SU1053070A1 - Устройство дл регулировани уровн конденсата в паровод ных подогревател х - Google Patents

Description

Изобретелшо относитс  к :)нергети ке, в частности к паровым гилогрсва тел м технологической вод|11, и может быть использовано н системах отопле ни  и вентил ции. Известно устройство дл  лигомати ческого удалени  влаги из отстойник 1 Однако это устройств.о не обеспечивает надежного peгyл Ipoвa ш  уров н  конденсата. Известно устройство дл  регулиро вани  уровн  конденсата в паровод и 1Х подогревател х, содержащее теплообменник с паровой и конделсатной зонами, имеющий вхсздные патрубки дп  подвода пара и на1реваемой среды и выходные патрубки дл  отвода нагреваемой среды и конденсата,на последнем из которых установлен кла пан с мембранной камерой,сообщенной одной импульсной трубкой с конденсатной зоной, а другой - с конденсатопроводами , причем на первой трубке размещешз охладитель и регулируемый дроссель, а на второй - др сель 2 . Недостатком известного устройства  вл етс  мальп диапазон регулиро вани  и недостаточна  термоданамич ска  эффективность мспользоваАи  теплообменника и энергии пара. Известный регул тор обеспечивает поддерзкание определенного уровн  ковде сата, выбранного из услови  работы теплообменника в расчетном режиме. Практически тегшообмсгимик работает в режиме менее расчетного - в проме жуточном режиме. Поскольку регул тор поддерта.вает уровень конденсата посто нным (поверхности теплообменника, контактирующие с паром, остаютс  неизменными , то теплопроизводительность теп лообменника в промежуточном режиме регулируетс  дросселированием давле ни  пара на входе в теплообменник. При этом температура пара в тетюобменнике ст1жаетс , ухудшаютс  усл ви  теплопередачи, что вызывает не эффективное испопьзоваш1е поверхностей теплообмена. Степень использовани  тепла конденсата в теплообменнике зависит от величины поверхности тешюобмен1й1ка расположенной в коцденсатной зоне. В промежуточном режиме в си зи г посто нным уровнем конденсата поверх )70. 2 ности тсплс.юбменл не. иснольпуптс  дл  более глубокого c-io ох.наждени , что вли ет па удельный расход пара. Таким образом, к промежуточном ре1жиме недостаточно эффективно испольчуетс  энерги  пара и повефхности теплообмена дл  переохлаждени  конденсата . Цель изобретени  - расширение диапазона оегулировлип  уровн  кпнпенсатаи повышение .термодинамической эффективности использовани  теплообменника и э,нергии пара. Постаыленна  цель достигаетс  тем, что устройство, содержащее теплообменник с паровой и конденсатной зонами, имеющий входные патрубки дл  подвода пара и нагреваемой среды и выходные патрубки дп  отвода нагреваемой среды и конденсата, на последнем из которых установлен клапан с мембранной коробкой, сообщенной первой импульсной трубкой с конденсатной зоной теплообменника , а второй - с конденсатопроводом, причем на первой импульсной трубке размещены регулируемый дроссель и перва  полость охладител , сообщениа  со второй импульсной трубкой-, друга  полость охладител  сообщена с выходным патрубком дл  отвода нагреваемой среды, а на второй импульсной трубке установлен дроссель, дополнительно содержит испаритель, одна полость которого включена в линию первой импульсной трубки между регулируемым дросселем и охладителем, а друга  полость соединена с паровой и конденсатной зонами теплообменника, причем мембранна  коробка выполнена в виде корпуса с установленным в нем подпружиненным клапаном, размеп (енным между двум  камерами, одна из которых сообщена с выходным патрубком дл  отвода конденсата, а друга  - с конденсатопроводом, а клапан жестко св зан с мембраной, образующей с корпусом полость, включенную в линию второй импульсной трубки . в тех случа х , когда давле1ше пара перед подогревателем может колебатьс  в значительном диапазоне, на входном патрубке подачи пара устанавливаетс  регул тор давлени . Данное устройство позвол ет поддерживать уровень конденсата в значительном даапазоне: от hoiHWManbного , выбранного нз услови  исклкгче1ш  прилета пара в коиденсатопровод , до максимального, определенного из услови  исключени  выброса кон денсата в паропровод. При промежуточном режиме работы теплообменни-, ка уровень конденсата устанавливаетс  межд: гмнимальным и максимальным его Э11аче1ш ми. В этом случае в зависимости от тепловой нагрузки на теплообменник измен ютс  доли поверхности теплообмена, контактируйщие с паром и конденсатом. Это обсто тельство позвол ет регу лировать теплопроизводительность подогревател  изменением уровн  конденсата в Теплообменнике без дроссёлировани  давлени  пара перед теплообменником . Таким образом, исключаютс  непроизводительные потери энергии пара за счет дросселировани , что ведет к сокращению удельного расхода пара. Увеличение до;ш поверхности теплообменна , контактирующей с ковденсатом , позвол ет-более эффективно использовать тепло конденсатаза счет понижени  его температуры,при этом также снижаетс  уделымй расход пара. На фиг. 1 изображена прин1дапиальиа  схема устройства; на 4мг.2 - уст ройство, об1ций вид; на фиг.3- разрез А-А на 4мг.2; на фиг.4 - разрез Б-Б на 4ИГ.2.Устройство содержит теплообменшск 1, имеющий входные патрубки 2 и 3 дл подвода пара и нагреваемой среды, и выходные патрубки 4 и 5 дл  отвода нагреваемой среды и конденсата.Внутренний объем теплообменника заполнен поверхност ми нагрева и имеет парову 6 и конденсатную 7 зоны. / На патрубке 5 дл  отвода кондеийа та установлен (регулирующий) цладан 8 с пружиной 9 и мембранной коробкой 10, к которой подключены перва  и, втора  импульсные трубки 11 и 12, ео дин к цие ее с дросселем 13 и охлади телем 14, последний соединен первой импульсной трубкой 1 Г с испарителем 15, подключенным через регулируемый дроссель 16 к конденсатной -зоне 7 теплообменника 1. Регулируемый дроссель 16 Явл етс  задатчиком уровн , испаритель I5 - датчиком урови , охладитель 14 - датчиком обратной св зи по температуре. Корпус испарител  I5 расположе  вертикально и соединен трубками с 04 паровой 6 и конделсатной 7 зонами теплообменника 1 на высоте предельно допустимых уровней конденсата. Причем нижний уровень должен быть поверхности нагрева, а верхний гч выше ее. Номип льный (расчетный) .уровень находитс  между предельно допустимыми уровн ми. Охладитель 14 .размещен на выходном (Патрубке 4 дл  отвода нагревс емрй среды. Х оссель 13 и выходной патрубок клапана 8 соединены с конденеатопроводом 17. На входном патрубке 2 дл  подвода пара устаиовлен регул тор 18 давлени , обеспечивак ций стабилизгщию этого параметра 1три значительных колебани х давлеж  в паровой магистрали . .. Корпус испарител  15 и импульсные патрубки 11 и 12 имеют тепловую изол цию дл  уменьшени  потерь и повыше-, ни  точности регулировани  . В реальных услови х испаритель 15, охладитель 14 и клапан 8 устанавливаютс  на одной высоте что исклю ает вли ние статического напора в импульсных трубках (фиг.2). Мембранна  коробка выполнена в виде двух камер 19 и 20 между которыми устаиовлен подпружинеиный. к лапай 8, жестко св занный с мембраной, образующей с корпусом полость 21, вЛлючеиную в линию второй импульсной трубки 22. При эТом камера 19 подключена . к выходному патрубку конденсата 5, а камера 20 - к ковденсатопроводу 17. Устройство работает следующим образом . Номинальный (расчетный) режим. В теплообменник 1 подаетс  нагреваема  среда и пар с давле1{ием , обеспечивакхцим номинальную теплопроизводительиостъ . Образующийс  в теплообмен1шке конденсат отводитс  через клапан 8 в конденсатоПровод 17. Часть коидеисата через регулируемый дроссель 16, где он дросселируетс  и вскипает, подаетс  в испаритель 15. В испарителе конденсат дополнительно испар етс  и образовавша с  парокондеисатиа  смесь поступает в охладитель 14, где частично ковденсируетс  и через дроссель 13 отводитс  в конденсатопровод 17. При этом в полости 21 создаетс  избыточное давление, уравновёшивае-

мое пружиной 9. Величина избыточного давлени , устанавливаемого при помощи регулируемого дроссел  16, обеспечивает отвод ко1оде} сата клапаном 8 при номинальном (расчетном) релЕИме. В этом режиме почти вс  поверхность насрева находитс  в паро .вой зоне и поддерживаетс  номинальный уровень конденсата.

Положение регулируемого дооссел  16 зависит от номинального перепада давлени  между теплообменником 1 и конденсатопроводом 17 и от заданного .значени  температуры нагреваемой, среды на выходе и:ч теплообменника.

При случайном повышении уровн  конденсата в теплообменнике 1 (например , при снижении теш1ОсЬдержага1  перегретого пара) в испарителе 15 уменьшаетс  поверхность, накод ща с  в паровой зоне, и интенсивность образовани  пароконденсатной смеси в испарителе 15 снижаетс . Объем смеси , проход щий через дроссель 13 и давление в,полости 21 уменыпаетс . Клапан 8 перемещаетс  в сторону открыти  и увеличивает количество отводимого конденсата.

При этом уровень конденсата в теплообменнике I и испарителе 15 пониисаетс , интенсивность образовани  пароконденсатной смеси и давление в полости 21 увеличиваетс , клапан 8 перемещаетс  в сторону закрыти , поддержива  требуемый номинальный уровень конденсата.

Промежуточный режим (ниже номинального ) . При уменьшении теплопотреблеж  температура нагреваемой среды на выходе из теплообменника ув елйчиваётс , интенсивность охлаждени  пароконденсатной смеси в охладителе 14 .снижаетс , объем пароконденсатной смеси, проход щей через дроссель 13, и давление в полости 21 увеличиваютс . Клапан 8 перемещаетс  в стор.ону закрыти  и уменьшает расход отводимого ковденсата.

Уровень конденсата в теплообменнике 1 и испарителе 15 поднимаетс . Интенсивность образовани  пароконденсатной смеси « испарителе 15 снижаетс , давление в полости 21 стаби.лизируетс  и перемещение клапана 8 прекращаетс . I

В результате повышени  уровн 

KoiweHcar.-J и г..ш1ообменнике 1 парова  зона б и поверхности нагрева, располо)сенные в ней, уменьшаютс , а ковденсатна  зона 7 увеличиваетс . При этом теплопроизводительность теплообменника 1 снижаетс , .повышение температуры нагреваемой среды прекращаетс . В св зи с увепичё шем конденсатной зоны 7 степень охлаждени  отводимого конденсата -возрастает.

При увеличении теплопотреблени 

температура нагреваемой среды на выходе из теплообменника 1 уменьшаетс , интенсивность охлаждени  пароконденсатной смеси в охладителе 14 уве . пичиваетс , объем пароконденсатной смеси, проход щей через дроссель 13, . уменьшаетс , давление в полости 21 снижаетс . Клапан 8 перемещаетс  в сторону открыти  и увехшчивает расход отводимого конденсат.а.

ровань конденсата в теплообменIwiKe 1 и в испарителе 15 С1шжаетс . Интенсивность образовани  иарокон-, денсатной смеси в испарителе 15 уве5 личива етс , да-вле ие в полости 21 стабилизируетс  и перемещение клапана 8 прекращаетс  .

В результате понижени  уровн  конденсата в теплообменнике 1 парова  зона 6 и пове рхность нагрева,расположенна  в ней, увеличиваютс , а конденсатна  зона 7 уменьшаетс  . При этом теплопроизводительность теплообменника возрастает, снижение темиературы нагрева емой среды прекращаетс - .

Аварийный режим. При увеличении теплопотреблени  сверх-номинальной теплопроизводитедьности теплообменника уровень конденсата дастигает своего ний лего предела и в регулируемый дроссель 16 поступает пар; Б результате расширени  пара после регулируемого дроссел  16 и в св зи с недостаточной поверхностью дл  его полной конденсации в охладителе 14 давление в полости 21 резко возрастает и клапан 8 полностью закрываетс . Это вызывает повышение уровн  конденсата, открытие клапана 8 и повторение цикла.

Устройство в данном случае переходит в режим работы позиционного регул тора и обеспечивает поддержание нижнего предельного уровн . За счет этого предотвращаетс  пролет пара из теплообменника 1 в конденсатопровод 17 через клапан 8. При уменьшении теплопотреблеш-1Я ниже минимально допустимой производительности теплообменника уровень конденсата достигает своего верхнего предела. Корпус испарител  15 полностью заполн етс  конденсатом, образование пароконденсатной смеси в испарителе I5 прекращаетс . В полости 21 устанавливаетс  минималь70 ное давле1а1е, с осты е тс тв улице с открытому состо тшю клапана 8. В- результате этого устройство переходит в режим работы позиционного регул тора, поддерживающего верхний предельный уровень, что исключает возможность поступлешс  конденсата в магистральный паропровод.

Claims (2)

1.УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ УРОВНЯ КОНДЕНСАТА В ПАРОВОДЯНЫХ ПОДОГРЕВАТЕЛЯХ, содержащее теплообменник с паровой и-конденсатной зонами, имеющий входные патрубки для подвода пара и нагреваемой среды и , выходные патрубки для отвода нагреваемой среды и конденсата, на последнем из которых установлен клапан с ^! мембранной коробкой, сообщенной первой импульсной трубкой с конденсатной зоной теплообменника, а второй - с конденсатопроводом, причем на первой импульсной трубке размещены регулируемый дроссель и пер вая полость охладителя, сообщенная со второй импульсной трубкой, другая полость охладителя сообщена с выходным патрубком для отвода нагреваемой срёды, а на второй импульсной трубке установлен дроссель, о т л ичающееся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования и повышения термодинамической эффективности использования теплообмена и энергии пара устройства, оно содержит испаритель, одна полость которого включена в линию первой импульсной трубки между регулируемым дросселем и охладителем, а другая полость соединена с паровой и конден- <g сатной зонами теплообменника., причем мембранная коробка выполнена в виде корпуса с установленным в нем подпружиненным кдапаном, размещенным между двумя камерами, одна из которых сообщена с выходным патрубком для отвода конденсата, а другая - с конденсатопроводом, а клапан жестко связан·с мембраной, образующей с корпусом полость, включенную в линию второй импульсной трубки.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ющ 'е е с я тем, что на входном патрубке подвода пара установлен регулятор давления.

SU ,11,1053070 '1