipe 5 and is evenly distributed into the cyclone separators 1 of the evaporation stage, which form a clean compartment. From the cyclone separators 1 of the first stage, boiler water enters the cyclone separators 2 of the second stage, and then to the cyclone separator 3 of the last stage, from which continuous purging is carried out through the purge pipe 6. The separated saturated steam from the cyclone separators 1, 2, 3 is discharged through the exhaust steam line 8. In this case, a sequential decrease in the number of identical cyclone separators 1, 2, 3 by the evaporation stages allows us to obtain the steam production of the first stage of the highest, the second stage - the smallest, and the third (last) steps - the smallest at the same flow rate of boiler water at the inlet to each cyclone separator 1, 2 and 3, which leads to the same multiplicity of the concentration of salt content of the boiler water by an increase in salt content Nia concentration in the piping 5 feed water to a concentration in the purge conduit 6 close to the theoretical scheme stepwise evaporation, which causes the minimum average salinity boiler water and, accordingly, reduction of scale formation in the furnace tubes (heating surfaces).

Claims

A natural circulation free-flow steam generator comprising screened heating surfaces connected to cyclone separators which are interconnected by boiler water pipelines, a feed water pipe, a discharge steam pipe and a purge pipe, characterized in that the cycle separators are connected in series according to the stepwise evaporation scheme, while the cyclone separators of the first stage are connected to the feed water pipeline, in each subsequent stage the number of cyclone separators is less than in the previous one, and the purge pipe is connected to the last stage cyclic separator.