RU2373461C1

RU2373461C1 - Heat supply system

Info

Publication number: RU2373461C1
Application number: RU2008138590/06A
Authority: RU
Inventors: Борис Алексеевич Зимин (RU); Борис Алексеевич Зимин
Original assignee: Борис Алексеевич Зимин
Priority date: 2008-09-29
Filing date: 2008-09-29
Publication date: 2009-11-20

Abstract

FIELD: heating systems.

SUBSTANCE: invention is designed for condensate generation and can be used in heat power engineering. Heat supply system includes direct and return delivery pipelines, hot water boiler, circulation pump, direct and return circulation pipelines, to the direct one of which after hot water boiler there attached is discharge pipeline connected to return pipeline before circulation pump in the space of which there installed is vortex centrifugal steam generator, intermediate container and pump. Vortex centrifugal steam generator includes cylindrical housing, centrifugal separator and tangential water supply connection pipe and water discharge connection pipe, which is connected to internal part of the housing by means of holes or tangential connection pipes provided in lower part of the housing, and connection pipe discharging produced steam passing through the cone from separator. Steam pipeline from vortex centrifugal steam generator is connected to turbine condenser. On steam pipeline there installed is cutoff valve. Intermediate container is provided with controlled water level on water pipeline between vortex centrifugal steam generator and pump. Level control automation is installed on the motor in the form of rotor speed control or on the pipeline after the pump in the form of a valve.

EFFECT: invention provides, together with heat and hot water supply to consumers, steam generation and high-quality condensate production.

5 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области теплоэнергетики и используется для получения чистого конденсата (обессоленной воды) из сетевой воды, с последующим использованием его для питания паровых котлов. Может быть использовано и в химической технологии для получения высококачественного конденсата.The invention relates to the field of power engineering and is used to produce pure condensate (demineralized water) from network water, with its subsequent use for powering steam boilers. It can be used in chemical technology to produce high-quality condensate.

На тепловых электростанциях (ТЭЦ) устанавливают паровые котлы, вырабатывающие пар для паровых турбин, и водогрейные котлы для теплоснабжения прилегающих населенных пунктов. Для паровых котлов высокого давления для восполнения потерь конденсата используют установки химического обессоливания воды или выпарные термические установки с поверхностями нагрева, использующие пар в качестве греющей среды.At thermal power plants (CHP), steam boilers are installed that produce steam for steam turbines, and hot water boilers for heat supply to the surrounding settlements. For high-pressure steam boilers, chemical desalination plants or evaporative thermal units with heating surfaces using steam as a heating medium are used to compensate for condensate losses.

Недостатками химического обессоливания воды являются: 1. Громоздкость и дороговизна фильтров и высокая стоимость реагентов (анионита, катионита, кислоты и соли для регенерации фильтров). 2. Загрязнение окружающей среды (отработанные реагенты - кислота, соляные растворы после регенерации фильтров сбрасываются в канализационную систему.The disadvantages of chemical desalination of water are: 1. The bulkiness and high cost of filters and the high cost of reagents (anion exchange resin, cation exchange resin, acid and salt for filter regeneration). 2. Environmental pollution (spent reagents - acid, saline solutions after regeneration of the filters are discharged into the sewer system.

Недостатками термического обессоливания воды в поверхностных теплообменниках являются: 1. Использование пара, отбираемого из турбины в качестве греющего агента. Этот пар не используется полностью в турбине для получения электроэнергии. 2. Занос поверхностей нагрева испарителя со стороны испаряемой воды. 3. Громоздкость и большая металлоемкость испарителей. 4. Высокая стоимость.The disadvantages of thermal desalination of water in surface heat exchangers are: 1. The use of steam taken from the turbine as a heating agent. This steam is not fully used in the turbine to generate electricity. 2. Skidding of the evaporator heating surfaces from the side of the evaporated water. 3. The bulkiness and high metal consumption of evaporators. 4. High cost.

Эти недостатки отсутствуют при генерировании пара из воды, перегретой выше температуры насыщения в центробежно-вихревом парогенераторе - ЦВП (например, см. авторское свидетельство СССР №1453113 «Парогененирующее устройство». ЦВП применен также в водогрейном котле, защищенным патентом РФ №2139475, и в патенте РФ №2090512 «Установка для перегонки жидкостей и выпаривания растворов»).These drawbacks are absent when generating steam from water overheated above the saturation temperature in a centrifugal vortex steam generator - CVP (for example, see USSR author's certificate No. 1453113 “Steam-generating device.” CVP is also used in a boiler protected by RF patent No. 2139475, and in RF patent No. 2090512 "Installation for the distillation of liquids and evaporation of solutions").

При генерации пара из воды центробежно-вихревым способом отсутствует унос влаги с паром и качество конденсата многократно превосходит качество конденсата, получаемого из пара паровых котлов. Этот конденсат можно использовать также для технологических целей при определенных технологиях, требующих повышенного качества конденсата (в нефтехимической промышленности, при производстве пороха и т.п). Парогенерирующим устройством является также центробежно-вихревой «Деаэратор (тепломассообменник)» (ЦВД), защищенный патентом РФ №2131555. Он является многофункциональным аппаратом и испытан на десятках объектов в качестве деаэраторов производительностью от 1 до 1200 т/ч деаэрированной воды. Вода, перегретая на 5-6°С выше температуры насыщения, подается в ЦВД, вскипает, охлаждается до температуры насыщения и генерирует пар, с которым удаляются и содержащиеся в воде газы. ЦВД рассчитываются обычно на выпар 10 кг на тонну деаэрируемой воды. Тысячекубовый атмосферный или вакуумный деаэратор генерирует 10 тонн в час пара с давлением 0,2 кгс/см². При увеличении перегрева воды количество пара может быть увеличено. При пропускании через ЦВП перегретой воды после водогрейного котла функция деаэрации воды от агрессивных газов отпадает, так как вода в теплосети уже деаэрирована.When steam is generated from water by a centrifugal-vortex method, there is no entrainment of moisture with steam and the quality of the condensate is many times higher than the quality of the condensate obtained from steam from steam boilers. This condensate can also be used for technological purposes with certain technologies that require high quality condensate (in the petrochemical industry, in the production of gunpowder, etc.). The steam generating device is also a centrifugal-vortex “Deaerator (heat and mass transfer)” (CVP), protected by RF patent No. 2131555. It is a multifunctional apparatus and tested on dozens of objects as deaerators with a capacity of 1 to 1200 t / h of deaerated water. Water, superheated 5-6 ° C above the saturation temperature, is supplied to the CVP, boils, cools to saturation temperature and generates steam with which the gases contained in the water are removed. CVPs are usually calculated on the evaporation of 10 kg per ton of deaerated water. A thousand-cubic atmospheric or vacuum deaerator generates 10 tons per hour of steam with a pressure of 0.2 kgf / cm ² . With increasing water overheating, the amount of steam can be increased. When superheated water is passed through the central heating circuit after the boiler, the function of deaerating water from aggressive gases disappears, since water in the heating system is already deaerated.

В качестве прототипа выбран водогрейный котел малой мощности с центробежно-вихревым парогенераторм - ЦВП (см. Патент РФ №2139475). В патенте описана система теплоснабжения с водогрейным котлом и с отбором пара из сетевой воды при помощи ЦВП. Этот низкопотенциальный пар предназначен для собственных нужд котельной или технических целей. Эта система содержит прямой и обратный трубопроводы сетевой воды с циркуляционным насосом, водогрейный котел, трубопровод, ответвленный от циркуляционной системы котла и присоединенный к обратному трубопроводу, в рассечку которого установлены парогенератор центробежно-вихревой с отводящим паропроводом, промежуточная емкость, насос. На этом же ответвленном трубопроводе после ЦВП может быть установлен теплообменник - охладитель воды.As a prototype, a low-power hot water boiler with a centrifugal-vortex steam generator — CVP — was selected (see RF Patent No. 2139475). The patent describes a heat supply system with a hot water boiler and with the selection of steam from the mains water using the central heating system. This low-grade steam is intended for boiler house needs or technical purposes. This system contains direct and return pipelines of network water with a circulation pump, a hot water boiler, a pipe branched from the boiler circulation system and connected to a return pipe, in the cut of which a centrifugal-vortex steam generator with a discharge steam line is installed, an intermediate tank, and a pump. On the same branch pipe after the central heating unit, a heat exchanger - a water cooler can be installed.

Недостатками прототипа являются:The disadvantages of the prototype are:

1. Недостаточная температура нагрева воды в котле. В водогрейном котле-прототипе вода может нагреваться не выше 115°С. При давлении пара 0,2 кгс/см² температура насыщения пара равна 104°C. Разность температур - ΔТ равна 11°C. Выпар составляет 1,8×11=19,8 кг на тонну воды, пропущенной через парогенератор. Для увеличения расхода генерированного пара необходима большая разность температур.1. Inadequate temperature for heating water in the boiler. In a prototype boiler, water can be heated no higher than 115 ° C. At a vapor pressure of 0.2 kgf / cm ^{2, the} temperature of steam saturation is 104 ° C. The temperature difference - ΔТ is 11 ° C. The evaporation is 1.8 × 11 = 19.8 kg per ton of water passed through the steam generator. To increase the flow rate of the generated steam, a large temperature difference is necessary.

2. Регулирование уровня воды в промежуточной емкости осуществляется за счет перелива воды через переливную трубу, и бак соединен с атмосферой. Это вызывает утечку воды из системы и парение воды при температуре выше 100°C и потерю пара при отсутствии теплообменника между ЦВП и баком.2. Regulation of the water level in the intermediate tank is carried out by overflowing water through an overflow pipe, and the tank is connected to the atmosphere. This causes leakage of water from the system and water vapor at temperatures above 100 ° C and steam loss in the absence of a heat exchanger between the CPU and the tank.

3. Отсутствие регулятора давления пара «до себя» на паропроводе после ЦВП. В зависимости от расхода пара меняется давление пара (при отсутствии разбора пара давление в ЦВП возрастает до давления, соответствующего температуре насыщения при температуре 115°C. Дельта Т становится равной нулю, и генерация пара прекращается. Температуры воды до и после ЦВП выравниваются. При останове насоса и переполнении промежуточной емкости за ЦВП вода может попасть в паропровод.3. The lack of a steam pressure regulator "to yourself" on the steam line after the central heating unit. Depending on the steam flow rate, the steam pressure changes (in the absence of steam parsing, the pressure in the DCP increases to a pressure corresponding to the saturation temperature at 115 ° C. Delta T becomes zero and steam generation stops. Water temperatures before and after the DPC are equalized. When stopped pump and the overflow of the intermediate tank for the central heating water, water can get into the steam line.

Целью настоящего изобретения является устранение указанных недостатков и создание надежной системы получения высококачественного конденсата (обессоленной воды) из контура отопления и горячего водоснабжения для использования его вне системы отопления и горячего водоснабжения (для питания паровых котлов). При этом получение обессоленной воды должно происходить без загрязнения окружающей среды и без расходования пара из системы парового котла и турбины (без потери мощности блока котел-турбина). Конденсат должен быть побочным продуктом без расходования дополнительной энергии пара от паровых котлов.The aim of the present invention is to remedy these disadvantages and create a reliable system for producing high-quality condensate (demineralized water) from the heating circuit and hot water supply for use outside the heating system and hot water supply (to power steam boilers). In this case, desalted water should be produced without environmental pollution and without spending steam from the steam boiler and turbine systems (without loss of power of the boiler-turbine unit). Condensation should be a by-product without spending additional steam energy from steam boilers.

Указанная цель достигается тем, что в известной системе теплоснабжения, содержащей прямой и обратный трубопроводы сетевой воды с циркуляционным насосом, водогрейный котел, трубопровод, ответвленный от циркуляционной системы котла и присоединенный к обратному трубопроводу, причем в рассечку этого ответвленного трубопровода установлены парогенератор центробежно-вихревой с отводящим паропроводом, промежуточная емкость, насос. На этом же ответвленном трубопроводе после ЦВП может быть установлен (необязательно) теплообменник-охладитель воды. Кроме этого на паропроводе после ЦВП установлен регулирующий клапан с импульсом давления «до себя», позволяющий поддерживать постоянство давления в ЦВП и температуры воды после ЦВП. Если паропровод присоединен непосредственно к конденсатору турбины, то необходим клапан, перекрывающий паропровод в случае останова насоса для предотвращения попадания воды в паропровод.This goal is achieved by the fact that in the known heat supply system containing direct and return pipelines of network water with a circulation pump, a boiler, a pipe branched from the boiler circulation system and connected to the return pipe, a centrifugal-vortex steam generator is installed in the cut of this branch pipe outlet steam line, intermediate tank, pump. On the same branch pipe after the central heating station, an optional water heat exchanger-cooler can be installed. In addition, a control valve with a pressure pulse "up to itself" is installed on the steam line after the central heating circuit, which allows maintaining the constant pressure in the central heating circuit and water temperature after the central heating circuit. If the steam line is connected directly to the turbine condenser, a valve is required to shut off the steam line if the pump stops, to prevent water from entering the steam line.

Новым в предлагаемой системе является то, что центробежно-вихревой парогенератор содержит цилиндрический корпус с верхней и нижней торцевыми крышками, центробежный сепаратор, выполненный в виде обечайки и соединенный с внутренней частью корпуса посредством отверстий или тангенциальных патрубков, выполненных в нижней части корпуса, по меньшей мере, один тангенциальный патрубок подвода и, по меньшей мере, один патрубок отвода воды, патрубок отвода из сепаратора образовавшегося пара, проходящий через корпус, а паропровод от центробежно-вихревого парогенератора присоединен к конденсатору турбины или к другому теплообменнику-конденсатору пара, при этом на паропроводе установлен отсекающий клапан, перекрывающий паропровод воды в случае поступления в паропровод воды от водогрейных котлов, промежуточная емкость выполнена с регулируемым уровнем воды на трубопроводе воды между центробежно-вихревым парогенератором и насосом и, кроме того, она выполнена герметичной, способной выдержать давление воды, равное давлению в прямом сетевом трубопроводе, и установлена автоматика регулирования уровня в виде регулятора частоты вращения ротора на двигателе или в виде клапана на трубопроводе после насоса. Патрубок отвода из сепаратора образовавшегося пара имеет внутри корпуса отверстия для вывода части пара из полости корпуса. На паропроводе после центробежно-вихревого парогенератора установлен регулятор давления пара «до себя». В рассечку отводящего трубопровода до промежуточной емкости или после насоса установлен дополнительный теплообменник-охладитель. Подводящий патрубок теплообменника-конденсатора присоединен к обратному сетевому трубопроводу после сетевого насоса, а отводящий патрубок - к тому же трубопроводу до сетевого насоса.New in the proposed system is that the centrifugal-vortex steam generator contains a cylindrical body with upper and lower end caps, a centrifugal separator made in the form of a shell and connected to the inner part of the housing through holes or tangential nozzles made in the lower part of the housing, at least , one tangential inlet pipe and at least one water outlet pipe, outlet pipe from the steam separator that passes through the housing, and the steam pipe from the centrifugal a steam generator is connected to a turbine condenser or to another steam heat exchanger-condenser; at the same time, a shut-off valve is installed on the steam pipe to shut off the water pipe if water comes from the boiler, the intermediate tank is made with an adjustable water level on the water pipe between the centrifugal-vortex steam generator and a pump and, in addition, it is sealed, able to withstand water pressure equal to the pressure in a direct network pipe, and automatic equipment p level control in the form of a rotor speed controller on the engine or in the form of a valve in the pipeline after the pump. The outlet pipe from the separator of the formed steam has openings inside the housing for withdrawing part of the steam from the cavity of the housing. After the centrifugal-vortex steam generator, the steam pressure regulator “up to itself” is installed on the steam line. An additional heat exchanger-cooler is installed in the cut-off of the discharge pipe to the intermediate tank or after the pump. The inlet pipe of the heat exchanger-condenser is connected to the return network pipe after the network pump, and the outlet pipe is connected to the same pipe to the network pump.

Изобретение поясняется схемами.The invention is illustrated by diagrams.

На фиг.1 изображена схема теплоснабжения потребителя с выработкой пара и конденсата водогрейными котлами и центробежно-вихревым парогенератором.Figure 1 shows a diagram of the heat supply to the consumer with the production of steam and condensate by hot water boilers and a centrifugal-vortex steam generator.

На фиг.2, 3 - конструкция центробежно-вихревого парогенератора (ЦВП).In figure 2, 3 is a design of a centrifugal vortex steam generator (CVP).

Система теплоснабжения содержит, как минимум, один водогрейный котел 1, сетевой насос 2, обратный и прямой сетевые трубопроводы 3 и 4 (от потребителей тепла до котлов и к потребителям), трубопровод перепуска 5 с регулирующим клапаном. Каждый водогрейный котел имеет рециркуляционный насос 6 для поддержания постоянства расхода воды через котлы и температуры воды за котлом при переменной температуре воды, поступающей к потребителю. Трубопровод 7 - ответвление от прямого трубопровода 4 после котла 1, к которому присоединен центробежно-вихревой парогенератор 8 (ЦВП). От ЦВП отведен сливной трубопровод 9, на котором может быть установлен (но не обязательно) теплообменник 10 (до промежуточной емкости 11 или после насоса 12), после которого - герметичная промежуточная емкость 11, способная выдерживать давление воды в прямом сетевом трубопроводе. За емкостью 11 установлен насос 12 (насос 12 должен быть оборудован регулятором частоты вращения двигателя (ЧРП) для поддержания уровня воды в емкости 11, или за насосом 12 должен быть установлен клапан-регулятор уровня воды в емкости 11). Трубопровод 13 соединяет насос 12 с обратным сетевым трубопроводом 3 до насоса 2. Трубопровод 14 отводит генерированный пар от ЦВП к теплообменнику-конденсатору 15 или к конденсатору турбины. На паропроводе 14 установлен клапан 16, регулирующий давление пара в ЦВП и температуру воды поле ЦВП (температура пара и воды равна и соответствует температуре насыщения пара при установившемся давлении). При присоединении паропровода к конденсатору турбины на паропроводе должен быть установлен автоматический клапан-отсекатель 16а, срабатывающий при остановке насоса 12 (при попадании воды в паропровод 14). Конденсатор-теплообменник 15 имеет трубопровод слива конденсата 17 с конденсатоотводчиком 18, а также подводящий трубопровод охлаждающей воды 19 и отводящий трубопровод нагретой охлаждающей воды 20, который может быть присоединен к обратному трубопроводу 3 теплосети. Цифрой 21 обозначен подпиточный насос теплосети.The heat supply system contains at least one boiler 1, a network pump 2, return and direct network pipelines 3 and 4 (from heat consumers to boilers and to consumers), a bypass pipe 5 with a control valve. Each boiler has a recirculation pump 6 to maintain a constant flow rate of water through the boilers and the temperature of the water behind the boiler at a variable temperature of the water entering the consumer. Pipeline 7 is a branch from the direct pipeline 4 after the boiler 1, to which a centrifugal-vortex steam generator 8 (CVP) is connected. A drain pipe 9 is diverted from the CVP, on which a heat exchanger 10 can be installed (but not necessarily) (to the intermediate tank 11 or after the pump 12), after which there is a sealed intermediate tank 11 that can withstand water pressure in a direct network pipe. A pump 12 is installed behind the tank 11 (the pump 12 should be equipped with a motor speed controller (VFD) to maintain the water level in the tank 11, or a water level control valve in the tank 11 should be installed behind the pump 12). A pipe 13 connects the pump 12 to the return network pipe 3 to the pump 2. The pipe 14 diverts the generated steam from the CVP to the heat exchanger-condenser 15 or to the turbine condenser. A valve 16 is installed on the steam line 14, which regulates the steam pressure in the central water heater and the water temperature in the central water heater field (the temperature of steam and water is equal to and corresponds to the temperature of steam saturation at steady pressure). When connecting the steam line to the turbine condenser, an automatic shut-off valve 16a must be installed on the steam line, which is activated when the pump 12 stops (when water enters the steam line 14). The condenser-heat exchanger 15 has a condensate discharge pipe 17 with a condensate drain 18, as well as a cooling water supply pipe 19 and a heated cooling water discharge pipe 20, which can be connected to the return pipe 3 of the heating network. The number 21 indicates the make-up pump of the heating network.

Центробежно-вихревой парогенератор (ЦВП) содержит корпус 22 с верхней 23 и нижней 24 торцевыми крышками, как минимум один тангенциальный патрубок входа перегретой воды 25, кольцевую перегородку (шайбу) 26, выпускные окна 27 (или короткие тангенциальные патрубки), циклон (сепаратор) 28 с верхней кольцевой 29, с нижней 30 крышками и с тангенциальным патрубком 31 для выхода воды. Труба 32 отвода образовавшегося пара проходит внутри корпуса 22 через крышки 23 и 24. В трубе 32 внутри корпуса 22 имеются отверстия 33 для отвода части пара из корпуса 22.The centrifugal-vortex steam generator (CVP) contains a housing 22 with upper 23 and lower 24 end caps, at least one tangential inlet pipe for superheated water 25, an annular partition (washer) 26, outlet windows 27 (or short tangential pipes), a cyclone (separator) 28 with the upper annular 29, with the lower 30 covers and with a tangential pipe 31 for water outlet. The pipe 32 for removing the generated steam passes inside the housing 22 through the covers 23 and 24. In the pipe 32 inside the housing 22 there are openings 33 for removing part of the steam from the housing 22.

Работа установки в атмосферном режиме осуществляется следующим образом. Нагретая в водогрейном котле вода с температурой 140-150°С по трубопроводу 7 поступает в ЦВП через тангенциальный патрубок 25 и приобретает вращательное движение с вертикальной границей раздела фаз. Давление вращающегося потока воды падает с уменьшением радиуса вращения воды. Происходит интенсивное парообразование через границу раздела фаз. Часть пара выходит через отверстия 23 в трубе 32, а часть пара вместе с водой устремляется в сепаратор 28 через окна или тангенциальные патрубки 27. В сепараторе пар и вода разделяются, и пар устремляется в трубу 32, а вращающийся поток воды - в тангенциальный патрубок (патрубки) 31. Клапан 16 - регулятор давления пара поддерживает постоянство давления пара в ЦВП. При полностью открытом клапане давление пара установится равным давлению в конденсаторе 15. Температура воды уменьшается до температуры насыщения пара. Например, если давление пара будет 0,7 кгс/см² (1,7 ата), то температура пара и воды будет 114,57°С, если давление установить 0,2 кгс/см² (1,2 ата), то температура пара и воды понизится до 104,25°С. Если же паропровод 14 присоединить к конденсатору турбины или к любому другому конденсатору (теплообменнику), присоединенному к эжектору, то давление в ЦВП можно поддерживать отрицательное (например, 0,3 ата, при температуре насыщения - 68,7°С). Тогда разность температур исходной и охлажденной в ЦВП воды увеличится, и возрастет и количество генерированного пара. Например: вода от котлов поступает в ЦВП с температурой 140°С и охлаждается за счет испарения до 104°C при давлении 1,2 ата и до 68,7°C при давлении 0,3 ата. Разность температур составит соответственно 36 и 71,3°C. Выпар (количество пара, полученного от каждой тонны воды, прошедшей через ЦВП) составит соответственно: 1,866×36=67 кг; 1,79×71,3=127,6 кг пара на каждую тонну воды, пропущенной через ЦВП (где 1,866 и 1,79 - удельный выпар, получаемый при вскипании воды при охлаждении на 1°С для давлений 1,2 и 0,3 ата). При пропускании через ЦВП 100 т/ч воды получим выпар соответственно: 67×100=6700 кг/ч для атмосферного парогенератора и 127,6×100=12760 кг/ч - для вакуумного парогенератора. ЦВП были испытаны на деаэрационных установках в атмосферном режиме при расходе воды до 1200 т/ч и в вакуумном режиме - на расходы воды до 600 т/ч, выдавали пар (выпар) в количестве 10 кг на тонну пропускаемой через него воды (больший выпар не требовался).The operation of the installation in atmospheric mode is as follows. The water heated in the boiler with a temperature of 140-150 ° C through the pipeline 7 enters the central heating unit through the tangential pipe 25 and acquires a rotational movement with a vertical phase boundary. The pressure of the rotating water flow decreases with decreasing radius of rotation of the water. Intensive vaporization occurs across the phase boundary. Part of the steam exits through the openings 23 in the pipe 32, and part of the steam, together with water, flows into the separator 28 through the windows or tangential nozzles 27. In the separator, steam and water are separated, and the steam flows into the pipe 32, and the rotating water flow into the tangential pipe ( nozzles) 31. Valve 16 - steam pressure regulator maintains the constant pressure of the steam in the CPU. With the valve fully open, the steam pressure will be set equal to the pressure in the condenser 15. The water temperature decreases to the saturation temperature of the steam. For example, if the steam pressure is 0.7 kgf / cm ² (1.7 ata), then the temperature of the steam and water will be 114.57 ° C, if the pressure is set to 0.2 kgf / cm ² (1.2 ata), then the temperature of steam and water will drop to 104.25 ° C. If the steam line 14 is connected to the turbine’s condenser or to any other condenser (heat exchanger) connected to the ejector, then the pressure in the CVP can be maintained negative (for example, 0.3 at, at a saturation temperature of 68.7 ° C). Then the temperature difference between the source and the water cooled in the water supply center will increase, and the amount of generated steam will increase. For example: water from boilers enters the central heating unit with a temperature of 140 ° C and is cooled by evaporation to 104 ° C at a pressure of 1.2 ata and to 68.7 ° C at a pressure of 0.3 ata. The temperature difference will be 36 and 71.3 ° C, respectively. The vapor (the amount of steam received from each ton of water passing through the DHW) will be respectively: 1.866 × 36 = 67 kg; 1.79 × 71.3 = 127.6 kg of steam for each ton of water passed through the water supply line (where 1.866 and 1.79 are the specific vapor obtained by boiling water during cooling by 1 ° C for pressures of 1.2 and 0, 3 ata). When 100 t / h of water is passed through the water supply line, we get the vapor, respectively: 67 × 100 = 6700 kg / h for an atmospheric steam generator and 127.6 × 100 = 12760 kg / h for a vacuum steam generator. CVPs were tested at deaeration plants in atmospheric mode at a water flow rate of up to 1200 t / h and in a vacuum mode - at water flow rates of up to 600 t / h, steam (vapor) in the amount of 10 kg per ton of water passed through it was dispensed (more required).

Использование предложенного центробежно-вихревого парогенератора и установка конденсатора на паропроводе после ЦВП позволяет получать в больших количествах конденсат (обессоленную воду) высокого качества (при центробежно-вихревом генерировании пара отсутствует унос влаги и вредных примесей с уносом) при малых капитальных затратах. Конденсат образуется как побочный продукт без затрат пара и тепла. По сравнению с химическим обессоливанием (анионитовые фильтры) при генерации пара в ЦВП отсутствуют сбросы в канализацию кислоты и солей, загрязняющих окружающую среду. По сравнению с термическим обессоливанием в выпарных установках - отсутствие потребления греющего пара и снижение металлоемкости.Using the proposed centrifugal vortex steam generator and installing a condenser on the steam line after the central heating unit allows to obtain high-quality condensate (demineralized water) of high quality (with centrifugal vortex generation of steam there is no entrainment of moisture and harmful impurities with entrainment) at low capital cost. Condensation forms as a by-product without the expense of steam and heat. Compared to chemical desalination (anion exchange filters), there is no discharge into the sewage system of acid and salts polluting the environment during steam generation in the DCP. Compared to thermal desalination in evaporation plants, there is no consumption of heating steam and a decrease in metal consumption.

Установка на паропроводе после ЦВП регулятора давления пара «до себя» позволяет поддерживать постоянство расхода пара и температуры отработанной воды за ЦВП независимо от снижения давления (вакуума) в паропроводе перед конденсатором.Installing a steam pressure regulator “up to yourself” after the CVP in the steam line allows you to maintain a constant flow rate of steam and the temperature of the waste water behind the central water heater, regardless of the decrease in pressure (vacuum) in the steam line before the condenser.

Установка теплообменника на трубопроводе отработанной воды после ЦВП позволяет использовать тепло этой воды для собственных нужд котельной.Installing a heat exchanger on the waste water pipeline after the central heating station allows the heat of this water to be used for the boiler’s own needs.

Включение охлаждающей части теплообменника-конденсатора пара в циркуляционную систему теплоснабжения позволяет использовать его в качестве дополнительного источника нагрева сетевой воды.The inclusion of the cooling part of the steam heat exchanger-condenser in the circulating heat supply system allows it to be used as an additional source of heating of network water.

Установка отсекающего клапана на паропроводе перед конденсатором турбины позволяет предотвратить попадание сетевой воды в конденсатор (сетевая вода не соответствует требуемому качеству).Installing a shut-off valve on the steam line in front of the turbine condenser prevents the supply of mains water to the condenser (the mains water does not meet the required quality).

Установка на трубопроводе отработанной воды после ЦВП герметичной промежуточной емкости, подведомственной котлонадзору (вместо соединенной с атмосферой), позволяет предотвратить потери пара в атмосферу, а установка регулятора уровня в этом баке при помощи ЧРП или клапана после насоса 12 позволяет поддерживать постоянство уровня в баке и предотвратить разрыв струи воды и остановку насоса.The installation of a sealed intermediate tank in the waste water pipe after the central heating unit, which is subordinate to boiler supervision (instead of being connected to the atmosphere), prevents the loss of steam into the atmosphere, and the installation of a level regulator in this tank using the VFD or valve after pump 12 allows maintaining a constant level in the tank and preventing rupture of a stream of water and stopping the pump.

Claims

1. A heat supply system comprising direct and return network pipelines, at least one hot water boiler, a circulation pump, heat consumers, direct and reverse circulation pipelines, a direct pipe connected to a direct pipe connected to the return pipe before the circulation pump after the hot water boiler , in the cut of which a centrifugal-vortex steam generator is installed, an intermediate tank and a pump, characterized in that the centrifugal-vortex steam generator contains a cylindrical housing with upper and lower end caps, a centrifugal separator made in the form of a shell and connected to the inner part of the housing through holes or tangential nozzles made in the lower part of the housing, at least one tangential inlet nozzle and at least one outlet nozzle water, a branch pipe for removing steam from the separator passing through the housing, and the steam line from the centrifugal vortex steam generator is connected to a turbine condenser or to another steam heat exchanger-condenser, at the same time, a shut-off valve is installed on the steam line, shutting off the steam line in case of water entering the steam line from boilers, the intermediate tank is made with an adjustable water level on the water pipe between the centrifugal-vortex steam generator and the pump, and, in addition, it is sealed, able to withstand water pressure equal to the pressure in the direct network pipeline, and the level control is installed in the form of a rotor speed controller on the engine or in the form of a valve on the pipeline after the pump.

2. The heat supply system according to claim 1, characterized in that the outlet pipe from the separator of the generated steam has openings inside the housing for withdrawing part of the steam from the cavity of the housing.

3. The heat supply system according to claim 1, characterized in that the steam pressure regulator "to yourself" is installed on the steam line after the centrifugal-vortex steam generator.

4. The heat supply system according to claim 1, characterized in that an additional heat exchanger-cooler is installed in the cut of the discharge pipe to the intermediate tank or after the pump.

5. The heat supply system according to claim 1, characterized in that the inlet pipe of the heat exchanger-condenser is connected to the return network pipe after the network pump, and the outlet pipe is connected to the same pipe to the network pump.