RU2748713C1 - Способ и устройство для генерации перегретого пара - Google Patents
Способ и устройство для генерации перегретого пара Download PDFInfo
- Publication number
- RU2748713C1 RU2748713C1 RU2020129149A RU2020129149A RU2748713C1 RU 2748713 C1 RU2748713 C1 RU 2748713C1 RU 2020129149 A RU2020129149 A RU 2020129149A RU 2020129149 A RU2020129149 A RU 2020129149A RU 2748713 C1 RU2748713 C1 RU 2748713C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steam
- superheated steam
- collector
- shut
- pressure
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22G—SUPERHEATING OF STEAM
- F22G5/00—Controlling superheat temperature
- F22G5/16—Controlling superheat temperature by indirectly cooling or heating the superheated steam in auxiliary enclosed heat-exchanger
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Предлагаемое изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на теплоэлектростанциях при эксплуатации теплофикационных турбин для утилизации вторичного пара после турбины. Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение экологической и экономической эффективности способа и устройства для генерации перегретого пара. Технический результат достигается способом и устройством для генерации перегретого пара, содержащим трубопровод вторичного пара, соединенный с паровой турбиной и входным тангенциальным патрубком циклона, верхний патрубок которого соединен с приемной камерой пароструйного эжектора, сопло которого соединено с коллектором сбросного пара, диффузор – с демпфером низкого давления, соединенным с коллектором эжектированного пара и через него – с пароперегревателем, который представляет собой батарею, состоящую из четного числа теплообменников типа «труба в трубе», тепловые рубашки которых сверху и снизу соединены через запорные клапаны с коллекторами горячих и обратных дымовых газов, соответственно верхние торцы труб вышеупомянутых теплообменников также через запорные клапаны соединены с коллектором эжектированного пара, нижние торцы этих труб через тройники, снабженные запорными клапанами, соединены с коллекторами сбросного и перегретого пара, причем последний связан через демпфер высокого давления, снабженный трубопроводом перегретого пара с запорным клапаном, с потребителем. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на теплоэлектростанциях при эксплуатации теплофикационных турбин для утилизации вторичного пара после турбины.
Известен способ генерации перегретого пара постоянной температуры, содержащий получение насыщенного пара в емкости нагреванием находящейся в ней жидкости при постоянном давления насыщения, меньшим давления в критической точке, его дросселировании, нагревания сдросселированного пара путем рекуперативного теплообмена с этой же жидкостью в этой же емкости.
Способ реализуется в устройстве для генерации перегретого пара постоянной температуры, содержащем корпус с размещенным внутри него теплообменником, дроссель, вход которого сообщен с верхней частью внутренней полости корпуса, а выход с входом теплообменника, отличающееся тем, что корпус снабжен патрубком подвода жидкости и нагревателем, а теплообменник размещен в нижней части корпуса и погружен в жидкость [Патент РФ № 2073172, МПК F22 G1/10, 1997].
Основными недостатками известного способа и устройства является необходимость использования питательной воды, на испарение которой требуется значительное количество тепла, необходимость повторного нагрева пара и отсутствие оборудования для прямого получения перегретого пара, что снижает их экологическую и экономическую эффективность.
Более близким к предлагаемому изобретению является способ производства перегретого пара для турбины, содержащий этапы производства перегретого пара в пароперегревателе и направление части перегретого пара через по меньшей мере один теплообменник для обеспечения передачи тепла от перегретого пара к потоку воды. При этом, температура воды повышается, а температура части перегретого пара понижается, а перегретый пар подается в турбину (потребителю).
Основными недостатками известного способа является использование для генерации перегретого пара насыщенного пара высокого давления, для получения которого требуется испарить значительное количество питательной воды с затратой значительного количества тепла и невозможность использования для этой цели вторичного пара турбины, что снижает его экологическую и экономическую эффективность.
Известный способ реализуется в установке производства перегретого пара для турбины, содержащей пароперегреватель, который принимает пар от парогенератора и производит перегретый пар, первый теплообменник, присоединенный к пароперегревателю с возможностью приема части перегретого пара, произведенного пароперегревателем, присоединенный к системе водоснабжения, при этом первый теплообменник выполнен с возможностью передачи тепла от перегретого пара к воде, так что температура перегретого пара понижается, а температура воды повышается, второй теплообменник, присоединенный к пароперегревателю с возможностью приема перегретого пара, произведенного пароперегревателем и присоединенный к первому теплообменнику таким образом, чтобы принимать воду, прошедшую через первый теплообменник, при этом второй теплообменник выполнен с возможностью передачи тепла от перегретого пара к воде, полученной от первого теплообменника, так что температура перегретого пара понижается, а температура воды повышается, коллекторы для создания смеси перегретого пара и его распределения, снабженные регулирующими клапанами [Патент РФ № 2529971, МПК F22 G5/16, 2011].
Основным недостатком известной установки является невозможность использования предлагаемой конструкции пароперегревателя для повышения давления вторичного пара после турбины, что снижает ее экологическую и экономическую эффективность.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение экологической и экономической эффективности способа и устройства для генерации перегретого пара.
Технический результат достигается способом для генерации перегретого пара, содержащим попарную работу теплообменников перегревателя после запуска установки, а именно, в первом по ходу пара теплообменнике осуществляется подогрев пара, во втором – перегрев, одновременную с этими процессами подачу вторичного пара после турбины по трубопроводу вторичного пара с давлением и температурой Р0 и t0 во входной тангенциальный патрубок циклона, в полости корпуса которого происходит закручивание его потока и под действием центробежных сил разделение на легкую (паровую фракцию), которая выводится по центральной трубе через верхний выходной патрубок циклона, откуда очищенный пар поступает в приемную камеру пароструйного эжектора и тяжелую (масляную с твердыми частицами) фракцию, которая прижимается к стенкам корпуса и под действием силы тяжести сползает в его днище, откуда через нижний выходной патрубок подается в маслошламонакопитель, при этом, одновременно, сбросной пар переменного давления, нагретый горячими дымовыми газами из коллектора горячих дымовых газов, в первом теплообменнике первой пары, предварительно заполненным эжектированным паром в предыдущем цикле, начальные давление и температура которого значительно выше давления Р0 и t0, при открытом запорном клапане, связанным с коллектором сбросного пара, поступает в сопло пароструйного эжектора, в результате чего очищенный вторичный пар смешивается со сбросным паром и на выходе из диффузора эжектора полученный эжектированный пар приобретает значительно большие переменные температуру и давление, чем Р0 и t0, с которыми он поступает в демпфер низкого давления, где переменные температура и давление устанавливаются равными постоянным значениям Р1э и t1э, с которыми полученный пар поступает в коллектор эжектированного пара, из которого происходит заполнение второго по ходу пара теплообменника первой пары, полученным эжектированным паром с давлением и температурой Р1э и t1э при открытых запорных клапанах, связанных с коллекторами горячих и обратных дымовых газов и закрытых запорных клапанах, связанных с коллекторами эжектированного, сбросного и перегретого пара и осуществляется нагрев пара в закрытой трубе теплообменника горячими дымовыми газами, в результате которого его давление и температура и повышаются до значений Р2т и t2т, значения которых выше, чем требуемые параметры перегретого пара Рпк и tпк, после чего открывается запорный клапан, связанный с коллектором перегретого пара, закрываются клапаны, связанные с коллекторами горячих и обратных дымовых газов, и перегретый пар поступает в коллектор перегретого пара и демпфер высокого давления, где устанавливаются требуемые параметры перегретого пара Рпк и tпк, равные значениям остаточного пара в трубе вышеупомянутого теплообменника, после чего запорный клапан, связанный с коллектором перегретого пара, закрывается, в теплообменнике открывается запорный клапан, связанный с коллектором остаточного пара, куда сбрасывается остаточный пар, далее этот запорный клапан закрывается, после чего в трубе второго теплообменника происходит процесс охлаждения и падения давления пара, при этом, одновременно, но со сдвигом во времени, происходят аналогичные процессы нагрева и перегрева пара в следующих парах теплообменников перегревателя, в результате суммарного процесса которых устанавливаются стабильные значения требуемых параметров перегретого пара Рпк и tпк в демпфере высокого давления, открывается запорный клапан трубопровода перегретого пара и перегретый пар с параметрами Рпк и tпк подают потребителю.
Способ реализуется в устройстве для генерации перегретого пара, содержащим трубопровод вторичного пара, соединенный с паровой турбиной и входным тангенциальным патрубком циклона, верхний патрубок которого соединен с приемной камерой пароструйного эжектора, сопло которого соединено с коллектором сбросного пара, диффузор – с демпфером низкого давления, соединенным с коллектором эжектированного пара и через него – с пароперегревателем, который представляет собой батарею, состоящую из четного числа теплообменников типа «труба в трубе», тепловые рубашки которых сверху и снизу соединены через запорные клапаны с коллекторами горячих и обратных дымовых газов, соответственно, причем коллектор горячих дымовых газов соединен, в свою очередь, с камерой сгорания, а коллектор обратных дымовых газов – с дымовой трубой, верхние торцы труб вышеупомянутых теплообменников также через запорные клапаны соединены с коллектором эжектированного пара, нижние торцы этих труб через тройники, снабженные запорными клапанами соединены с коллекторами сбросного и перегретого пара, причем последний связан через демпфер высокого давления, снабженный трубопроводом перегретого пара с запорным клапаном, с потребителем.
На фиг. 1 представлен общий вид предлагаемого устройства для генерации перегретого пара (УГПП).
УГПП содержит трубопровод вторичного пара 1, соединенный с паровой турбиной (на фиг. 1 не показана) и входным тангенциальным патрубком циклона 2, верхний патрубок которого соединен с приемной камерой пароструйного эжектора 3, сопло которого соединено с коллектором сбросного пара 4, диффузор – с демпфером низкого давления 5, соединенным с коллектором эжектированного пара 6 и через него – с пароперегревателем 7, который представляет собой батарею, состоящую из четного числа теплообменников типа «труба в трубе» 8, тепловые рубашки 9 которых сверху и снизу соединены через запорные клапаны 10 и 11 с коллектором горячих дымовых газов 12 и коллектором обратных дымовых газов 13, соответственно, причем коллектор горячих дымовых газов 12 соединен, в свою очередь, с камерой сгорания, а коллектор обратных дымовых газов 13 – с дымовой трубой (на фиг. 1 не показаны), верхние торцы труб 14 вышеупомянутых теплообменников 8 также через запорные клапаны 15 соединены с коллектором эжектированного пара 6, нижние торцы труб 14 через тройники, снабженные запорными клапанами 16 и 17 с коллекторами сбросного пара 4 и коллектором перегретого пара 18, причем последний связан через демпфер высокого давления 19, снабженный трубопроводом перегретого пара 20 с запорным клапаном 21, с потребителем.
После запуска УГПП теплообменники 8 перегревателя 7 работают попарно следующим образом, а именно, в первом по ходу пара осуществляется подогрев пара, во втором – перегрев. Вторичный пар после турбины по трубопроводу вторичного пара 1 с давлением и температурой Р0 и t0 поступает во входной тангенциальный патрубок циклона 2, в полости корпуса которого происходит закручивание его потока и под действием центробежных сил разделение на легкую (паровую фракцию), которая выводится по центральной трубе через верхний выходной патрубок циклона 2, откуда очищенный пар поступает в приемную камеру пароструйного эжектора 3 и тяжелую (масляную с твердыми частицами) фракцию, которая прижимается к стенкам корпуса и под действием силы тяжести сползает в его днище, откуда через нижний выходной патрубок подается в маслошламонакопитель (на фиг. 1 не показан). В тоже время сбросной пар переменного давления, нагретый горячими дымовыми газами из коллектора 12, в первом теплообменнике 8 первой пары, предварительно заполненным эжектированным паром в предыдущем цикле, начальные давление и температура которого значительно выше давления Р0 и t0, при открытом запорном клапане 16 через коллектор сбросного пара 4 поступает в сопло пароструйного эжектора 3, в результате чего очищенный вторичный пар смешивается со сбросным паром и на выходе из диффузора эжектора 3, полученный эжектированный пар приобретает значительно большие переменные температуру и давление, чем Р0 и t0, с которыми он поступает в демпфер низкого давления 5, где переменные температура и давление устанавливаются равными постоянным значениям Р1э и t1э, с которыми полученный пар поступает в коллектор эжектированного пара 6. Одновременно, во втором по ходу вторичного пара теплообменнике 8 первой пары, происходит заполнение полученным эжектированным паром с давлением и температурой Р1э и t1э при открытых запорных клапанах 10, 11 и 15 и закрытых запорных клапанах 15, 16 и 17 и осуществляется нагрев пара в закрытой трубе 14 горячими дымовыми газами из коллектора 12, в результате которого его давление и температура и повышаются до значений Р2т и t2т, значения которых больше, чем требуемые параметры перегретого пара Рпк и tпк, (значения этих параметров зависят от характеристик вторичного пара и интенсивности нагрева трубы 5), открывается запорный клапан 17, закрываются клапаны 10, 11 и перегретый пар поступает в коллектор перегретого пара 18 и демпфер высокого давления 19, где устанавливаются требуемые параметры перегретого пара Рпк и tпк, равные значениям остаточного пара в трубе 5, после чего запорный клапан 17 закрывается, открывается запорный клапан 16, остаточный пар сбрасывается в коллектор остаточного пара 4, запорный клапан 16 закрывается и в трубе 5 происходит процесс охлаждения и падения давления пара. Одновременно, но со сдвигом во времени, аналогичные процессы нагрева и перегрева пара в происходят в следующих парах теплообменников 8 (оптимальное количество пар находят на основании технико–экономического расчета).
При достижении стабильных значений требуемых параметров перегретого пара Рпк и tпк,в демпфере 19, открывается запорный клапан 21 трубопровода перегретого пара и перегретый пар с параметрами Рпк и tпк подают потребителю.
Параметры УГПП зависят от количества, давления, температуры, степени загрязненности вторичного пара, количества и площади теплообмена теплообменников в пароперегревателе и тепловой мощности камеры сгорания. Оптимальное соотношение между конструкцией пароперегревателя и количеством вторичного пара находят из технико–экономического расчета. В качестве теплообменников в зависимости от требуемых параметров перегретого пара и его количества могут использоваться как теплообменники типа «труба в трубе», так и кожухотрубчатые теплообменники.
Таким образом, использование, очищенного от вредных примесей, вторичного пара для получения перегретого пара обеспечивает снижение расхода питательной и охлаждающей оборотной воды, нагрузки на химводоочистку, что снижает расход топлива и электроэнергии (уменьшается расход тепла на испарение воды и электроэнергии на транспортировку воды) и, в конечном итоге, повышает экологическую и экономическую эффективность работы паротурбинной установки в целом.
Claims (2)
1. Способ для генерации перегретого пара, содержащий этапы производства перегретого пара в пароперегревателе, направление части перегретого пара через один теплообменник для обеспечения передачи тепла и подачу перегретого пара потребителю, отличающийся тем, что после запуска теплообменники работают попарно, а именно в первом по ходу пара теплообменнике осуществляется подогрев пара, во втором – перегрев, осуществляют одновременную с этими процессами подачу вторичного пара после турбины по трубопроводу вторичного пара с давлением и температурой Р0 и t0 во входной тангенциальный патрубок циклона, в полости корпуса которого происходит закручивание его потока и под действием центробежных сил разделение на легкую фракцию (очищенный пар) и тяжелую (масляную с твердыми частицами) фракцию, которые поступают в приемную камеру пароструйного эжектора и маслошламонакопитель соответственно, при этом одновременно сбросной пар переменного давления, нагретый горячими дымовыми газами из коллектора горячих дымовых газов в первом теплообменнике первой пары, предварительно заполненном эжектированным паром в предыдущем цикле, начальные давление и температура которого значительно выше давления Р0 и t0, при открытом запорном клапане, связанном с коллектором сбросного пара, поступает в сопло пароструйного эжектора, в результате чего очищенный вторичный пар смешивается со сбросным паром и на выходе из диффузора эжектора эжектированный пар приобретает значительно большие переменные температуру и давление, чем Р0 и t0, с которыми он поступает в демпфер низкого давления, где переменные температура и давление устанавливаются равными постоянным значениям Р1э и t1э, с которыми полученный пар поступает в коллектор эжектированного пара, из которого происходит заполнение второго по ходу пара в теплообменнике первой пары полученным эжектированным паром с давлением и температурой Р1э и t1э при открытых запорных клапанах, связанных с коллекторами горячих и обратных дымовых газов, и закрытых запорных клапанах, связанных с коллекторами эжектированного, сбросного и перегретого пара, осуществляется нагрев этого пара в закрытой трубе теплообменника горячими дымовыми газами, в результате которого его давление и температура и повышаются до значений Р2т и t2т, значения которых выше, чем требуемые параметры перегретого пара Рпк и tпк, после чего открывается запорный клапан, связанный с коллектором перегретого пара, закрываются клапаны, связанные с коллекторами горячих и обратных дымовых газов, и перегретый пар поступает в коллектор перегретого пара и демпфер высокого давления, где устанавливаются требуемые параметры перегретого пара Рпк и tпк, равные значениям остаточного пара в трубе вышеупомянутого теплообменника, после чего запорный клапан, связанный с коллектором перегретого пара, закрывается, в теплообменнике открывается запорный клапан, связанный с коллектором остаточного пара, куда сбрасывается остаточный пар, далее этот запорный клапан закрывается, после чего в трубе второго теплообменника происходит процесс охлаждения и падения давления пара, при этом одновременно, но со сдвигом во времени аналогичные процессы нагрева и перегрева пара происходят в следующих парах теплообменников перегревателя, в результате суммарного процесса которых устанавливаются стабильные значения требуемых параметров перегретого пара Рпк и tпк в демпфере высокого давления, открывается запорный клапан трубопровода перегретого пара и перегретый пар с требуемыми параметрами подают потребителю.
2. Устройство для генерации перегретого пара, содержащее пароперегреватель, который производит перегретый пар, первый и второй теплообменники, коллекторы для создания смеси перегретого пара и его распределения, снабженные клапанами, отличающееся тем, что трубопровод вторичного пара паровой турбины соединен с входным тангенциальным патрубком циклона, верхний патрубок которого соединен с приемной камерой пароструйного эжектора, сопло которого соединено с коллектором сбросного пара, диффузор – с демпфером низкого давления, соединенным с коллектором эжектированного пара и через него – с пароперегревателем, который представляет собой батарею четного количества теплообменников типа «труба в трубе», тепловые рубашки которых сверху и снизу соединены через запорные клапаны с коллекторами горячих и обратных дымовых газов соответственно, верхние торцы труб вышеупомянутых теплообменников также через запорные клапаны соединены с коллектором эжектированного пара, нижние торцы этих труб через тройники, снабженные запорными клапанами, соединены с коллекторами сбросного и перегретого пара, причем последний связан через демпфер высокого давления, снабженный трубопроводом перегретого пара с запорным клапаном, с потребителем.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020129149A RU2748713C1 (ru) | 2020-09-03 | 2020-09-03 | Способ и устройство для генерации перегретого пара |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020129149A RU2748713C1 (ru) | 2020-09-03 | 2020-09-03 | Способ и устройство для генерации перегретого пара |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2748713C1 true RU2748713C1 (ru) | 2021-05-31 |
Family
ID=76301431
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020129149A RU2748713C1 (ru) | 2020-09-03 | 2020-09-03 | Способ и устройство для генерации перегретого пара |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2748713C1 (ru) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2383815C1 (ru) * | 2008-12-22 | 2010-03-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет" | Контактный парогенератор |
RU2529971C2 (ru) * | 2009-04-16 | 2014-10-10 | Дженерал Электрик Компани | Установка для производства перегретого пара для турбины |
RU2588135C2 (ru) * | 2012-04-24 | 2016-06-27 | Ухань Кайди Инджиниринг Текнолоджи Рисерч Инститьют Ко., Лтд. | Способ и оборудование для преобразования диоксида углерода в дымовом газе в природный газ с использованием избыточной энергии |
-
2020
- 2020-09-03 RU RU2020129149A patent/RU2748713C1/ru active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2383815C1 (ru) * | 2008-12-22 | 2010-03-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет" | Контактный парогенератор |
RU2529971C2 (ru) * | 2009-04-16 | 2014-10-10 | Дженерал Электрик Компани | Установка для производства перегретого пара для турбины |
RU2588135C2 (ru) * | 2012-04-24 | 2016-06-27 | Ухань Кайди Инджиниринг Текнолоджи Рисерч Инститьют Ко., Лтд. | Способ и оборудование для преобразования диоксида углерода в дымовом газе в природный газ с использованием избыточной энергии |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2020181677A1 (zh) | 一种太阳能燃煤耦合灵活发电系统及运行方法 | |
CN202281212U (zh) | 一种电站锅炉二次再热系统 | |
CN105910094B (zh) | 燃气燃油、熔盐一体化蒸汽锅炉 | |
TW201245055A (en) | System for drying sludge by steam extracted from boiler set with thermal compensation | |
CN105240061A (zh) | 一种采用注氢燃烧混合式加热的超高温蒸汽动力循环系统 | |
CN114909193B (zh) | 一种基于熔盐储热的火电机组灵活运行系统 | |
CN217274099U (zh) | 一种循环流化床机组耦合熔盐储能的深度调峰系统 | |
CN103673650A (zh) | 一种钢厂富余煤气与饱和蒸汽综合利用系统及方法 | |
RU2748713C1 (ru) | Способ и устройство для генерации перегретого пара | |
CN207180391U (zh) | 一种烧结环冷机余热回收装置 | |
CN108868907A (zh) | 一种燃煤生物质汽水耦合发电系统及工艺 | |
CN102022714A (zh) | 蒸汽产生装置 | |
CN209876971U (zh) | 蒸汽空气预热装置和系统 | |
CN101071043A (zh) | 炼钢烧结环冷机中低温余热发电系统 | |
CN114935137A (zh) | 一种太阳能辅助燃煤灵活发电系统及工作方法 | |
CN104930485A (zh) | 一种烟气余热回收系统及其回收方法和用途 | |
CN209876968U (zh) | 一种燃机电厂启动锅炉余热利用系统 | |
RU167924U1 (ru) | Бинарная парогазовая установка | |
CN206785440U (zh) | 燃煤气发电系统 | |
CN111649312A (zh) | 一种汽包锅炉邻汽加热锅炉的启动系统及方法 | |
CN109506509B (zh) | 一种辅助加热器联合蓄热器及固体储热体的储热系统 | |
CN205261515U (zh) | 一种锅炉系统 | |
CN203615773U (zh) | 一种钢厂富余煤气与饱和蒸汽综合利用系统 | |
CN211119383U (zh) | 一种焚烧炉间接蒸汽耦合系统 | |
RU2075010C1 (ru) | Паросиловая установка |