SU1052822A1

SU1052822A1 - Condenser of steam of nitrogen-tetroxide-based heat-transfer agent

Info

Publication number: SU1052822A1
Application number: SU823464937A
Authority: SU
Inventors: Василий Борисович Нестеренко; Валерий Николаевич Степаненко
Original assignee: Институт ядерной энергетики АН БССР
Priority date: 1982-07-05
Filing date: 1982-07-05
Publication date: 1983-11-07

Abstract

КОНДЕНСАТОР ПАРА ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ НА ОСНОВЕ ЧЕТЫРЕХОКИСИ АЗОТА,, содержащий корпус с патрубками подвода пара и отвода конденсата и неконденсирующихс газов, установленную на днище корпуса с зазором относительно верхней части корпуса вертикальную перегородку, раздел ющую внутреннюю полость корпуса на конденсатосборную часть и конденсационную с расположенными в ней коллектором подвода перегретого пара, парораспределительной камерой и размещенный над последней пучок конденсаторных труб, сообщенных с камерами подвода и отвода хладагента , отличающийс тем, что, с целью повышени экономичности , перегородка установлена относительно парораспределительной камер з с зазором, в последнем размещен коллектор подвода перегретого пара, а над ним в верхней части корпуса дополнительно установлен наклонный козырек, нижн кромка которого от (Л стоит от перегородки на рассто нии, не превыи1ающем величину зазора между распределительной камерой и перегородкой . oi Ю oo Ю toCAPACITOR OF THE HEAT-CARRIER STEAM ON A FOUR-NITROGENIUM NITCH BASED, comprising a housing with nozzles for supplying steam and condensate and non-condensable gases, mounted on the bottom of the housing with a gap relative to the upper part of the housing; supplying superheated steam, a steam distribution chamber and a bundle of condenser tubes placed above the latter, communicated with chla supply and removal chambers Dagent, characterized in that, in order to increase efficiency, the partition is installed relative to the steam distribution chamber with a gap, the latter has a collector for supplying superheated steam, and an inclined visor is installed above it in the upper part of the body, the lower edge of which is (L is from the partition at a distance not exceeding the size of the gap between the distribution chamber and the partition wall.

Description

Изобретение относитс к энергетике и может быть использовано в конденсаторах газовых турбин энергетических установок с замкнутым гаэожидкостным циклом, в которых в качестве рабочего тела и теплрно сител используетс химически реагирующа четырехокись азота (, Известен конленсатор с принудительным вод ным охлаждением, пред назначенный дл конденсации парегазовых смесей, в частности пара химически реагирующей четырехокиси азота с добавками окиси азота, содержащий корпус с патрубками подво да пара и отвода конденсата и неконденсирующихс газов, размещенны внутри корпуса пучок конденсаторны труб, сообщенных с патрубками подв да и отвода охлаждающей жидкости Г Однако этот конденсатор не позвол ет нарабатывать в нем окись азота (N0), вл ющуюс ингибитором коррозии конструкционных материало в среде Известен конденсатор пара тепло носител на основе четырехокиси азота, содержащий корпус с патрубками подвода пара и отвода конденсата и неконденсирующихс газов, установленную на двшще корпуса с зазором относительно верхней части корпуса вертикальную перегородку, раздел ющую внутреннюю полость кор пуса на. конденсатосборнуга часть и конденсационную с расположеиными в ней коллектором подвода перегретого пара, парораспределительной камерой и размещенный над последне пучок конденсаторных труб, сообщен ных с камерами подвода и отвода хладагента 2 }. Известный конденсатор обладает слабой эффективность наработки N0, требует значительного количества . перегретого пара f 0 дл наработк нужного количества N0 и снижает тем самым КПД энергетической установки . Перегретый пар (2NO + 0.2 пода ваемый под слой конденсата через коллектор подвода перегретого пара размещенный между трубным пучком и парораспределительной камерой, смешиваетс с насыщенным паром (N дО ; 2NO-) / поступающим из паро распределительной камеры и еще на успевшим сконденсироватьс , В результате происходит разбавление не прорекомбинировавшей окиси азота насыщенным равновесным паром, концентраци ее в паровых пузыр х уменьшаетх: , соответственно уменьшаетс и движуща сила процесса массопередачи. Кроме ToVo, свободный кислород поступает в обширную паровую полос конденсатора, где рекомбинирует с наход щейс там окисью азота (2NO + + ) Пар бинарной смеси (в данном случае N0) всегда обогащен {по сравнению с жидкостью) наиболее легколетучим компонентом (МО), Врем пребывани свободного кислорода в паровой полости конденсатора ввиду ее большого объема довольно значительно. Вследствие этого кислород св зывает наход щуюс в паре окись азота, что благодар стремлению систе№л во сстановить равновесие состава пара и жидкости вызывает допрлнительное выделение N0 ИЗ конденсата. Цель изобретени - повышение экономичности, Поставленна цель достигаетс тем, что в конденсаторе пара теплоносител на основе чегырехокиси азотар содержащем корпус с патрубками подвода пара и отвода конденсата и неконденсирующихс газов, установленную на днище корпуса с зазором относительно верхней части корпуса вертикальную перего эодку, раздел ющую внутреннюю полость корпуса на конденсатосборную часть и конденссщионную с расположенными в ней коллектором подвода перегретого пара, парораспределительной камерой и размещенный над последней пучок конденсаторных труб, сообщенных с камерами подвода и отвода хладагента, перегородка установлена относительно парораспределительной камеры с зазором и в последнем размещен коллектор подвода перегретого пара, а над ним в верхней части корпуса дополнительно установлен наклонный козырек, нижн кромка которого отстоит от перегородки на рассто нии, не превышающем величину зазора между парораспределительной камерой и перегородкой. На фиг, 1 изображен конденсатор, разрезу на фиг. 2 - сечение А-А на фиг, 1. Конденсатор пара теплоносител на основе четырехокиси азота содержит корпус 1 с патрубками 2 подвода пара, патрубком 3 отвода конденсата н патрубками 4 отвода неконденсирующихс газов, вертикальную перегородку 5, раздел ющую внутреннюю полость корпуса 1 на конденсатесборную часть б и конденсационную часть 7, коллектор 8 подвода перегретого пара, парораспределительную камеру 9, пучок конденсаторных труб 10, сообщенных с камерами 11 и 12 подвода и отводахладагента соответственно, козырек 13, установленный на.клонно в верхней части корпуса 1 над коллектором 8 подвода перегретого пара.The invention relates to power engineering and can be used in gas turbine condensers of power plants with a closed gas-liquid cycle, in which chemically reactive nitrogen tetroxide is used as the working fluid and heat carrier (, A condenser with water-cooled cooling, known to condense vapor gas mixtures, is known in particular, a pair of chemically reacting nitrogen tetroxide with additives of nitric oxide, comprising a housing with nozzles for supplying steam and condensate and a non-condensate gases located inside the body of a bundle of condenser tubes connected to the inlet and outlet of the cooling fluid. However, this condenser does not allow nitric oxide (NO) to build up in it, which is a corrosion inhibitor of structural materials in the medium. Nitrogen tetroxide, comprising a housing with nozzles for supplying steam and condensate and non-condensable gases, mounted on a housing with a gap relative to the upper part of the housing; vertical partition, p Cereal guide inner cavity core Pusa on. the condensate collecting part and the condensation section with a superheated steam supply collector, a steam distribution chamber and located above the last bundle of condenser tubes connected to the refrigerant supply and discharge chambers 2}. Known capacitor has a low efficiency of N0, requires a significant amount. superheated steam f 0 for operating the required amount of N0 and thereby reducing the efficiency of the power plant. Superheated steam (2NO + 0.2 supplied under a layer of condensate through a collector for supplying superheated steam placed between the tube bundle and the steam distribution chamber, mixed with saturated steam (NDO; 2NO-) / coming from the steam distribution chamber and still in the condensed state, as a result dilution of non-recombined nitric oxide with a saturated equilibrium vapor, its concentration in vapor bubbles decreases: accordingly, the driving force of the mass transfer process also decreases. drops into the extensive vapor strips of the condenser, where it recombines with the nitric oxide (2NO + +) located there. The binary mixture steam (in this case, NO) is always enriched (compared to liquid) with the most volatile component (MO). the capacitor cavity due to its large volume is quite significant. As a result, oxygen binds the nitric oxide in the vapor, which, due to the desire of the systems to balance the vapor and liquid composition, causes an additional release of N0 FROM condensate. The purpose of the invention is to increase efficiency. The goal is achieved by the fact that in a steam condenser condenser based on a nitrogen oxide nitotar containing a housing with nozzles for supplying steam and condensate and non-condensable gases installed on the bottom of the housing with a gap relative to the upper part of the housing, a vertical bulkhead separating the inner the cavity of the body to the condensate part and the condensation part with the superheated steam supply collector located in it, the steam distribution chamber and the placed the hell of the last bundle of condenser tubes communicated with the refrigerant supply and removal chambers, the partition is installed relative to the steam distribution chamber with a gap, and in the latter there is a superheated steam supply collector, and above it in the upper part of the body there is an additional inclined visor, the lower edge of which is at a distance from the partition not exceeding the size of the gap between the steam distribution chamber and the partition. FIG. 1 shows a capacitor, a section in FIG. 2 - section A-A in FIG. 1. The steam condenser of nitrogen-tetroxide based coolant includes a housing 1 with steam supply connections 2, a condensate discharge pipe 3 and non-condensable gases 4 discharge pipes, a vertical partition 5 separating the internal cavity of the housing 1 into a condensate collection tank part b and condensation part 7, collector 8 for supplying superheated steam, steam distribution chamber 9, bundle of condenser tubes 10 communicated with chambers 11 and 12 for supplying and discharging coolant, respectively, visor 13 mounted inclined in the ver Hney part of the housing 1 above the collector 8 for supplying superheated steam.

Конденсатор пара теплоносител на основе четырехокиси азота работает следующим образом.The condenser of steam coolant on the basis of nitrogen tetroxide works as follows.

В рабочем состо нии конденсатора его рабочий объем заполнен конден ,сатом выше уровн свободного верхнего кра вертикальной перегородки 5 Пар по патрубкам 2 подвода пара поступает в полость парораспределительной камеры 9 и через отверсти в ней проникает в слой конденсата, где барбртиру , конденсируетс . Тепл фазового перехода отводит хладагент (например вода Ь который поступает из камеры 11 подвода хладагента во внутрь конденсаторных труб 10 и уходит из них в камеру 12 отвода хладагента. Образующийс избыточный конденсат протекает между свободными кра ми перегородки 5 и козырька 13, омывает нижний его край, переливаетс через верхний край перегородки 5, поступает в конденсатосборную часть б, где переохлаждаетс на расположенной здесь части пучка конденсаторных труб 10, а затем отводитс по патрубку 3 отвода конденсата . Неконденсирующиес газы скапливаютс в основном в паровом объеме конденсационной части 7,откуда отвод тс в сдувку по патрубку 4 отвода неконденсирующихс газов.In the working condition of the condenser, its working volume is filled with condensate, satum above the level of the free upper edge of the vertical partition 5 Steam pipes 2 supply steam to the cavity of the steam distribution chamber 9 and through the holes in it penetrates the condensate layer, where barbriter is condensed. The heat of the phase transition removes refrigerant (for example, water B which flows from the refrigerant supply chamber 11 to the inside of the condenser tubes 10 and flows from them into the refrigerant outlet chamber 12. The resulting excess condensate flows between the free edges of the partition 5 and the visor 13, washes its lower edge, overflows through the upper edge of the partition 5, enters the condensate collection part b, where it is supercooled on the part of the bundle of condenser tubes 10 located here, and then is led off through the condensate discharge pipe 3. Non-condensable zy are collected mainly in the steam condensing screen portion 7 where retracted in purge rate through the conduit 4 removing non-condensable gases.

Дл наработки N0 под слой конденсата подают перегретый пар до температуры, соответствующей второй стадии реакции (2NO + N«2) Перегретый пар направл етс в коллектор 8 подвода перегретого пара, через отверсти которого барботирует в конденсате, захолаживаетс в нем, причем N0 в конденсате раствор етс .In order to produce N0, superheated steam is supplied under a layer of condensate to a temperature corresponding to the second stage of the reaction (2NO + N "2) Superheated steam is directed to the collector 8 to supply superheated steam, through the holes of which it is bubbled in the condensate, the solution is condensed in the condensate N0. is.

Благодар тому, что в зазоре между парораспределительной камерой 9 и вертикальной перегородкой 5 барботирует только перегретый пар N0 + , перемешивани этого потока с конденсирующимс паром 2N02 . не происходит.Due to the fact that in the gap between the steam distribution chamber 9 and the vertical partition 5 only the superheated N0 + vapor is bubbling, mixing this stream with the condensing 2N02 vapor. not happening.

Вы сво боди вши и с ки елород (О )поднимаетс вверх, попадает в проходYou free body lice and with a fish (O) rises, gets into the passage

между свободными кра ми перегородки 5 и козырька 13, где подхватываетс потоком конденсата, выливающегос из конденсационной части 7 в конденсатосборную часть 6. Далее попадает в паровой объем над конденсатосборной частью 6, откуда удал етс в сдувку по патрубку 4 отвода неконденсирующихс газов.between the free edges of the partition 5 and the visor 13, where it is picked up by a stream of condensate discharged from the condensation part 7 to the condensate collection part 6. Then it enters the vapor volume above the condensate collection part 6, from where it is discharged to the blow-off pipe 4 of the non-condensable gases.

В предлагаемом конденсаторе по 0 сравнению с известным дл наработки в нем N0 требуетс меньшее количество перегретого пара 2 N0 + 0 2N02,. поскольку подаваемый поток перегрв-, того пара используетс более эффек5 тивно. Во-первых, этот поток, барбо тиру в конденсате, не перемешиваетс с конденсирующимс паром 2N02; N204 значит процессу массог отдачи и растворени N0 в не Q мешают посторонние примеси, во-вторых , освободиииийс 02 в результате растворени МО в . попадает в паровой объем над конденсатосборной частью б. Этот объем имеет го- r раздо меныаие размеры, чем объем над конденсационной частью 7. Поэтому врем пребывани свободного Oj в паровом объеме меньше в предлага-; емом конденсаторе, чем в известном.In the proposed capacitor, by comparison with the known N0, it requires a smaller amount of superheated steam 2 N0 + 0 2N02 ,. since the feed flow is overheated, that pair is used more efficiently. First, this stream, a bubble in condensate, does not mix with the condensing vapor 2N02; N204 means the process of mass transfer and dissolution of N0 into non-Q is interfered with by impurities, and secondly, the release of II as a result of dissolution of MO in. falls into steam volume above condensate part b. This volume has a different size than the volume above the condensation part 7. Therefore, the residence time of free Oj in the vapor volume is shorter in the proposed; capacitor than known.

А значит за это врем менылее количество свободного кислорода успеет прорекомбинировать с наход щейс в паре окисью азота.This means that during this time a smaller amount of free oxygen will have time to be recombined with the nitrogen oxide in the vapor.

Расчеты показывают, что предлагаемый конденсатор повышает эффек5 тивность наработки добавок NOeCalculations show that the proposed capacitor increases the efficiency of the development of NOe additives.

нем благодар тому, что захолаживание потока 2NO + происходит быстрее и растворение 2NO в идет интенсивнеее, а врем пре0 бывани свободного кислорода в малом паровом объеме над конденсатосборной часть б конденсатора значительно уменьшаетс , и свободный кислород большей частью, не успев с св зать обратно N0, направл етс Due to the fact that the cooling down of the 2NO + flow is faster and the dissolution of 2NO in is more intensive, and the time of free oxygen in the small vapor volume above the condensate collection part b of the condenser is significantly reduced, and the free oxygen for the most part, without having to bind back N0, directed by

в сдувку. При этом на дополнительное охлаждение конденсатора при наработке NO требуетс меньигее количество хладагента.in the blow. In this case, additional cooling of the condenser during the run-up of NO requires less refrigerant.

Claims

HEAT CARRIER VAPOR CONDENSER BASED ON FOUR NITROGEN OXIDE. superheated steam, a steam distribution chamber and a bundle of condenser pipes placed above the latter, in communication with the refrigerant inlet and outlet chambers a, characterized in that, in order to increase efficiency, the partition is installed relative to the steam distribution chamber with a gap, the latter contains a collector for supplying superheated steam, and an inclined visor is additionally installed above it in the upper part of the casing, the lower edge of which is not far from the partition exceeding the gap between the distribution chamber and the partition.