Енергетична паросилова установка та спосіб регулювання температури пари у двоступінчастому проміжному пароперегрівнику цієї установки
Номер патенту: 24009
Опубліковано: 31.08.1998
Автори: Гоундер Поннусамі К., Кауранен Тімо М., Раскін Нейл Р.
Формула / Реферат
1. Энергетическая паросиловая установка, содержащая замкнутый паросиловой контур, включающий соединенные посредством трубопроводов двухступенчатую паровую турбину с размещенным на ее входе пароперегревателем и размещенным между ее ступенями двухступенчатым промежуточным пароперегревателем и парогенератор с топкой, радиационной и конвективными проходными частями, при этом пароперегреватель и промежуточный пароперегреватель установлены в конвективной проходной части парогенератора, причем вторая и первая ступени промежуточного пароперегревателя расположены в конвективной проходной части последовательно по ходу отходящих газов, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительным трубопроводом, средством для разделения поступающего от турбины в промежуточный пароперегреватель пара на два потока, средством для объединения указанных потоков, двумя клапанами, соответственно для регулирования расхода пара и давления, а также двумя блоками управления, соответственно для регулирования температуры пара и перепада давления, причем средства для разделения пара на потоки и объединение этих потоков установлены соответственно на входе и выходе первой ступени промежуточного пароперегревателя и соединены между собой посредством дополнительного трубопровода с установленным в нем клапаном для регулирования расхода, размещенным вне парогенератора, блок управления для регулирования температуры пара подключен к выходу второй ступени промежуточного пароперегревателя и клапану для регулирования расхода, а клапан для регулирования давления установлен между средством для разделения пара на потоки и входом первой ступени пароперегревателя, размещен вне парогенератора и подключен к блоку управления для регулирования перепада давления, который подключен к входу и выходу первой ступени промежуточного пароперегревателя.
2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что пароперегреватель установлен в конвективной проходной части парогенератора за второй ступенью промежуточного пароперегревателя по ходу отходящих газов.
3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что топка парогенератора выполнена в виде топки с псевдоожиженным слоем, а парогенератор выполнен с. по крайней мере, одним сепаратором, размещенным между радиационной и конвективной частями.
4. Способ регулирования температуры пара в двухступенчатом промежуточном пароперегревателе энергетической паросиловой установки, включающий разделение пара на входе в первую ступень промежуточного пароперегревателя на два потока, первый из которых подают в первую ступень пароперегревателя, а второй по обводной линии во вторую ступень, минуя обогрев в первой ступени на смешение пара из первой ступени, при этом изменяют расход второго потока пара посредством клапана для регулирования расхода пара по сигналу о температуре пара на выходе из второй ступени промежуточного пароперегревателя, отличающийся тем, что дополнительно изменяют расход первого потока пара по сигналу о перепаде давлений пара между входом и выходом первой ступени промежуточного пароперегревателя, причем изменение расходов потоков пара ведут одновременно посредством регулирующих клапанов, установленных соответственно, в обводной линии и на входе в первую ступень промежуточного пароперегревателя.
Текст
1. Энергетическая паросиловая установка, содержащая замкнутый паросиловой контур, включающий соединенные посредством трубопроводов двухступенчатую паровую турбину с размещенным на ее входе пароперегревателем и размещенным между ее ступенями двухступенчатым промежуточным пароперегревателем и парогенератор с топкой, радиационной и конвективными проходными частями, при этом пароперегреватель и промежуточный пароперегреватель установлены в конвективной проходной части парогенератора, причем вторая и первая ступени промежуточного пароперегревателя расположены в конвективной проходной части последовательно по ходу отходящих газов, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что она снабжена дополнительным трубопроводом, средством для разделения поступающего от турбины в промежуточный пароперегреватель пара на два потока, средством для объединения указанных потоков, двумя клапанами, соответственно для регулирования расхода пара и давления, а также двумя блоками управления, соответственно для регулирования температуры па ра и перепада давления, причем средства для разделения пара на потоки и объединение этих потоков установлены соответственно на входе и выходе первой ступени промежуточного пароперегревателя и соединены между собой посредством дополнительного трубопровода с установленным в нем клапаном для регулирования расхода, размещенным вне парогенератора, блок управления для регулирования температуры пара подключен к выходу второй ступени промежуточного пароперегревателя и клапану для регулирования расхода, а клапан для регулирования давления установлен между средством для разделения пара на потоки и входом первой ступени пароперегревателя, размещен вне парогенератора и подключен к блоку управления для регулирования перепада давления, который подключен к входу и выходу первой ступени промежуточного пароперегревателя. 2. Установка по п. 1 , о т л и ч а ю щ а я с я тем, что пароперегреватель установлен в конвективной проходной части парогенератора за второй ступенью промежуточного пароперегревателя по ходу отходящих газов. 3. Установка по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что топка парогенератора выполнена в виде топки с псевдоожиженным слоем, а парогенератор выполнен с, по крайней мере, одним сепаратором, размещенным между радиационной и конвективной частями. 4. Способ регулирования температуры пара в двухступенчатом промежуточном пароперегревателе энергетической паросиловой установки, включающий разделение пара на входе в первую ступень промежуточного пароперегревателя на два потока, первый из которых подают в первую ступень С > го О О э о 24009 пароперегревателя, а второй по обводной линии во вторую ступень, минуя обогрев в первой ступени на смешение пара из первой ступени, при этом изменяют расход второго потока пара посредством клапана для регулирования расхода пара по сигналу о температуре пара на выходе из второй ступени промежуточного пароперегревателя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что дополнительно изменяют расход первого потока пара по сигналу о перепаде давлений пара между входом и выходом первой ступени промежуточного пароперегревателя, причем изменение расходов потоков пара ведут одновременно посредством регулирующих клапанов, установленных соответственно, в обводной линии и на входе в первую ступень промежуточного пароперегревателя. Изобретение относится к энергетике, в частности, к паросиловым установкам и способу регулирования температуры перегретого пара в этих установках и может быть использовано на тепловых и атомных элект- 5 ростанциях, в судовых энергоустановках. Современные паросиловые установки содержат двухступенчатую паровую турбину и парогенераторную установку с системой сгорания с псевдоожиженным слоем и со- 10 держащую один или несколько сепараторов, газоход, пароперегреватель и пароперегреватель. Проблемой, нерешенной задачей в этих установках является регулирование температуры перегретого пара, от чего зави- 15 сит эксплуатационная надежность деталей установки. Выход из строя дорогостоящего оборудования чреват большими экономическими потерями. Решение этого вопроса дает и большую экономию тепловой энергии. 20 Известна энергетическая паросиловая установка и способ регулирования пара в ней [Патент США № 4748940], в которой для регулирования температуры пара предложено установить первый подогреватель в ка- 25 нале дымовых газов камеры сгорания с псевдоожиженным слоем и соединить с ним второй подогреватель, расположенный в выносном теплообменнике. Температуру на выходе из подогревателя регулируют путем "30 регулирования потока твердых частиц в выносном теплообменнике и регулирования потока водяного пара в двух подогревателях с помощью проходного трубопровода. Эта установка и способ регулирования является 35 аналогом заявляемой установки и способа, предложенного в заявке. Известна энергетическая установка [Европейская патентная заявка № 027437], содержащая двухступенчатую турбину и 40 парогенераторную установку, камеру с псевдоожиженным слоем, сепараторы частиц, первую, вторую и конечные ступени подогревателей и пароперегреватель, первая и конечная ступени подогревателей распо- 45 ложены последовательно, две ступени подогревателей расположены в отдельных наружных теплообменниках для охлаждения отводимой золы, конечная ступень подогревателя расположена в газоходе, соединенном с выходом газа из камеры сгорания с псевдоожиженным слоем, температуру на выходе из подогревателя регулируют путем изменения потока твердых частиц в выносные теплообменники. Эти конструкции имеют принципиальный недостаток - регулирующий клапан потока твердых частиц представляет изделие, требующее дорогостоящего обслуживания, а также трубная поверхность внутри теплообменника подвержена эрозии. Контролировать температуру водяного пара на выходе из подогревателя можно путем распылительных пароохладителей. Используется распыливание водой для пароохлаждения. Это простой подход, но он широко не применяется, так как нарушает эффективность цикла. Применение избыточного воздуха для контроля температуры подогрева водяного пара токе нерационально, так как это решение оказывает отрицательное влияние на работу котельного агрегата. Наиболее близкой к предлагаемой по решаемой задаче и технической сущности является установка [Сушкин И.Н. Теплотехника. - М: "Металлургия", 1973, с. 291, 292], содержащая замкнутый паросиловой контур, включающий соединенные посредством трубопроводов двухступенчатую паровую турбину с размещенным на ее входе пароперегревателем и размещенным между ее ступенями двухступенчатым промежуточным пароперегревателем и парогенератор с топкой, радиационной и конвективными проходными частями, при этом пароперегреватель и промежуточный пароперегреватель установлены в конвективной проходной части парогенератора, причем вторая и первая ступени промежуточного пароперегревателя расположены в конвек 24009 тивной проходной части последовательно по ходу отходящих газов. В прототипе, как и в предлагаемом устройстве, возвращаемый из турбины пар, подлежащий перегреву, поступает во вторую и первую ступень пароперегревателя. Недостаток прототипа заключается в том, что количество поступающего пара, его температура строго и четко не контролируются, что не позволяет обеспечить с достаточной точностью необходимой для экономичной эксплуатации температуры. В прототипе устройства дополнительное регулирование температуры перегретого пара осуществляется впрыскивающими пароохладителями. Но впрыскивающие охладители обладают серьезным недостатком - они нарушают эффективность цикла и не могут в достаточной степени способствовать получению перегретого пара в строго выдержанных температурных границах. Наиболее близким к предлагаемому является способ регулирования температуры пара в двухступенчатом промежуточном пароперегревателе энергетической паросиловой установки [Шальман М.Л. Автоматизация крупных тепловых электростанций. - М. Энергия, 1974, с. 109, 110], включающий разделение пара на входе в первую ступень промежуточного пароперегревателя на два потока, первый из которых подают в первую ступень пароперегревателя, а второй по обводной линии во вторую ступень, минуя обогрев в первой ступени на смешение пара из первой ступени, при этом изменяют расход второго потока пара посредством клапана для регулирования расхода пара по сигналу о температуре пара на выходе из второй ступени промежуточного пароперегревателя. Недостаток способа-прототипа заключается в том, что при его использовании для крупных паросиловых установок имеется единственный, не считая впрыска пароохладителей, способ регулирования температуры - рециркуляция дымовых газов. Однако, он требует использования вентилятора для циркуляционного газа для нагнетания горячего насыщенного пылью газа и требует дополнительного расхода энергии, что делает этот способ неудовлетворительным. Происходят также нежелательные возмущения в тракте первичного газа. В книге М.П. Шальмана отмечается, что "вопросы автоматического регулирования температуры вторичного перегретого газа окончательно не решены". Устранение недостатков прототипа положено в основу при разработке предлагаемого изобретения. 5 10 15 20 % 25 30 35 40 45 50 55 В основу изобретения поставлена задача создания энергетической паросиловой установки и способа регулирования температуры перегретого пара в двухступенчатом пароперегревателе этой установки, в которых, соответственно, в установке за счет точной регулировки температуры перегретого пара путем избирательного дозирования охлажденного пара, в способе путем селекции охлажденного пара на первую и вторую часть по сигналу о перепаде давления в пароперегревателе обеспечивается эксплуатационная надежность и экономичность пароперегревателя и установки. Таким образом, должен быть получен технический результат. Для решения поставленной задачи в известной энергетической паросиловой установке, установлены дополнительные элементы и новые связи между ними и известными элементами, в частности замкнутый паросиловой контур, включающий соединенные посредством трубопроводов двухступенчатую паровую турбину с размещенным на ее входе пароперегревателем и размещенным между ее ступенями двухступенчатым промежуточным пароперегревателем и парогенератор с топкой, радиационной и конвективной проходными частями, при этом пароперегреватель и промежуточный пароперегреватель установлены в конвективной части парогенератора, причем вторая и первая ступени промежуточного пароперегревателя расположены в проходной части последовательно по ходу отходящих газов. Согласно изобретению, известная паросиловая установка снабжена дополнительным трубопроводом, средством для разделения поступающего от турбины в промежуточный пароперегреватель пара на два потока, средством для объединения указанных потоков, двумя клапанами, для регулирования расхода пара и давления, а также двумя блоками управления, для регулирования температуры параді перепада давления, причем средства дли разделения пара на потоки и объединение $т$х потоков установлены на входе и выходе первой ступени промежуточного пароперегревателя и соединены между собой посредством дополнительного трубопровода с установленным в нем клапаном для регулирования расхода, размещенным вне парогенератора, блок управления для регулирования температуры пара подключен к выходу второй ступени промежуточного пароперегревателя и клапану для регулирования расхода, а клапан для регулирования давления установлен между средством для разделения па 24009 pa на потоки и входом первой ступени пароперегревателя, размещен вне парогенератора и подключен к блоку управления для регулирование перепада давления, который подключен к аходу и выходу первой ступени 5 промежуточного пароперегревателя Кроме того, пароперегреватель установлен в конвективной части парогенератора по ходу отхода газов, а топка парогенератора выполнена в виде топки с псевдоожижен- 10 ным слоем с сепаратором между радиационной и конвективной частью. В заявляемой энергетической паросиловой установке поддерживается точная температура перегретого пара за счет 15 избирательной дозированной регулировки потоком и температурой охлажденного пара при помощи дополнительной трубопроводной обвязки, средств для разделения пара на два потока, объединения и разделения 20 потоков с помощью приборов - клапанов, блоков управления и др., и в последовательности, определяемой совокупностью признаков изобретения. Если температура будет повышаться вы- 25 ше допустимой, согласно признаков изобретения, клапан открывается для байпасирования охлажденного пара в подогреватель. Когда температура упадет ниже допустимой, клапан закрывается для умень- 30 шения расхода байпасированного пара во вторую ступень. За счет точного регулирования температуры пара исключаются перегревы выше максимально допустимых температур трубок перегревателя - повыша- 35 ется безаварийная эксплуатационная надежность трубок перегревателя и снижение теплозатрат, тем самым обеспечивается технический результат. В заявляемой энергетической паросило- 40 вой установке технический результат, выражаемый в снижении дополнительных теплозатрат, обеспечивается за счет размещения пароперегревателя за второй ступенью промежуточного пароперегревателя 45 по ходу отходящих газов. При этом для получения температуры газа выше критической требуется загрузка котла на 25-30%, а не 35-40% - поскольку применяются установки большой мощности, достигается большая 50 экономия топлива. Также дополнительное уменьшение потерь тепла обеспечено за счет того, что топка парогенератора выполнена в виде камеры с псевдоожиженным слоем, а парогенератор 55 выполнен с одним, по крайней мере, сепаратором, размещенным между радиационной и конвективными частями. Предлагаемая система регулирования при работе от двух парогенераторов на одну 8 турбину устраняет необходимость смешивания водяного пара, облегчает условия холодного и горячего запуска, что повышает экономичность установки. Для решения поставленной задачи по способу предлагается в известном способе регулирования температуры пара в двухступенчатом промежуточном парогенераторе энергетической паросиловой установки изменить потоки расхода пара, а именно дополнительно изменяют расход первого потока пара по сигналу о перепаде давления пара между входом и выходом первой ступени промежуточного пароперегревателя, причем изменение расходов потоков пара ведут одновременно посредством регулирующих клапанов, установленных соответственно в обводной линии и на входе в первую ступень промежуточного пароперегревателя. Совокупность признаков, указанных в способе - изменение расхода потока пара по сигналу о перепаде давления пара между входом и выходом первой ступени промежуточного пароперегревателя и то, что изменение расхода потока пара ведут регулирующими клапанами в обводной линии и на входе, позволяет осуществить точную регулировку температуры перегретого пара путем дозирования потоком охлажденного пара. Это обеспечивает технический результат - повышение эксплуатационной надежности трубок перегревателя и снижение потерь тепла. На фиг. 1 показана схема паросиловой установки; на фиг. 2 -тоже, второй вариант; на фиг. 3 - паросиловая установка, состоящая из 2 парогенераторов, соединенных с одной турбиной. На фиг. 1 показана силовая установка, представляющая собой типичный котел с циркулирующим псевдоожиженным слоем с пароперегревателем и подогревателем, с системой, включающей предпочтительный вариант настоящего изобретения. Котельная установка, обозначенная в целом цифрой 1, содержит камеру сгорания 2 с псевдоожиженным слоем, содержащую собственно камеру сгорания 3, в которую вводят сгораемый материал, негорючий материал, первичный воздух и вторичный воздух. В камере сгорания слой поддерживают в псевдоожижен ном состоянии путем соответствия точного наличия слоя материала и потока воздуха. Камера сгорания снабжена основанием 4, имеющим решетчатую конструкцию, через которую вводят псевдоожижающий воздух. Стенки камеры сгорания предпочтительно выполнены в виде 24009 трубчатых стенок мембранного типа с огнеупорным покрытием или без него. Первая и вторая ступени пароперегревателей 5 и 6 расположены внутри камеры сгорания. Материалы, находящиеся в каме- 5 ре сгорания, перемещают из камеры сгорания с помощью газоходов 7 в горячий сепаратор 8, где твердые частицы отделяются от дымовых газов для возврата при помощи системы рециркуляции твердых частиц 9, 10 10 и 11 в основание камеры сгорания для рециркуляции. Перед возвратом в камеру сгорания они могут быть пропущены через холодильники с псевдоожиженным слоем или аналогичного устройства. 15 Детали циркуляционного контура для питательной воды и первичные пароперегреватели не изображены, поскольку они не составляют существенную часть настоящего изобретения. 20 Дымовые газы из горячего сепаратора поступают по газоходу 12 в конвективный проход 13. Одноступенчатый пароперегреватель 14 помещают или располагают в конвективном канале, с установкой 25 подогревателей 15 и 16, расположенных после пароперегревателя 14 и выше поверхности экономайзера 17. Подогреватель иллюстрируется в виде двух ступеней, из которых первая ступень обозначается циф- 30 рой 16, вторая или конечная ступень - цифрой 15. Эти две ступени устанавливают в виде противоточных теплообменников с направлением газового потока сверху вниз и направлением потока подогреваемого водя- 35 ного пара снизу вверх. Размещение пароперегревателя 14 внутри этого прохода помогает поддержанию температуры газового потока в подогревателе 15 ниже критической. Эта схема вместе с признаком 40 байпасирования, как будет объяснено, обеспечивает уникальный и эффективный контроль за температурами внутри секций подогревателя. Когда температура водяного пара, выхо- 45 дящего из конкретной секции (в схеме противоточного теплообменника) близка к температуре газа, поступающего в эту секцию, уменьшение потока водяного пара приведет к значительному снижению 50 поглощения тепла. Когда температура водяного пара достигает температуры газа, снижается полезный тепловой эффект, пригодный для теплопередачи. Этот принцип используется для системы регулирова- 55 ния температуры подогрева, в соответствии с настоящим изобретением. Система генерирования (фиг. 1) состоит в подаче водяного пара в двухступенчатую турбину В иллюстрируемой схеме водяной 10 пар из пароперегревателя 14 проходит через выходной коллектор 18 и подводящий трубопровод 19 с помощью вентиля 20 на входную сторону турбины высокого давления 21. Охлажденный водяной пар. выходящий из турбины 21. возвращается по возвратному трубопроводу 22 в подогреватели 16 и 15. В подогревателе байпасный трубопровод 23 соединяется с возвратным трубопроводом 22 в точке 24 и бэйпасирует часть охлажденного водяного пара с оставшейся частью водяного пара, проходящего через дифференциальный регулирующий клапан 25 в входной коллектор 26 подогревателя первой ступени 16. Водяной пар, проходящий через подогреватель 16, существует за счет коллектора 27 и вновь соединяется или смешивается с байпасной частью охлажденного водяного пара в точке 28. В байпасном трубопроводе 23 для регулирования потока между приемным манифольдом подогревателя первой ступени 16 и байпасным трубопроводом предусмотрен регулятор расхода 29. Объединенный водяной пар в точке 28 поступает в входной коллектор 30 подогревателя второй или конечной ступени 15, где он дополнительно подогревается и поступает через выходной коллектор 31, подводящий трубопровод 32 и вентиль 33 на вторую ступень или низшую ступень турбины (ТСД) ~ турбины среднего давления 34. Избирательное дозирование охлажденного водяного пара между байпасным трубопроводом 23 и второй ступенью подогревателя создает эффективный и полезный способ - средство регулирования температуры в ступенях подогревателя. Местоположение подогревателя первой ступени 16 в канале газохода выбирают таким образом, что байпасирование необходимой части охлажденного водяного пара подогрева непосредственно в подогреватель второй ступени 15 не может повысить температуру водяного пара, выходящего из подогревателя первой ступени, более той температуры, которая допустима для материала трубок подогревателя. Для защиты материалов подогревателя первой ступени от превышения допустимой для них температуры металла будет установлен предел. Величина температуры 556°С представляет собой типичную предельную температуру и она может изменяться в зависимости от действительных конструктивных условий. Назначение установки и способа регулирования в том, чтобы максимальная температура наружной поверхности трубок не превысила допустимого для выбранного материала предела температуры. 11 24009 12 Установку регулирующих клапанов 25 и соединении (тройнике) 24 с байпасным тру29 выбирают так, чтобы возможность регубопроводом 23. Один поток поступает в полирования обеспечивалась посредством дидогреватель первой ступени и апазона регулирования температуры распределяется через входной коллектор водяного пара и позволяла заменять все по- 5 26. Второй поток поступает в подогреватель верхности подогревателя в конвективном второй ступени через клапан 29 и входной проходе котла, ограничивая необходимость коллектор 30. Избирательное деление потов печных поверхностях подогревателя. Это ка будет пропорционально необходимости также делает осуществимой упрощенную регулирования температуры, которое осусхему пуска, когда несколько котлов-пароге- 10 ществляют при помощи клапанов 25 и 29. нераторов, например, соединены с общей Горячий поток, выходящий из регулятогурбинной установкой. В этой схеме группа ра первой ступени через выпускной коллекклапанов обеспечивают способ уравноветор 27, смешивают с охлажденным водяным шивания потока подогрева водяного пара паром посредством байпасного трубопровопри различных рабочих условиях. 15 да 23 после или отходящим потоком из клапана-регулятора расхода 29, и смешанный В котле с циркулирующим псевдоожипоток поступает на подогреватель второй женным слоем сгорание происходит в псевступени через входной коллектор 30. Расход доожиженном слое инертного материала. через подогреватель первой ступени регулиМатериал псевдоожиженного слоя, выходящий из камеры сгорания, возвращают при 20 руют соответствующим манипулированием двух регулирующих клапанов 25 и 26, котопомощи горячего сборника (такого, как нарые в свою очередь, регулируют температупример, горячий циклон) через подходящее ру водяного пара, выходящего из уплотнительное устройство. При работе возподогревателя второй ступени 15, Горячий дух и топливо вводят,в камеру сгорания 3, где материал слоя поддерживают в псевдо- 25 водяной пар из подогревателя второй или конечной ступени направляют обратно в ожиженном состоянии путем поддержания турбину по горячему трубопроводу 32 подоточного расхода воздуха и материала слоя. гретого водяного пара. Псевдоожижающий воздух вводят через колосник решетчатой формы или конструкцию Блок управления перепадом давления в днище 4 камеры. Дымовые газы и продукты 30 37 контролирует настройку клапана 25 для сгорания вместе с увлекаемыми твердыми регулирования перепада давления, подхочастицами сначала переносят тепло пароле- » дящего для регулирующего клапана 29. регревателям 5 и 6 и транспортируются по Блок 37 реагирует на перепад давления газоходу 7 в горячий сепаратор 8, в котором между возвратным трубопроводом 23 охтвердые частицы отделяют и возвращают в 35 лажденного водяного пара и выходное давкамеру сгорания через циркуляционный ление в месте соединения 28 выхода из контур 9, 10 и 11. Горячие дымовые газы подогревателя 16 и байпасного трубопровозатем направляют из горячего сепаратора да 23. Это указано пунктирной линией 39 на по газоходу 12 в секцию конвективного профиг. 1, Блок управления 17 настраивают для хода 13, где размещены пароперегреватель 40 регулирования клапана 25 как функции от конечной ступени 14 и ступени 15 и 16 подонагрузки на котел. гревателя. Клапан 29 на байпасном трубопроводе Три ступени пароперегревателя распо23 управляется блоком управления темпераложены а описанной системе, причем эти турой 38, который реагирует на температуру ступени обозначены цифрами 5, б и 14, при 45 выходящего водяного пара из подогреватеэтом ступень 14 расположена в конвективля 15 второй или конечной ступени. Это уканом канале дымовых газов. Пароохладители зано штриховой линией 40 на фиг. 1. В могут быть расположены между ступенями иллюстрируемом варианте в качестве припароперегревателя для регулирования, при мера температуру подогревателя 15 поддернеобходимости, температуры водяного па- 50 живают в диапазоне приблизительно 538°С, ра. Две ступени 15 и 16 подогревателя расплюс или минус 10°С. Когда температура положены в конвективном проходе 13 и в водяного пара, выходящего из подогреватесочетании с регулирующими клапанами и ля 15, начинает повышаться свыше 543°С, соединительными трубопроводами, так что клапан 29 открывается для байпасирования возможен точный контроль температуры во- 55 дополнительного охлажденного водяного дяного пара на выходе из подогревателя. пара непосредственно в подогреватель 15. Трубопроводная обвязка является такой, что Когда температура начинает падать ниже охлажденный водяной пар вновь поступаю532°С, клапан 29 закрывается для уменьшещий в эту систему по трубопроводу 22, избиния расхода байпасированного охлажденрательно разделяют на два потока в его ного водяного пара во вторую ступень 15. 13Ч 24009 14 Фиг. 2 идентична фиг. 1, но пароперегфиг. 1, но с идентичным котлом. В этой пареватель 14 размещен между подогреватеросиловой установке элементы первой колями 15 и 16. В конвективном проходе тельной установки обозначены теми же размещен одноступенчатый пароперегревацифровыми обозначениями, что и на фиг. 1, тель 14 с подогревателем 15 второй ступени, 5 причем вторая котельная установка обознарасположенными выше пароперегревателячена теми же исходными цифрами. Следовами и подогревателем 16 первой ступени, тельно, в этой схеме описывается турбинная расположенным ниже его пароперегреватепаросиловая установка, в которой два котлаля 14. Это противоположно тому, что было парогенератора подают водяной пар в одну изображено на фиг. 1. Расположение подо- 10 турбину. Один существенный признак, необгревателя 15 второй ступени выше паропеходимый для установки этого типа состоит в регревателя 14 позволяет ему поглотить том, что для регулирования количества потобольше теплоты при более низких нагрузка водяного пара подогрева в каждый котел ках. Это предоставляет ему возможность должно быть предусмотрено некоторое для расширения своего диапазона регулиро- 15> средство, так чтобы температура водяного вания температурой водяного пара, в то врепара на выходе подогрева варьировалась в мя как оказывает небольшой эффект на определенных границах при всех возмождиапазон регулирования пароперегреватеных рабочих условиях. В иллюстрируемой ля, если вообще оказывает какой-либо эфпаросиловой установки для двух котлов-пафект. Это возможное расширение 20 рогенераторов предусмотрены идентичные диапазона регулирования температурой поуправления и трубопроводная обвязка. догрева водяного пара улучшит соединение Клапаны регуляторы 25 и 29 для регулидвух агрегатов в одну турбину более просто, рования температуры подогрева водяного с точки зрения возможности согласования пара можно использовать до уравновешиватемператур. 25 ния расхода и поддержания температуры на выходе подогревателя как в нормальных Настоящая схема, при установке подопределах, так и ненормальных рабочих услогревателя второй ступени 15 выше пароповиях. В этой установке клапаны, редуцируюдогревателя 14, обеспечивает даже большее щие давление 37 и 38, вместе с регулирование температуры на ступенях подогревателя. Поскольку газ теперь проходит 30 пароохладителями 35 и 36 обеспечивают гибкость в процессе холодного запуска, гочерез подогреватель 15 перед тем как он рячего запуска, а также при пуске второго поступает в пароперегреватель 14, он не блока, в то время когда первый блок нахоможет иметь температуру ниже критической для подогревателя 15 вплоть до некоторой • дится в работе. Это устраняет необходинагрузки котла-парогенератора. Таким об- 35 мость в сложной системе смешивания водяного пара. Установка и способ обесперазом, при установке пароперегревателя 14 чивают регулирование температуры подов проходе позади подогревателя 15 темпегрева водяного пара на выходе при ратура газа будет ниже критической темпеизменяющихся условиях нагрузки. ратуры для подогревателя 15 только до того, как после достигнута нагрузка приблизи- 40 В ходе работы, с холодного пуска, сгорательно 25-30%. В это время охлажденный ние начинается в камере сгорания 3 вводом водяной пар пригоден для регулирования топлива и воздуха, поступающего в камеру температуры в соответствии с настоящим сгорания. Поскольку тепло образуется в реизобретением. Хотя при необходимости зультате сгорания, горячие газы, образуюмаксимальной загрузки оборудования допу- 45 щиеся при сгорании, движутся вертикально скается максимальная нагрузка на парогевверх в камеру сгорания, передавая тепло нератор- котел до 35-40%, но это воде в пределах камеры сгорания и паропенежелательно, так как изнашивается матерегревателям 5 и 6. Горячие газы, продукты риал корпуса. сгорания и твердые частицы проходят из Тот факт, что для получения температу- 50 камеры сгорания вдоль газохода 7 в горячий сепаратор 8, где твердые частицы отделяют ры газа выше критической при прохождении для возврата в камеру сгорания. Горячие в подогревателе требуется загрузка парогедымовые газы проходят по газоходу 12 в нератора-котла ив 25-30%, а не 35-40% явконвективный проход 13, где тепло отдается ляется другим преимуществом настоящего изобретения. Экономится большое количе- 55 последовательно пароперегревателю 14, подогревателю 15 второй или конечной стуство тепловых ресурсов, уменьшаются теппени и подогревателю 16 первой ступени. ловые нагрузки на корпус парогенератора, Лоток горячего газа через систему начинаетчто увеличивает срок его эксплуатации. ся до расхода охлажденного потока. Котел Согласно фиг. 3, описывается паросилоразжигают и топли»о горит в течение перивая установка, идентичная изображенной на I 15 24009 ода времени, обеспечивая образование горячих газов до образования водяного пара и пуска турбины Охлажденный водяной пар подогрева не начинает проходить до тех пор, пока не пущена турбина. 5 Поскольку горячие газы отдают свое тепло воде и водяному пару в водоохлаждаемых сгенках, в пароперегревателях и подогревателях, температура падает так, что она уменьшается на каждой последующей сту- 10 пени. Следовало бы отметить, что температура газа, выходящего на выходе из камеры сгорания, при полной нагрузке будет находиться в интервале от 843° до 927°С. Чем больше разница температур между газом и 15 водой, тем больше будет теплоотдача, и тем холоднее будет газ, когда он проходит из соответствующего нагревателя. Следовательно, когда газ проходит пароперегреватель 14, он будет иметь темпе- 20 ратуру ниже критической температуры для подогревателя 15 вплоть до некоторой нагрузки котла. Таким образом, при нахождении пароперегревателя 14 в газовом проходе впереди подогревателя 15, темпе- 25 ратура газа будет ниже критической температуры для подогревателя 15 до тех пор, пока не достигнута приблизительно 40-50% - нагрузка, В это время охлажденный водя 16 ной пар пригоден для регулирования температуры в соответствии с настоящим изобретением. Это обстоятельство, нетребующее расхода через подогреватель до 50%-нрй загрузки блока, является другим преимуществом настоящего изобретения. Стандартные системы требуют наличия расхода через подогреватель на более ранних стадиях пуска (горячего или холодного) для предохранения их от прогара. Таким образом, необходимо использовать дорогостоящую байпасную систему. Однако при физическом размещении этой системы нет необходимости в байпасе и периоды пуска системы могут быть сокращены. В вышеизложенном описании изобретения возможны другие модификации и изменения, и в некоторых случаях некоторые признаки могут быть использованы без соответствующего использования других характерных признаков. Соответственно, хотя настоящее изобретение иллюстрировано и описано по отношению к конкретному варианту, следует заметить, что в него могут быть внесены многочисленные изменения и модификации без отхода от идеи и объема изобретения, изложенного в формуле изобретения. 00 1 ГО L го V-0 00 ГО J / CO 600M se со го со я *4 7* О г Cvj CM 8 см /* 24009 "П. •и CJ V о» У со ел —I о \ OJ ....V. •*• с м I • fc пХо— as •Є» I 24009 со Упорядник Замовлення 4569 Техред М.Келемеш Коректор М.Куль Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.Гагаріна, 101
ДивитисяДодаткова інформація
МПК / Мітки
МПК: F01K 13/00
Мітки: цієї, температури, установки, енергетична, проміжному, паросилова, установка, двоступінчастому, регулювання, пари, пароперегрівнику, спосіб
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/12-24009-energetichna-parosilova-ustanovka-ta-sposib-regulyuvannya-temperaturi-pari-u-dvostupinchastomu-promizhnomu-paroperegrivniku-cieh-ustanovki.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Енергетична паросилова установка та спосіб регулювання температури пари у двоступінчастому проміжному пароперегрівнику цієї установки</a>
Попередній патент: Саморегульований опорно-руховий пристрій
Наступний патент: Установка для безперервного лиття металу
Випадковий патент: Поліфункціональний засіб для зовнішнього застосування