Конденсаційна установка

1. Конденсаційна установка, що містить камеру підведення відпрацьованої пари та витяжну башту з герметичною перегородкою між ними, в якій закріплено пакет теплових труб, випаровува 3 рень. Температура охолодженої води в такій установці в теплий період року значно вища, а зимою нижча, ніж в звичайних градирнях. В теплий період вона на 15-20 С може бути вищою від температури повітря, а мінімальна температура охолодженої води в зимовий період може складати всього 5-6 С [див., наприклад, книгу Фарфоровский Б.С., Фарфоровский В.Б. Охладители циркуляционной воды. - Л: Энергия, Ленинградское отделение, 1972. - 112с.]. Тому в зимовий період існує небезпека замерзання води в радіаторах, особливо в районах з суворою зимою. Для попередження цього явища потрібно передбачати спеціальні заходи, в тому числі у випадку несподіваного зниження температури охолодженої води нижче заданої межі (+6 С) повинно передбачатися автоматичне включення підігрівання охолоджуваної води гострою парою. Крім того, вартість сухої градирні (а установкапрототип відноситься саме до цього типу охолоджуючих пристроїв) при фіксованих вимогах до охолодження значно більша, ніж вартість градирні з прямим контактом води та повітря. Наприклад, вартість сухої градирні для турбогенератора потужністю 120МВт приблизно в 2 рази більша вартості градирні випаровувального типу. Збільшення вартості пов’язано із заміною порівняно недорогої насадки теплообмінниками та, в деякій мірі, з необхідністю використання витяжної башти більшого розміру, ніж для градирні з прямим контактом охолоджуваної води та повітря при однаковій потужності. Тобто, при заданій потужності розміри сухих градирень значно більші. В основу корисної моделі поставлено задачу створення конденсаційної установки, в якій нова будова витяжної башти дозволила б забезпечити підвищення ефективності та зниження вартості. Поставлена задача вирішується тим, що в повітряно-конденсаційній установці, що містить камеру підведення відпрацьованої пари та витяжну башту з герметичною перегородкою між ними, в якій закріплено пакет теплових труб, випаровувальні ділянки яких розміщено в камері підведення відпрацьованої пари, а конденсаційні ділянки - у витяжній башті, згідно з корисною моделлю, витяжну башту споряджено розбризкуючим пристроєм, встановленим вище конденсаційних ділянок теплових труб та водозбиральним басейном, з’єднаним трубопроводом з розбризкуючим пристроєм, причому теплові труби можуть бути споряджені ребрами в камері підведення відпрацьованої пари, або у витяжній башті, або по всій їх довжині. Спорядження витяжної башти розбризкуючим пристроєм, встановленим вище конденсаційних ділянок теплових труб та водозбиральним басейном, з’єднаним трубопроводом з розбризкуючим пристроєм, причому теплові труби можуть бути споряджені ребрами в камері підведення відпрацьованої пари або у витяжній башті або по всій їх довжині, дозволяє забезпечити ефективність конденсаційної установки за рахунок зниження температури охолоджуваної води шляхом застосування у пропонованій установці механізму випаровувального охолодження, застосованим 18751 4 безпосередньо на теплообмінній поверхні конденсаційних ділянок теплових труб. Вода, що розподіляється розміщеним вище теплових труб розбризкуючим пристроєм, змочує поверхню теплових труб та охолоджує цю поверхню як за рахунок теплообміну доторканням, так і за рахунок випаровування. Межа охолодження ділянок конденсації теплових труб при цьому буде значно нижчою температури повітря, що звичайно має місце тільки у випаровувальних охолоджувачів на відміну від радіаторних градирень, або градирень Гелера, в яких можна отримати температуру охолодженої води тільки вище температури повітря по сухому термометру. Присутність у даній установці „сухої” частини забезпечує зменшення витрат води в порівнянні з традиційною градирнею випаровувального типу, так як конденсація відпрацьованої пари турбіни відбувається саме в цій „сухій” частині. Втрати ж води в окремому випаровувальному контурі невеликі і вимоги до неї значно нижчі. Зниження вартості забезпечується поєднанням переваг випаровувального та сухого способів охолодження води, що приводить до зменшення розмірів установки порівняно з розмірами повністю сухої установки, а відповідно, і до зниження вартості. Технічна суть та принцип дії запропонованої конденсаційної установки пояснюється кресленням (Фіг.). На кресленні зображена конденсаційна установка в розрізі. Конденсаційна установка включає в себе корпус 1, камеру підведення відпрацьованої пари 2 та витяжну башту 3, які відокремлені одна від одної герметичною перегородкою 4. Пакет теплових труб 5 закріплено у перегородці 4 так, що їх випаровувальні ділянки 6 знаходяться в камері 2, а конденсаційні 7 - у витяжній башті 3. В башті 3 вище конденсаційних ділянок 7 теплових труб 5 розміщено розбризкуючий пристрій 8. Внизу витяжної башти 3 встановлено водозбиральний басейн 9, який трубопроводом 10 з циркуляційним насосом 11 в ньому з’єднаний з розбризкуючим пристроєм 8. Турбіна 12 трубопроводом відпрацьованої пари 13 з’єднана з камерою 2. Конденсат відпрацьованої пари з камери 2 відкачується по конденсатопроводу 14 за допомогою конденсатного насоса 15. Конденсаційна установка працює наступним чином. Відпрацьована пара з турбіни 12 по паропроводу відпрацьованої пари 13 потрапляє в камеру підведення відпрацьованої пари 2. Відпрацьована пара в камері 2 нагріває випаровувальні ділянки 6 пакета теплових труб 5, одночасно конденсуючись. Теплоносій в теплових трубах 5 випаровується або кипить і у вигляді пари перемішується на конденсаційні їх ділянки 7 з камери 2 у витяжну башту 3, переносячи за рахунок прихованої теплоти пароутворення відібрану від відпрацьованої пари теплоту. За допомогою циркуляційного насоса 11 вода з водозбирального басейну 9 по трубопроводу 10 подається до розбризкуючого пристрою 8, де розподіляється на струмені та краплі, які падають на поверхню теплообміну ділянок конденсації 7 теплових труб 5. Оптимальні умови для теплообміну між відпрацьованою парою і ви 5 паровувальними ділянками 6 теплових труб 5 та між потоком повітря у витяжній башті 3 та змоченими конденсаційними ділянками 7 теплових труб 5 створює велика площа теплообміну, утворена ребрами на випаровувальних 6 та конденсаційних 7 ділянках теплових труб 5. У витяжній башті 3 за рахунок теплообміну розгалуженої поверхні теплообміну з потоком повітря, утворюваного в башті 3, а також за рахунок випаровувального охолодження конденсаційні ділянки 7 теплових труб 5 охолоджуються і теплоносій в них конденсується. Після цього теплоносій теплових труб 5 повертається у вигляді рідини на випаровувальні ділянки 6 теплових труб 5. Далі цикл повторюється. Утворюваний в камері 2 конденсаційної установки конденсат відпрацьованої пари відкачується по конденсатопроводу 14 за допомогою конденсатного насоса 15. Виготовлена та досліджена модель конденсаційної установки, що мала в своєму складі парову камеру з блоком нагрівання, кілька теплових труб, випаровувальні ділянки яких вмонтовані в герметичну камеру, що імітувала камеру підведення відпрацьованої пари, а конденсаційні ділянки виведені через ізолюючі ущільнення в імітатор витяжної башти. Вище конденсаційних ділянок теплових труб було розміщено трубу з отворами у верхній її частині, що являла собою імітатор розбризкуючого пристрою. Парова камера була приєднана паропроводом до герметичної камери у верхній її частині. Нижня частина герметичної камери була споряджена конденсатозбирачем. Внизу імітатора витяжної башти було встановлено ємність для збирання води, що падає з розбризкуючого 18751 6 пристрою. В результаті проведених випробувань встановлено наступне: через деякий час після ввімкнення нагрівача парової камери в ній починала утворюватися пара і надходити в герметичну камеру з випаровувальними ділянками теплових труб, про що свідчило підвищення температури теплових труб; після прогрівання теплових труб в камері - імітаторі витяжної башти починався рух повітря за рахунок тяги в ній, в нижній частині герметичної камери починав накопичуватися конденсат, а вода з ємності для її збирання подавалась до імітатора розбризкуючого пристрою, який розподіляв воду на конденсаційні ділянки теплових труб; застосування в конденсаційній установці як сухої частини у вигляді пакету теплових труб з випаровувальними ділянками у герметичній камері та конденсаційними у імітаторі витяжної башти, так і випаровувальної частини з розбризкувачем та водозбиральним басейном дозволить підвищити ефективність конденсаційної установки за рахунок як високих показників роботи замкнутого випаровувально-конденсаційного циклу, реалізованого в пакеті теплових труб, так і за рахунок переваг випаровувального охолодження, застосованого на конденсаційних ділянках теплових труб; висока надійність конденсаційної установки обумовлена високою надійністю роботи теплових труб; зниження вартості установки забезпечуються за рахунок зменшення її габаритів та маси в порівнянні з повністю сухою установкою. 7 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 18751 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601