RU2388698C1

RU2388698C1 - Deaerator

Info

Publication number: RU2388698C1
Application number: RU2008149790/15A
Authority: RU
Inventors: Иван Федорович Пивин (RU); Иван Федорович Пивин
Original assignee: Иван Федорович Пивин
Priority date: 2008-12-18
Filing date: 2008-12-18
Publication date: 2010-05-10

Abstract

FIELD: heating.

SUBSTANCE: invention refers to heat engineering and is intended for make-up water heating and corrosion-aggressive gases removal from it in water treatment system of nuclear power station. Deaerator includes housing with water and steam inlet connection pipes, vented steam and deaerated water outlet connection pipes, jet and bubble plates located one below the other, confuser arranged in lower part of the housing, vented steam outlet pipeline installed along housing axis and connected to vented steam outlet connection pipe in lower part of the housing. The device also includes a head piece made of concentrically located grids fixed on edges in radial direction with rings-inserts having holes, and the sheet rigidly attaching the head piece to the housing. Holes of upper rings-inserts are equipped with overflow tubes connected to the sheet and forming a distributing chamber between them. Water inlet connection pipe is located on side surface of the housing, and steam inlet connection pipe - in lower part of the housing under the jet plate.

EFFECT: providing operating reliability and effective operation of deaerator at increased pressures.

1 dwg

Description

Изобретение относится к теплообменной технике и предназначено для использования в качестве деаэрационного устройства при нагреве подпиточной воды и удаления из нее коррозионно-агрессивных газов в системе водоподготовки ядерной энергетической установки (ЯЭУ), работающей на жидкометаллическом теплоносителе в режиме переменных нагрузок.The invention relates to a heat exchange technique and is intended for use as a deaeration device for heating make-up water and removing corrosive gases from it in a water treatment system of a nuclear power plant (NPP) operating on a liquid metal coolant in the mode of variable loads.

Известен барботажный деаэратор, содержащий бак и деаэрационную колонку с барботажным устройством и пароперепускной трубой, заглубленной в поддон, причем труба снабжена кольцевой сборной камерой с водоотводящим каналом, нижняя кромка которого размещена под уровнем воды в баке, а сборная камера с водоотводящим каналом подключена к трубе на определяемом математическим выражением расстоянии от нижней ее кромки [1].Known bubbling deaerator containing a tank and a deaeration column with a bubbler device and a vapor transfer pipe buried in the pan, and the pipe is equipped with an annular collecting chamber with a drainage channel, the lower edge of which is placed below the water level in the tank, and the collection chamber with a drainage channel is connected to the pipe on determined by the mathematical expression, the distance from its lower edge [1].

Недостатком указанного технического решения являются низкие эксплуатационные величины деаэрации при работе последнего на повышенных давлениях, так как с увеличением давления в деаэрационной колонке увеличивается количество кислорода, переходящее в воду из газообразного в растворенное состояние, тем самым создается возможность попадания через водоотводящий канал в бак-аккумулятор деаэрированной воды с большим содержанием кислорода.The disadvantage of this technical solution is the low operational values of deaeration during operation of the latter at elevated pressures, since with increasing pressure in the deaeration column, the amount of oxygen passing into the water from the gaseous to dissolved state increases, thereby creating the possibility of the deaerated tank entering the dewatering channel water with a high oxygen content.

Известен термический деаэратор, содержащий размещенные в колонке струйную и барботажную тарелки, а под последней - горизонтальный паровой перфорированный коллектор, сообщенный с пароперепускной трубой, встроенной в барботажную тарелку, причем паровой коллектор снабжен сопловым насадком, размещенным выходным торцом с зазором относительно нижней кромки пароперепускной трубы и соосно последней, причем диаметр насадка меньше диаметра трубы [2].A thermal deaerator is known that contains a jet and bubbler plate placed in a column, and below it a horizontal steam perforated manifold in communication with a steam bypass pipe integrated in the bubbler plate, the steam collector having a nozzle located at the outlet end face with a gap relative to the lower edge of the vaporizer coaxially with the latter, and the nozzle diameter is less than the diameter of the pipe [2].

Недостатком этого технического решения является малоэффективный процесс деаэрации при работе на повышенных давлениях, связанный с тем, что достаточно полное удаление из воды углекислоты и кислорода путем обработки струй деаэрируемой воды паром не происходит из-за малоинтенсивного процесса теплообмена. Кроме того, не обеспечивается равномерное распределение жидкости по насадке, что приводит, например при отсутствии /наличии/ парового пространства над насадкой, к понижению эффекта деаэрации.The disadvantage of this technical solution is the ineffective deaeration process when operating at elevated pressures, due to the fact that a fairly complete removal of carbon dioxide and oxygen from water by treating deaerated water jets with steam does not occur due to the low-intensity heat exchange process. In addition, there is no uniform distribution of fluid over the nozzle, which leads, for example, in the absence / presence / vapor space above the nozzle, to reduce the effect of deaeration.

Технический результат предлагаемого изобретения - обеспечение эксплуатационной надежности эффективной работы деаэратора при повышенных давлениях.The technical result of the invention is the provision of operational reliability of the effective operation of the deaerator at elevated pressures.

Указанный технический результат достигается тем, что деаэратор снабжен конфузором, размещенным в нижней части корпуса, одна под другой струйной и барботажной тарелками, трубопроводом отвода выпара, установленным по оси корпуса и соединенным с патрубком отвода выпара в нижней части корпуса, насадкой, которая выполнена из концентрически расположенных сеток, закрепленных по краям в радиальном направлении с кольцами-проставками, имеющими отверстия, и листом, жестко закрепляющем насадку к корпусу, при этом отверстия верхних колец-проставок снабжены перепускными трубами, соединенными с листом и образующими между ними распределительную камеру, патрубок подвода воды расположен в средней части корпуса, а подвода пара - в нижней части корпуса под струйной тарелкой.The specified technical result is achieved by the fact that the deaerator is equipped with a confuser located in the lower part of the housing, one under the other of the jet and sparging plates, a vapor outlet pipe installed along the axis of the body and connected to the outlet pipe of the vapor in the lower part of the body, with a nozzle made of concentric located grids fixed at the edges in the radial direction with spacer rings having holes and a sheet rigidly fixing the nozzle to the body, while the holes of the upper spacer rings equipped with bypass pipes connected to the sheet and forming a distribution chamber between them, a water supply pipe is located in the middle of the housing, and steam supply is located in the lower part of the housing under the jet plate.

Информационный поиск научно-технических достижений по этой теме, тематический анализ изобретений патентного фонда ВПТБ по решению данной проблемы не выявил совокупности отличительных признаков, сходных и присущих с признаками предлагаемого изобретения, которое может быть использовано в качестве деаэрационного устройства при нагреве подпиточной воды и удаления из нее коррозионно-агрессивных газов в системе водоподготовки ЯЭУ, работающей на жидкометаллическом теплоносителе в режиме переменных нагрузок. В соответствии с действующим законодательством России предлагаемое изобретение удовлетворяет критериям “новизна”, “уровень техники”, “промышленная применимость”.An information search for scientific and technological achievements on this topic, a thematic analysis of the inventions of the VTBT patent fund to solve this problem did not reveal a combination of distinctive features similar and inherent to the features of the invention, which can be used as a deaeration device for heating makeup water and removing it corrosive gases in the water treatment system of nuclear power plants operating on a liquid metal coolant in the mode of variable loads. In accordance with the current legislation of Russia, the proposed invention meets the criteria of “novelty”, “prior art”, “industrial applicability”.

Изложенная сущность изобретения поясняется чертежом, где показан продольный разрез деаэратора.The essence of the invention is illustrated by the drawing, which shows a longitudinal section of a deaerator.

Деаэратор содержит корпус 0 с патрубками: входа питательной воды 1 и пара 2, выхода деаэрированной воды 3 и выпара 4, упорядоченную насадку 5 в виде концентрически расположенных сеток, закрепленных по краям в радиальном направлении кольцами-проставками 6, причем отверстия верхних колец-проставок 6 соединены перепускными трубами 7 с листом 8 с образованием распределительной камеры между ними, конфузор 9, внутри которого установлены барботажная 10 и струйная 11 тарелки, трубопровод выхода выпара 12, причем последний расположен осесимметрично деаэратору и с зазором относительно упорядоченной насадки 5 деаэратора.The deaerator contains a housing 0 with pipes: inlet of feed water 1 and steam 2, outlet of deaerated water 3 and vapor 4, an ordered nozzle 5 in the form of concentrically arranged nets fixed radially along the edges by spacer rings 6, and the holes of the upper spacer rings 6 connected by bypass pipes 7 to the sheet 8 with the formation of a distribution chamber between them, a confuser 9, inside which there is a bubbler 10 and an inkjet 11 plate, the outlet pipe of the evaporator 12, the latter being axisymmetrically deae Ator and with a clearance with respect to the ordered packing 5 deaerator.

Деаэратор работает следующим образом.Deaerator works as follows.

Питательная вода подается через патрубок входа 1 и, поднявшись вверх по трубе, равномерно раздается в распределительной камере по упорядоченной насадке 5, причем в распределительной камере вода догревается до температуры насыщения. В местах закрепления насадки 5 кольцами-проставками 6 у сеток удалены утки, за счет чего вода равномерно распределяется по кольцевым щелям между кольцами-проставками 6, стекая по основам сеток и равномерно разбрызгивается по объему упорядоченной насадки 5. Из межсеточного объема вода частично между кольцами-проставками 6 и по отверстиям нижних колец-проставок 6 поступает на барботажную 10, а затем струйную 11 тарелки и выводится через патрубок выхода 3 деаэрированной воды в бак-аккумулятор (не показан). Пар подается через патрубок входа 2 и нижнюю часть конфузора 9, где на пути своем контактирует с пучком струй, стекающих со струйной тарелки 11, проходит через барботажную тарелку 10, далее, через отверстия нижних колец-проставок 6 попадает в межсеточный объем упорядоченной насадки 5, а выпар по перепускным трубам 7 собирается в верхнем отсеке деаэратора, откуда по трубопроводу выхода выпара 13 выводится через патрубок выхода выпара 4.Feed water is supplied through the inlet pipe 1 and, rising up the pipe, is evenly distributed in the distribution chamber by the ordered nozzle 5, and in the distribution chamber, the water is heated to saturation temperature. In the places of attachment of the nozzle 5 by the spacer rings 6, webs are removed from the nets, due to which water is evenly distributed along the annular slots between the spacer rings 6, flowing down along the bases of the nets and evenly sprayed over the volume of the ordered nozzle 5. Partially between the rings spacers 6 and through the holes of the lower rings-spacers 6 enters the bubbler 10, and then the jet 11 plates and is discharged through the outlet pipe 3 of deaerated water into the storage tank (not shown). Steam is supplied through the inlet pipe 2 and the lower part of the confuser 9, where it contacts its beam of jets flowing from the jet plate 11, passes through the bubbler plate 10, then, through the openings of the lower spacer rings 6, it enters the interstitial volume of the ordered nozzle 5, and the vapor through the bypass pipes 7 is collected in the upper compartment of the deaerator, from where it is discharged through the outlet pipe of the vapor 13 through the outlet pipe of the vapor 4.

Применение конструкции деаэратора предлагаемого вида позволит обеспечить глубокое удаление из подпиточной воды кислорода, свободной и “связанной” двуокиси углерода за счет значительного увеличения контакта пара и воды, турбулизации последней и, как следствие, надежное получение подпиточной воды с допустимым пределом концентрации газов в ней.The use of the design of the deaerator of the proposed type will allow for deep removal of oxygen, free and “bound” carbon dioxide from the make-up water due to a significant increase in the contact of steam and water, turbulization of the latter and, as a result, reliable production of make-up water with an acceptable limit of gas concentration in it.

СсылкаLink

1. Курнык Л.Н. и др. Барботажный деаэратор. SU а.с. № 1198010. C02F 1/20. Приоритет - 12.08.83. Опубл. бюллетень изобретений № 46. 15.12.1985 - аналог.1. Kurnyk L.N. et al. Bubbling deaerator. SU a.s. No. 1198010. C02F 1/20. Priority - 08/12/83. Publ. Bulletin of inventions No. 46. 12/15/1985 - an analogue.

2. Виханский Г.М. и др. Термический деаэратор. SU а.с. № 1183778. C02F 1/20. Приоритет - 27.01.84. Опубл. бюллетень изобретений № 37. 07.10.1985 - прототип.2. Vikhansky G.M. et al. Thermal deaerator. SU a.s. No. 1183778. C02F 1/20. Priority - 01/27/84. Publ. Bulletin of inventions No. 37. 10/07/1985 - prototype.

Claims

A deaerator comprising a housing with nozzles for the entry of water and steam, the outlet of the vapor and deaerated water, the jet and sparger plates located one below the other, characterized in that it is equipped with a confuser located in the lower part of the housing, a vapor discharge pipe installed along the axis of the housing and connected with a vapor outlet pipe in the lower part of the housing, a nozzle made of concentrically arranged grids fixed along the edges in the radial direction with spacer rings having holes and a sheet rigidly fixing a nozzle to the body, while the holes of the upper spacer rings are provided with bypass pipes connected to the sheet and forming a distribution chamber between them, the water inlet pipe being located on the side surface of the body, and the steam inlet in the lower part of the body under the jet plate.