RU2775748C1

RU2775748C1 - Steam turbo plant

Info

Publication number: RU2775748C1
Application number: RU2021125758A
Authority: RU
Inventors: Станислав Борисович Пустовалов; Александр Сергеевич Шамароков
Filing date: 2021-09-01
Publication date: 2022-07-07

Abstract

FIELD: of nuclear power plants.

SUBSTANCE: invention can be used in separator-superheaters of turbine plants of nuclear power plants. The superheater of the turbine plant includes a vertical housing (1) with a vertical collector (5) installed inside it, heat exchange pipes (2), a pipeline (8) for supplying heating steam and a pipeline (9) for removing condensate. The vertical collector (5) is divided by a partition (10) into upper and lower compartments (4) and (7). Heat exchange tubes (2) with transverse and longitudinal sections are connected by inlet and outlet ends to the upper and lower compartments (4) and (7) of the collector, respectively. The pipeline (8) for supplying heating steam is connected to the upper compartment (4) of the collector. Condensate discharge pipeline (9) is connected to the lower compartment (7), in which a predetermined level (14) of condensate is set above the outlet ends of the heat exchange pipes (2). In the longitudinal sections of the heat exchange pipes (2) located below the transverse partition (10) of the collector (5), additional levels of condensate are formed. A valve (16) is installed on the condensate drain pipeline (9), connected by an impulse line (17) to a condensate level meter (18) in the lower compartment (7) of the collector.

EFFECT: reducing the heating steam consumption through the superheater of the turbine plant by using not only the heating steam condensation heat, but also the condensate cooling heat to superheat the steam.

3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано при проектировании сепараторов-пароперегревателей турбоустановок атомных электростанций.The invention relates to the energy industry and can be used in the design of separator-superheaters of turbine plants of nuclear power plants.

Уровень техникиState of the art

Трубные пучки пароперегревателей турбоустановок, которые являются основным узлом сепараторов-пароперегревателей турбоустановок атомных электростанций, характеризуются в работе тепловой и гидравлической неравномерностями при движении конденсирующегося пара внутри параллельно включенных труб, что приводит к накоплению неконденсирующихся газов (кислород, водород, азот и другие газы) в зонах встречи основного и обратного потоков и образованию парогазовых «пробок» и термопульсаций в теплообменных трубах.The tube bundles of steam superheaters of turbine plants, which are the main unit of separators-superheaters of turbine plants of nuclear power plants, are characterized in their operation by thermal and hydraulic irregularities during the movement of condensing steam inside pipes connected in parallel, which leads to the accumulation of non-condensable gases (oxygen, hydrogen, nitrogen and other gases) in the zones meeting of the main and reverse flows and the formation of steam-gas "plugs" and thermal pulsations in heat exchange pipes.

Накопление неконденсирующихся газов начинается с более теплонапряженных труб трубного пучка, и с течением времени в этот процесс вовлекаются остальные трубы, исключая из работы часть теплообменной поверхности, что ведет к уменьшению температуры перегреваемого пара и, соответственно, к снижению экономичности турбоустановки.The accumulation of non-condensable gases begins with more heat-stressed tubes of the tube bundle, and over time, the rest of the tubes are involved in this process, excluding part of the heat exchange surface from operation, which leads to a decrease in the temperature of the superheated steam and, accordingly, to a decrease in the efficiency of the turbine plant.

Термопульсации возникают в результате охлаждения парогазовой «пробки» и металла теплообменной трубы до температуры нагреваемого пара и сопровождаются ростом гидростатического давления с последующим выталкиванием «пробки», возобновлением конденсации пара на этом участке и ростом температуры металла теплообменной трубы.Thermal pulsations occur as a result of the cooling of the gas-vapor “plug” and the metal of the heat exchange tube to the temperature of the heated steam and are accompanied by an increase in hydrostatic pressure, followed by the expulsion of the “plug”, the resumption of steam condensation in this area and an increase in the temperature of the metal of the heat exchange tube.

Известен пароперегреватель турбоустановки (аналог), содержащий размещенные в вертикальном корпусе один под другим верхний и средний пучки U-образных теплообменных труб для конденсации греющего пара, а также нижний пучок U -образных теплообменных труб для охлаждения конденсата, причем концы теплообменных труб подключены к соответствующим отсекам вертикального коллектора, отделенным один от другого соответствующими поперечными перегородками, а в нижней части коллектора установлен заданный уровень конденсата, расположенный выше входных концов труб нижнего пучка и ниже выходных концов труб среднего пучка, при этом верхний отсек коллектора подсоединен к трубопроводу подвода греющего пара, а нижний его отсек - к трубопроводу отвода конденсата (RU 2371633 С1, МПК F22G 1/00, 27.10.2009).Known superheater turbine (analogue), containing placed in a vertical housing one under the other upper and middle bundles of U-shaped heat exchange tubes for condensation of heating steam, as well as the lower bundle of U-shaped heat exchange tubes for cooling condensate, and the ends of the heat exchange tubes are connected to the respective compartments vertical collector, separated from one another by appropriate transverse partitions, and in the lower part of the collector there is a predetermined level of condensate located above the inlet ends of the pipes of the lower bundle and below the outlet ends of the pipes of the middle bundle, while the upper compartment of the collector is connected to the heating steam supply pipeline, and the lower its compartment - to the condensate drainage pipeline (RU 2371633 C1, IPC F22G 1/00, 10/27/2009).

В аналоге поверхность теплообмена труб верхнего пучка выбирается такой, что в них конденсируется не весь пар, а примерно 85…90%. Остальные примерно 10…15% пара проходят эти трубы транзитом. Благодаря такой продувке паром, несмотря на разную теплонапряженность труб верхнего пучка, образования парогазовых пробок в них не происходит.In an analogue, the heat exchange surface of the pipes of the upper bundle is chosen such that not all steam is condensed in them, but approximately 85 ... 90%. The remaining approximately 10…15% of the steam passes through these pipes in transit. Due to such blowing with steam, despite the different heat density of the pipes of the upper bundle, the formation of steam-gas plugs does not occur in them.

Для конденсации остального греющего пара в аналоге предназначены трубы среднего пучка. Чтобы не происходило образование в нем парогазовых пробок предусмотрена продувка 10…15% греющего пара от расхода пара на входе в средний пучок.For the condensation of the rest of the heating steam in the analog, pipes of the middle beam are intended. In order to prevent the formation of vapor-gas plugs in it, a blowdown of 10 ... 15% of the heating steam from the steam consumption at the entrance to the middle bundle is provided.

Недостатком аналога является повышенный вертикальный габарит пароперегревателя турбоустановки, из-за последовательного расположения по высоте корпуса трех пучков U-бразных теплообменных труб. В результате, в случае использования аналога в сепараторах-пароперегревателях последний будет выступать над площадкой обслуживания турбины, что затруднит ремонт турбины в процессе эксплуатации. А большое количество мест закрепления концов коротких U-образных теплообменных труб в коллекторе снижает надежность аналога. Кроме того, в коллекторе приходится использовать много поперечных перегородок, включая перегородку с гидрозатвором, что усложняет возможные ремонтные работы в коллекторе пароперегревателя турбоустановки.The disadvantage of the analogue is the increased vertical dimension of the superheater of the turbine plant, due to the sequential arrangement along the height of the body of three bundles of U-shaped heat exchange tubes. As a result, if an analog is used in superheater separators, the latter will protrude above the turbine maintenance platform, which will make it difficult to repair the turbine during operation. And a large number of places for fixing the ends of short U-shaped heat exchange pipes in the collector reduces the reliability of the analogue. In addition, many transverse baffles have to be used in the manifold, including a baffle with a hydraulic seal, which complicates possible repairs in the superheater manifold of the turbine plant.

Эти недостатки препятствуют использованию такого пароперегревателя в турбоустановках атомных электростанций.These shortcomings prevent the use of such a superheater in turbine plants of nuclear power plants.

Наиболее близким к заявленному техническому решению по технической сущности и достигаемому техническому результату является пароперегреватель турбоустановки, содержащий установленные внутри вертикального корпуса теплообменные трубы с поперечными и продольными участками, подключенные входными и выходными концами, к верхнему и нижнему отсекам, соответственно, вертикального коллектора, отделенным один от другого поперечной перегородкой, а также трубопровод подвода греющего пара, подсоединенный к верхнему отсеку коллектора, и трубопровод отвода конденсата, подключенный к его нижнему отсеку, в котором установлен заданный уровень конденсата (SU 368448 А1, МПК F22G 1/00, 26.01.1973).The closest to the claimed technical solution in terms of technical essence and the achieved technical result is a superheater of a turbine plant, containing heat exchange pipes installed inside a vertical housing with transverse and longitudinal sections connected by inlet and outlet ends to the upper and lower compartments, respectively, of the vertical manifold, separated one from another transverse partition, as well as a heating steam supply pipeline connected to the upper compartment of the collector, and a condensate discharge pipeline connected to its lower compartment, in which a predetermined condensate level is set (SU 368448 A1, IPC F22G 1/00, 01/26/1973).

Описанный пароперегреватель турбоустановки принят за прототип изобретения.The described superheater of the turbine plant is taken as a prototype of the invention.

К преимуществу прототипа относительно описанного выше аналога можно отнести использование единого трубного пучка для конденсации греющего пара, отсюда сравнительно небольшое количество мест закрепления в коллекторе входных и выходных концов труб, а также использование только одной поперечной перегородки в коллекторе, что повышает его надежность и упрощает возможные ремонтные работы в коллекторе.The advantage of the prototype relative to the analogue described above can be attributed to the use of a single tube bundle for condensing the heating steam, hence the relatively small number of places for fixing the inlet and outlet ends of the pipes in the manifold, as well as the use of only one transverse partition in the manifold, which increases its reliability and simplifies possible repairs. collector work.

Однако, в прототипе, чтобы неконденсирующиеся газы не попали обратным ходом в наиболее теплонапряженные трубы с образованием парогазовых пробок, из зоны нижнего отсека коллектора, расположенной над уровнем конденсата, предусмотрен отвод неконденсирующихся газов вместе с частью греющего пара, который проходит теплообменные трубы транзитом и не участвует в теплообмене. Это повышает расход греющего пара через пароперегреватель турбоустановки.However, in the prototype, so that non-condensable gases do not fall back into the most heat-stressed pipes with the formation of vapor-gas plugs, non-condensable gases are removed from the area of the lower compartment of the collector located above the condensate level, along with a part of the heating steam, which passes through the heat exchange pipes in transit and does not participate in heat exchange. This increases the consumption of heating steam through the superheater of the turbine plant.

Расход греющего пара через пароперегреватель турбоустановки дополнительно повышается потому, что в прототипе для обеспечения требуемых характеристик перегреваемого пара используется только тепло конденсации греющего пара, а тепло охлаждения конденсата греющего пара не используется.The flow rate of heating steam through the superheater of the turbine unit is additionally increased because in the prototype only the heat of condensation of the heating steam is used to ensure the required characteristics of the superheated steam, and the heat of cooling of the condensate of the heating steam is not used.

Повышенный расход греющего пара через пароперегреватель турбоустановки приводит к снижению расхода пара через проточную часть турбины, то есть, к снижению экономичности турбоустановки, что резко снижает возможность использования прототипа при проектировании сепараторов-пароперегревателей турбоустановок атомных электростанций.The increased flow rate of heating steam through the superheater of the turbine plant leads to a decrease in the flow rate of steam through the flow path of the turbine, that is, to a decrease in the efficiency of the turbine plant, which sharply reduces the possibility of using the prototype in the design of separator-superheaters of turbine plants of nuclear power plants.

Кроме того, недостатком прототипа является повышенный вертикальный габарит пароперегревателя турбоустановки из-за использования U-образных теплообменных труб.In addition, the disadvantage of the prototype is the increased vertical dimension of the turbine superheater due to the use of U-shaped heat exchange tubes.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Технической проблемой, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является снижение расхода греющего пара через пароперегреватель турбоустановки, а также снижение вертикальных габаритов пароперегревателя турбоустановки.The technical problem to be solved by the claimed invention is to reduce the flow of heating steam through the turbine superheater, as well as to reduce the vertical dimensions of the turbine superheater.

Технический результат заявленного изобретения заключается в использовании для перегрева пара не только тепла конденсации греющего пара, но и тепла охлаждения конденсата, а также исключение потерь греющего пара с продувкой, благодаря растворению неконденсирующихся газов в охлаждаемом конденсате за счет разделения коллектора перегородкой на верхний и нижний отсеки, расположения теплообменных труб с поперечными и продольными участками, подключенных входными и выходными концами к верхнему и нижнему отсекам, соответственно, вертикального коллектора, а также подключению трубопровода отвода конденсата, к нижнему отсеку, в котором установлен заданный уровень конденсата, причем уровень конденсата в нижнем отсеке коллектора установлен выше выходных концов теплообменных труб и с образованием в продольных участках теплообменных труб, расположенных ниже поперечной перегородки коллектора, дополнительных уровней конденсата, и установки на трубопроводе отвода конденсата клапана, соединенного импульсной линией с измерителем уровня конденсата в нижнем отсеке коллектора.The technical result of the claimed invention consists in using not only the heat of condensation of the heating steam for superheating steam, but also the heat of cooling the condensate, as well as the elimination of losses of heating steam with purge, due to the dissolution of non-condensable gases in the cooled condensate due to the separation of the collector by a partition into the upper and lower compartments, arrangement of heat exchange pipes with transverse and longitudinal sections, connected by inlet and outlet ends to the upper and lower compartments, respectively, of the vertical collector, as well as the connection of the condensate removal pipeline to the lower compartment, in which the specified condensate level is set, and the condensate level in the lower compartment of the collector installed above the outlet ends of the heat exchange tubes and with the formation in the longitudinal sections of the heat exchange tubes located below the transverse baffle of the collector, additional levels of condensate, and installation on the condensate discharge pipeline of a valve connected in impulse th line with a condensate level meter in the lower compartment of the collector.

Для достижения указанного технического результата предлагается пароперегреватель турбоустановки, включающий вертикальный корпус, с установленным внутри него вертикальным коллектором разделенным перегородкой на верхний и нижний отсеки, теплообменные трубы с поперечными и продольными участками, подключенные входными и выходными концами, к верхнему и нижнему отсекам коллектора, соответственно, а также трубопровод подвода греющего пара, подсоединенный к верхнему отсеку коллектора, и трубопровод отвода конденсата, подключенный к нижнему отсеку, в котором установлен заданный уровень конденсата выше выходных концов теплообменных труб и с образованием в продольных участках теплообменных труб, расположенных ниже поперечной перегородки коллектора, дополнительных уровней конденсата, при этом на трубопроводе отвода конденсата установлен клапан, соединенный импульсной линией с измерителем уровня конденсата в нижнем отсеке коллектора.To achieve the specified technical result, a turbine plant superheater is proposed, including a vertical casing, with a vertical collector installed inside it, divided by a partition into upper and lower compartments, heat exchange pipes with transverse and longitudinal sections, connected by inlet and outlet ends, to the upper and lower compartments of the collector, respectively, as well as a heating steam supply pipeline connected to the upper compartment of the collector, and a condensate discharge pipeline connected to the lower compartment, in which a predetermined level of condensate is set above the outlet ends of the heat exchange pipes and with the formation of additional condensate levels, while a valve is installed on the condensate discharge pipeline, connected by an impulse line to a condensate level meter in the lower compartment of the collector.

Кроме того, в предпочтительных вариантах:In addition, in the preferred embodiments:

теплообменные трубы могут быть выполнены в виде многозаходных змеевиков, в каждом заходе которых продольные участки теплообменных труб расположены поочередно со стороны корпуса и коллектора;the heat exchange tubes can be made in the form of multi-pass coils, in each run of which the longitudinal sections of the heat exchange tubes are located alternately on the side of the housing and the manifold;

поперечные участки теплообменных труб могут быть выполнены с наружным оребрением.the transverse sections of the heat exchange tubes can be made with external fins.

Совокупность приведенных выше существенных признаков приводит к тому, что установка уровня конденсата в нижнем отсеке коллектора выше выходных концов теплообменных труб и с образованием в продольных участках теплообменных труб, расположенных ниже поперечной перегородки коллектора, дополнительных уровней конденсата, а также установка на трубопроводе отвода конденсата клапана, соединенного импульсной линией с измерителем уровня конденсата в нижнем отсеке коллектора, позволяет организовать в каждой теплообменной трубе зону охлаждения конденсата для дополнительного нагрева перегреваемого пара с обеспечением стабильности его параметров, а также стабильности температуры охлажденного конденсата на выходе из пароперегревателя турбоустановки. При этом расход греющего пара через пароперегреватель турбоустановки снижается, так как для перегрева пара используются не только тепло конденсации греющего пара, но и тепло охлаждения конденсата греющего пара. Соответственно, увеличивается расход греющего пара по проточной части турбины, что повышает экономичность и надежность турбоустановки.The combination of the above essential features leads to the fact that the installation of the condensate level in the lower compartment of the collector is higher than the outlet ends of the heat exchange pipes and with the formation of additional levels of condensate in the longitudinal sections of the heat exchange pipes located below the transverse baffle of the collector, as well as the installation of a valve on the condensate discharge pipeline, connected by an impulse line to the condensate level meter in the lower section of the header, allows organizing a condensate cooling zone in each heat exchange tube for additional heating of the superheated steam, ensuring the stability of its parameters, as well as the stability of the temperature of the cooled condensate at the outlet of the turbine unit superheater. At the same time, the flow rate of heating steam through the superheater of the turbine plant is reduced, since not only the heat of condensation of the heating steam, but also the heat of cooling of the condensate of the heating steam is used to superheat the steam. Accordingly, the flow of heating steam through the flow path of the turbine increases, which increases the efficiency and reliability of the turbine plant.

При этом уровни конденсата устанавливают именно в продольных участках теплообменных труб, в которых колебание уровня приводит к наименьшему изменению поверхностей конденсации пара и охлаждения конденсата.In this case, the condensate levels are set precisely in the longitudinal sections of the heat exchange tubes, in which the level fluctuation leads to the smallest change in the surfaces of steam condensation and condensate cooling.

Благодаря охлаждению конденсата создаются благоприятные условия работы (без кавитации) арматуры и трубопроводов на трактах слива охлажденного конденсата греющего пара. Поэтому отвод охлажденного конденсата от пароперегревателя турбоустановки может осуществляться по трубопроводам из черной стали вместо нержавеющей стали при отводе конденсата при температуре насыщения, как в прототипе.Condensate cooling creates favorable operating conditions (without cavitation) for fittings and pipelines in the channels for draining cooled heating steam condensate. Therefore, the removal of cooled condensate from the superheater of the turbine plant can be carried out through pipelines made of black steel instead of stainless steel when the condensate is removed at saturation temperature, as in the prototype.

Кроме того, выполнение теплообменных труб в виде многозаходных змеевиков, в каждом заходе которых продольные участки теплообменных труб расположены поочередно со стороны корпуса и коллектора, приводит к снижению требуемой поверхности теплообмена для достижения тех же параметров в пароперегревателе турбоустановки. Выполнение поперечных участков теплообменных труб с наружным оребрением увеличивает теплоотдачу к нагреваемому пару в межтрубном пространстве, что дополнительно понижает требуемую поверхность теплообмена. В результате в пароперегревателе турбоустановки снижаются вертикальные габариты пароперегревателя турбоустановки.In addition, the implementation of heat exchange tubes in the form of multi-pass coils, in each run of which the longitudinal sections of the heat exchange tubes are located alternately on the side of the casing and the header, leads to a decrease in the required heat exchange surface to achieve the same parameters in the turbine superheater. The implementation of the transverse sections of the heat exchange tubes with external finning increases heat transfer to the heated steam in the annulus, which further reduces the required heat exchange surface. As a result, the vertical dimensions of the turbine superheater in the superheater of the turbine plant are reduced.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид пароперегревателя турбоустановки, а на фиг. 2 представлена теплообменная труба многозаходного змеевика, позициями обозначены:The invention is illustrated by drawings, where in Fig. 1 shows a general view of the superheater of the turbine plant, and Fig. 2 shows the heat exchange tube of a multi-pass coil, the positions are indicated:

1 - вертикальный корпус;1 - vertical body;

2 - теплообменные трубы;2 - heat exchange pipes;

3 - входные концы теплообменных труб;3 - inlet ends of heat exchange pipes;

4 - верхний отсек коллектора;4 - the upper compartment of the collector;

5 - коллектор;5 - collector;

6 - выходные концы теплообменных труб;6 - outlet ends of heat exchange pipes;

7 - нижний отсек коллектора;7 - lower collector compartment;

8 - трубопровод подвода греющего пара;8 - heating steam supply pipeline;

9 - трубопровод отвода конденсата;9 - condensate drain pipeline;

10 - поперечная перегородка коллектора;10 - transverse partition of the collector;

11 - поперечные участки теплообменных труб;11 - transverse sections of heat exchange pipes;

12 - продольные теплообменных труб;12 - longitudinal heat exchange pipes;

13 - наружное оребрение теплообменных труб.13 - outer finning of heat exchange tubes.

14 - уровень конденсата коллектора;14 - collector condensate level;

15 - уровень конденсата продольных участков теплообменных труб;15 - level of condensate of longitudinal sections of heat exchange pipes;

16 - регулирующий клапан;16 - control valve;

17 - импульсная линия;17 - impulse line;

18 - измеритель уровня конденсата.18 - condensate level meter.

Осуществление и примеры реализации изобретенияImplementation and examples of the invention

Пароперегреватель турбоустановки фиг. 1 содержит установленные внутри вертикального корпуса 1 теплообменные трубы 2 фиг. 2, подключенные входными концами 3 к верхнему отсеку 4 вертикального коллектора 5 и выходными концами 6 к нижнему отсеку 7 вертикального коллектора 5. Пароперегреватель турбоустановки имеет также трубопровод 8 подвода греющего пара, подсоединенный к верхнему отсеку 4 коллектора 5, и трубопровод 9 отвода конденсата, подключенный к его нижнему отсеку 7. Верхний отсек 4 и нижний отсек 7 коллектора 5 отделены один от другого поперечной перегородкой 10.The superheater of the turbine plant of Fig. 1 contains installed inside the vertical housing 1 heat exchange tubes 2 of FIG. 2, connected by the inlet ends 3 to the upper compartment 4 of the vertical collector 5 and the outlet ends 6 to the lower compartment 7 of the vertical collector 5. to its lower compartment 7. The upper compartment 4 and the lower compartment 7 of the collector 5 are separated from one another by a transverse partition 10.

Теплообменные трубы 2 имеют поперечные и продольные участки 11 и 12, соответственно, и выполнены в виде многозаходных змеевиков, в каждом заходе которых продольные участки 12 теплообменных труб 2 расположены поочередно со стороны корпуса 1 и коллектора 5. Поперечные участки 11 теплообменных труб 2 предпочтительно выполнены с наружным оребрением 13.The heat exchange tubes 2 have transverse and longitudinal sections 11 and 12, respectively, and are made in the form of multi-pass coils, in each run of which the longitudinal sections 12 of the heat exchange tubes 2 are located alternately on the side of the housing 1 and the manifold 5. The transverse sections 11 of the heat exchange tubes 2 are preferably made with external fins 13.

В нижнем отсеке 7 коллектора 5 выше выходных концов 6 теплообменных труб 2 установлен заданный уровень 14 конденсата. При этом в продольных участках 12 теплообменных труб 2, расположенных ниже поперечной перегородки 10 коллектора 5, образуются (как в сообщающихся сосудах) уровни 15 конденсата.In the lower compartment 7 of the collector 5, above the outlet ends 6 of the heat exchange tubes 2, a predetermined level 14 of the condensate is set. In this case, in the longitudinal sections 12 of the heat exchange pipes 2, located below the transverse wall 10 of the collector 5, condensate levels 15 are formed (as in communicating vessels).

На трубопроводе 9 отвода конденсата установлен клапан 16, соединенный импульсной линией 17 с измерителем 18 уровня 14 конденсата в нижнем отсеке 7 коллектора 5.A valve 16 is installed on the condensate discharge pipeline 9, connected by an impulse line 17 to a condensate level 14 meter 18 in the lower compartment 7 of the collector 5.

Пароперегреватель турбоустановки работает следующим образом.Superheater turbine works as follows.

Греющий пар по трубопроводу 8 подает в верхний отсек 4 коллектора 5. Из верхнего отсека 4 коллектора 5 греющий пар попадает в теплообменные трубы 2 многозаходных змеевиков, в которых он конденсируется, отдавая тепло конденсации перегреваемому пару в межтрубном пространстве. Образовавшийся при этом конденсат сливается на уровни 15 конденсата в продольных участках 12 теплообменных труб 2, расположенных ниже поперечной перегородки 10 коллектора 5. Далее конденсат стекает к выходным концам 6 теплообменных труб 2 и при этом охлаждается, отдавая тепло перегреваемому пару в межтрубном пространстве.The heating steam is supplied through the pipeline 8 to the upper compartment 4 of the collector 5. From the upper compartment 4 of the collector 5, the heating steam enters the heat exchange tubes 2 of multi-pass coils, in which it condenses, giving off the heat of condensation to the overheated steam in the annulus. The resulting condensate drains to the levels 15 of the condensate in the longitudinal sections 12 of the heat exchange tubes 2 located below the transverse wall 10 of the collector 5. Next, the condensate flows to the outlet ends 6 of the heat exchange tubes 2 and at the same time cools, giving off heat to the superheated steam in the annulus.

С понижением температуры растворимость газов в конденсате увеличивается, поэтому неконденсирующиеся газы полностью растворяются в охлаждаемом конденсате, обеспечивая теплогидравлическую устойчивость работы теплообменных труб 2 без образования парогазовых пробок и термопульсаций. При этом полностью исключается продувка греющего пара, то есть уменьшается неэффективное использование греющего пара.With decreasing temperature, the solubility of gases in the condensate increases, so non-condensable gases are completely dissolved in the cooled condensate, ensuring the thermal-hydraulic stability of the heat exchange tubes 2 without the formation of vapor-gas plugs and thermal pulsations. This completely eliminates the purge of heating steam, that is, the inefficient use of heating steam is reduced.

Охлажденный конденсат сливается через выходные концы 6 теплообменных труб 2 под уровень 14 в нижнем отсеке 7 коллектора 5.The cooled condensate is drained through the outlet ends 6 of the heat exchange tubes 2 under level 14 in the lower compartment 7 of the collector 5.

Для поддержания уровня 14 конденсата в допустимых пределах измеритель 18 уровня через импульсную линию 17 управляет регулирующим клапаном 16, установленным на трубопроводе 9 отвода конденсата.To maintain the level 14 of the condensate within acceptable limits, the level meter 18, through the impulse line 17, controls the control valve 16 installed on the pipeline 9 to drain the condensate.

Если уровень 14 конденсата коллектора повысится сверх допустимого значения, что соответствует чрезмерному понижению температур перегретого пара и охлажденного конденсата на выходе из пароперегревателя турбоустановки, измеритель 18 уровня передаст по импульсной линии 17 соответствующий сигнал регулирующему клапану 16, который при этом приоткроется, что приведет к снижению уровня 14 конденсата.If the level 14 of the collector condensate rises above the permissible value, which corresponds to an excessive decrease in the temperatures of the superheated steam and the cooled condensate at the outlet of the superheater of the turbine plant, the level meter 18 will transmit a corresponding signal to the control valve 16 via the impulse line 17, which will then open slightly, which will lead to a decrease in the level 14 condensates.

Если уровень 14 конденсата снизится ниже допустимого значения, что соответствует повышению температур перегретого пара и охлажденного конденсата на выходе из пароперегревателя турбоустановки, измеритель 18 уровня передаст по импульсной линии 17 соответствующий сигнал регулирующему клапану 16, который при этом прикроется, что приведет к повышению уровня 14 конденсата.If the level 14 of the condensate drops below the allowable value, which corresponds to an increase in the temperatures of superheated steam and cooled condensate at the outlet of the superheater of the turbine plant, the level meter 18 will transmit a corresponding signal to the control valve 16 via the impulse line 17, which will close, which will lead to an increase in the level 14 of the condensate .

Claims

1. A superheater of a turbine plant, including a vertical casing with a vertical collector installed inside it, divided by a partition into upper and lower compartments, heat exchange pipes with transverse and longitudinal sections connected by their inlet and outlet ends to the upper and lower compartments of the collector, respectively, as well as a pipeline for supplying heating steam connected to the upper compartment of the header, and a condensate discharge pipeline connected to the lower compartment, in which a predetermined level of condensate is set above the outlet ends of the heat exchange pipes and with the formation of additional levels of condensate in the longitudinal sections of the heat exchange pipes located below the transverse baffle of the header, while a valve is installed on the condensate discharge pipeline, connected by an impulse line to a condensate level meter in the lower section of the collector.

2. The superheater according to claim 1, characterized in that the heat exchange tubes are made in the form of multi-pass coils, in each run of which the longitudinal sections are located alternately on the side of the housing and the collector.

3. The superheater according to claim 1, characterized in that the transverse sections of the heat exchange tubes are made with external fins.