RU2765673C1

RU2765673C1 - Thermal deaerator

Info

Publication number: RU2765673C1
Application number: RU2021109018A
Authority: RU
Inventors: Михаил Владимирович Чупраков; Альберт Соломонович Гиммельберг; Павел Викторович Егоров; Анна Дмитриевна Эрнандес; Наталия Евгеньевна Шарапова; Виктория Сергеевна Жукова; Сергей Сергеевич Бабешкин
Priority date: 2021-04-01
Filing date: 2021-04-01
Publication date: 2022-02-01

Abstract

FIELD: thermal power engineering.

SUBSTANCE: invention relates to the field of thermal power engineering, in particular to thermal deaerators designed to remove corrosive gases from the feed water of steam generators with simultaneous heating, and can be used in schemes of power generation systems of thermal power plants, nuclear power plants and boiler houses. A thermal deaerator is proposed, including a deaerator tank with a low-pressure water distribution device installed on it in the form of a jet nozzle, fittings for heating steam supply, deaerated water removal and evaporation removal, as well as a bubbling device placed in the deaerator tank, made in the form of a steam distribution collector connected to the heating steam supply fitting and with bubbling pipes attached to it. The steam distribution manifold is additionally equipped with U-shaped pipes. The pipes are installed in the spaces between the bubbling pipes and are made in the form of a hydraulic lock in the water volume of the deaerator tank, with a perforated part in the steam volume of the deaerator tank.

EFFECT: possibility, depending on the hydraulic load of the deaerator, due to the operation of hydraulic valves, U-shaped pipes, to change the number of holes through which steam is supplied to the deaerator, and, accordingly, the throughput of the bubbling device.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности, к термическим деаэраторам, предназначенным для удаления коррозионно-агрессивных газов из питательной воды парогенераторов с одновременным ее нагревом, и может быть использовано в схемах энергоустановок ТЭС, АЭС и котельных.The invention relates to the field of thermal power engineering, in particular, to thermal deaerators designed to remove corrosive gases from the feed water of steam generators with its simultaneous heating, and can be used in power plant circuits of thermal power plants, nuclear power plants and boiler houses.

Известна деаэрационная установка, включающая термический деаэратор, состоящий из деаэрационной колонки и деаэраторного бака с размещенным в его водяном объеме барботажным устройством, и два подводящих трубопровода греющего пара, один - в паровой объем деаэратора, другой - в барботажное устройство в водяном объеме деаэраторного бака, при этом, оба подводящих трубопровода греющего пара присоединены к одному источнику, например, к отбору турбины, а на подводящем трубопроводе в паровой объем деаэратора установлено дросселирующее устройство, выполненное в виде дроссельной шайбы постоянного сечения или регулятора постоянного перепада (RU 2005113111, F22D 1/50, опубликовано 29.04.2005).Known deaeration plant, including a thermal deaerator, consisting of a deaeration column and a deaerator tank with a bubbling device placed in its water volume, and two heating steam supply pipelines, one into the deaerator steam volume, the other into the bubbling device in the water volume of the deaerator tank, with In this case, both heating steam supply pipelines are connected to one source, for example, to the turbine extraction, and a throttling device is installed on the supply pipeline to the deaerator steam volume, made in the form of a constant-section throttle washer or a constant differential regulator (RU 2005113111, F22D 1/50, published on 29.04.2005).

Недостатком известного деаэратора является то, что в случае подвода в деаэратор греющего пара с уменьшенным расходом, например, в режиме предпусковой деаэрации и при пуске из холодного состояния, возможна нехватка расхода пара на барботажное устройство, это, в свою очередь, приводит к ухудшению тепломассообмена в деаэраторе между водой и греющим паром, к увеличению времени и неравномерности нагрева корпуса деаэраторного бака.A disadvantage of the known deaerator is that in the case of supplying heating steam to the deaerator with a reduced flow rate, for example, in the pre-start deaeration mode and when starting from a cold state, there may be a shortage of steam flow to the bubbling device, which, in turn, leads to a deterioration in heat and mass transfer in deaerator between water and heating steam, to increase the time and uneven heating of the deaerator tank body.

Известен термический деаэратор, включающий деаэрационную колонку, установленную на деаэраторном баке с помощью переходного штуцера и размещенное в деаэраторном баке барботажное устройство, выполненное в виде парораспределительного коллектора с присоединенными к нему барботажными трубами, при этом, парораспределительный коллектор снабжен патрубком, размещенным в паровом объеме деаэраторного бака непосредственно под переходным штуцером и соосно с ним, а патрубок дополнительно снабжен перфорацией и/или дроссельным устройством (RU 2274803 C1, F22D 1/50, опубликовано 20.04.2006).Known thermal deaerator, including a deaeration column mounted on the deaerator tank using a transitional fitting and placed in the deaerator tank bubbling device, made in the form of a steam distribution manifold with bubble pipes attached to it, while the steam distribution manifold is equipped with a pipe located in the steam volume of the deaerator tank directly under the transition fitting and coaxially with it, and the branch pipe is additionally provided with perforation and/or a throttle device (RU 2274803 C1, F22D 1/50, published on 04/20/2006).

По совокупности признаков это известное техническое решение является наиболее близким к заявляемому и принято за прототип.In terms of the combination of features, this well-known technical solution is the closest to the claimed one and is taken as a prototype.

Недостатком известного устройства, принятого за прототип, является то, что в случае подвода в деаэратор греющего пара с уменьшенным расходом, например, в режиме предпусковой деаэрации и при пуске из холодного состояния, возможна нехватка расхода пара на барботажное устройство, это, в свою очередь, приводит к ухудшению тепломассообмена в деаэраторе между водой и греющим паром, к увеличению времени и неравномерности нагрева корпуса деаэраторного бака.A disadvantage of the known device, taken as a prototype, is that in the case of supplying heating steam to the deaerator with a reduced flow rate, for example, in the pre-start deaeration mode and when starting from a cold state, there may be a shortage of steam flow to the bubbling device, this, in turn, leads to a deterioration in heat and mass transfer in the deaerator between water and heating steam, to an increase in the time and uneven heating of the deaerator tank body.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, а также выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил технического решения, характеризующегося признаками, тождественными или эквивалентными предлагаемым.The analysis of the prior art carried out by the applicant, including the search for patent and scientific and technical sources of information, as well as the identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, made it possible to establish that the applicant did not find a technical solution characterized by features identical or equivalent to those proposed.

Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого технического решения по совокупности признаков, позволило выявить в заявленном устройстве совокупность существенных отличительных признаков по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату, изложенную в нижеприведенной формуле изобретения.The definition from the list of identified analogues of the prototype, as the closest technical solution in terms of the totality of features, made it possible to identify in the claimed device a set of essential distinguishing features in relation to the technical result perceived by the applicant, set forth in the following claims.

Заявляемое техническое решение позволяет, в зависимости от гидравлической нагрузки деаэратора, за счет срабатывания гидравлических затворов - U-образных труб изменять количество отверстий, через которые происходит подача пара в деаэратор, и, соответственно, пропускную способность барботажного устройства, что, в свою очередь, обеспечивает дополнительную подачу греющего пара в паровой объем деаэраторного бака для интенсификации процесса тепломассообмена между деаэрируемой водой и греющим паром в режимах номинальной производительности. А в режиме предпусковой деаэрации и пуска деаэратора из холодного состояния позволяет обеспечить равномерный прогрев металла между нижней и верхней частями корпуса деаэраторного бака за счет подачи греющего пара только через барботажные трубы, что повышает надежность и эффективность работы деаэрационной установки.The proposed technical solution allows, depending on the hydraulic load of the deaerator, due to the operation of hydraulic locks - U-shaped pipes, to change the number of holes through which steam is supplied to the deaerator, and, accordingly, the throughput of the bubbling device, which, in turn, provides additional supply of heating steam to the steam volume of the deaerator tank to intensify the process of heat and mass transfer between deaerated water and heating steam in nominal capacity modes. And in the mode of pre-start deaeration and start-up of the deaerator from a cold state, it makes it possible to ensure uniform heating of the metal between the lower and upper parts of the deaerator tank body by supplying heating steam only through bubble pipes, which increases the reliability and efficiency of the deaeration unit.

Предложен термический деаэратор, включающий деаэраторный бак с установленными на нем низконапорным водораспределительным устройством в виде струйной форсунки, штуцерами подачи греющего пара, отвода деаэрированной воды и отвода выпара, а также размещенное в деаэраторном баке барботажное устройство, выполненное в виде парораспределительного коллектора, соединенного со штуцером подачи греющего пара и с присоединенными к нему барботажными трубами, при этом, парораспределительный коллектор дополнительно снабжен U-образными трубами, установленными в промежутках между барботажными трубами и выполненными в виде гидрозатвора в водяном объеме деаэраторного бака, с перфорированной частью в паровом объеме деаэраторного бака.A thermal deaerator is proposed, including a deaerator tank with a low-pressure water distribution device installed on it in the form of a jet nozzle, fittings for supplying heating steam, removing deaerated water and removing steam, as well as a bubbling device placed in the deaerator tank, made in the form of a steam distribution manifold connected to the supply fitting heating steam and with bubbling pipes attached to it, while the steam distribution manifold is additionally equipped with U-shaped pipes installed between the bubbling pipes and made in the form of a hydraulic seal in the water volume of the deaerator tank, with a perforated part in the steam volume of the deaerator tank.

Термический деаэратор включает установленное на деаэраторном баке 1 низконапорное водораспределительное устройство в виде струйной форсунки 2. На деаэраторном баке 1 установлены штуцер подачи греющего пара 3 и штуцер отвода деаэрированной воды 4. Для отвода выпара на деаэраторном баке 1 установлен штуцер 5. Барботажное устройство состоит из парораспределительного коллектора 6, соединенного со штуцером подвода греющего пара 3 и присоединенными барботажными трубами 7. Парораспределительный коллектор 6 дополнительно снабжен U-образными трубами 8, расположенными в промежутках между барботажными трубами 7. U-образные трубы 8 выполнены в виде гидрозатвора в водяном объеме деаэраторного бака 1 и с перфорированной частью в паровом объеме деаэраторного бака 1.The thermal deaerator includes a low-pressure water distribution device installed on the deaerator tank 1 in the form of a jet nozzle 2. A heating steam supply fitting 3 and a deaerated water outlet fitting 4 are installed on the deaerator tank 1. A fitting 5 is installed on the deaerator tank 1 to remove the steam. manifold 6 connected to the heating steam supply fitting 3 and attached bubbling pipes 7. The steam distribution manifold 6 is additionally equipped with U-shaped pipes 8 located between the bubbling pipes 7. U-shaped pipes 8 are made in the form of a water seal in the water volume of the deaerator tank 1 and with a perforated part in the steam volume of the deaerator tank 1.

Деаэратор работает следующим образом. Исходный поток воды, подлежащий деаэрации, поступает в деаэраторный бак 1 через водораспределительное устройство 2. При заполнении деаэраторного бака 1 уровень воды устанавливается выше перфорированной части U-образных труб 8. После заполнения U-образных труб 8 водой, в деаэраторном баке 1 устанавливается рабочий уровень воды ниже перфорированной части U -образных труб 8. При пуске деаэратора из холодного состояния греющий пар через штуцер подачи греющего пара 3 подается в барботажное устройство, и, выходя только через барботажные трубы 7 в водяной объем деаэраторного бака 1, осуществляет нагрев и деаэрацию воды. При увеличении гидравлической нагрузки и расхода греющего пара деаэратора, за счет срабатывания гидравлических затворов - U-образных труб 8, увеличивается количество отверстий, через которые происходит подача пара в деаэратор, и, соответственно, пропускная способность барботажного устройства, что, в свою очередь, обеспечивает дополнительную подачу греющего пара в паровой объем деаэраторного бака 1 для интенсификации процесса тепломассообмена между деаэрируемой водой и греющим паром в режимах номинальной производительности.The deaerator works as follows. The initial flow of water to be deaerated enters the deaerator tank 1 through the water distribution device 2. When filling the deaerator tank 1, the water level is set above the perforated part of the U-shaped pipes 8. After filling the U-shaped pipes 8 with water, the operating level is set in the deaerator tank 1 water below the perforated part of the U-shaped pipes 8. When the deaerator is started from a cold state, the heating steam is fed through the heating steam supply fitting 3 into the bubbling device, and, leaving only through the bubbling pipes 7 into the water volume of the deaerator tank 1, it heats and deaerates the water. With an increase in the hydraulic load and flow rate of the heating steam of the deaerator, due to the operation of hydraulic valves - U-shaped pipes 8, the number of holes through which steam is supplied to the deaerator increases, and, accordingly, the throughput of the bubbling device, which, in turn, provides additional supply of heating steam to the steam volume of the deaerator tank 1 to intensify the process of heat and mass transfer between the deaerated water and the heating steam in nominal capacity modes.

Claims

Thermal deaerator, including a deaerator tank with a low-pressure water distribution device installed on it in the form of a jet nozzle, fittings for supplying heating steam, removing deaerated water and removing steam, as well as a bubbling device located in the deaerator tank, made in the form of a steam distribution manifold connected to the heating supply fitting steam and with bubbling pipes attached to it, characterized in that the steam distribution manifold is additionally equipped with U-shaped pipes installed in the gaps between the bubbling pipes and made in the form of a water seal in the water volume of the deaerator tank, with a perforated part in the steam volume of the deaerator tank.