Система кулькового очищення конденсаторних трубок

Винахід відноситься до галузі теплоенергетики і може бути використаний для очищення від забруднень конденсаторних трубок парових турбін. Відома система кулькового очищення, яка включає розміщений між напірним та зливним водоводами конденсатора контур циркуляції кульок та розміщений в напірному водоводі фільтр у вигляді перфорованого конуса та механізм очищення фільтра струменями води під тиском [Авторське свідоцтво СРСР №1285307, кл. 4F28G1/12, публ. 23.01.87, №3, 1985]. Недоліком цієї системи є недостатня надійність, що спричиняється недостатньою ефективністю очищення фільтра струменями води через локальність їх дії. Найближчим аналогом (прототип) є система кулькового очищення, яка включає контур циркуляції кульок, пристрій для відділення кульок з корпусом у вигляді труби, принаймні з одним похилим ситом, поверхня якого утворена пластинами, і яке встановлене під гострим кутом до поздовжньої осі корпусу, гніздом для збору кульок з сита та пристроєм для направлення кульок у гніздо, та фільтр, який має корпус у вигляді тр уби, розділеної радіальними перегородками на сектори, розміщені в секторах фільтруючі елементи та активний очисник, порожнина якого виходить в зливний трубопровід [проспекти фірми Taprogge, Германія]. Недоліком цієї системи є порівняно високий гідравлічний опір її елементів у напірному водоводі та недостатня надійність. Високий гідравлічний опір спричиняється тим, що фільтруючі елементи, що встановлені в окремих секторах, утворюють "пастки" для забруднень, які накопичуються в них і знаходяться там тривалий час (до включення очисника). Тривале знаходження забруднень на фільтруючих елементах створює додатковий гідравлічний опір в напірному водоводі, в якому встановлюється фільтр. Крім того, тривалий контакт забруднень з фільтруючим елементом та підвищений гідравлічний опір фільтра призводять до прилипання окремих видів забруднень до фільтруючих елементів, часткового продавлювання їх в отвори, продавлювання через отвори ниткоподібних та стрічкоподібних забруднень, заростання отворів фільтруючи х елементів забрудненнями. У такому разі настає момент, коли фільтруючі елементи не можуть бути повністю очищеними зворотним потоком води, що створюється очисником, а це знижує надійність системи кулькового очищення конденсаторних трубок в цілому. В основу винаходу поставлена задача удосконалити систему кулькового очищення конденсаторних тр убок шляхом забезпечення миттєвого видалення принаймні частини забруднень з фільтруючих елементів зразу ж після їх попадання на фільтруючі елементи і таким чином зменшити гідравлічний опір її елементів в напірному водоводі та підвищити надійності системи в цілому. Для вирішення поставленої задачі пропонується система кулькового очищення конденсаторних трубок, яка включає контур циркуляції кульок, пристрій для відділення кульок з потоку води і фільтр. Пристрій для відділення кульок з потоку води має корпус у вигляді тр уби, принаймні з одним похилим ситом, поверхня якого утворена пластинами, і яке встановлене під гострим кутом до поздовжньої осі корпусу, гніздо для збору кульок з сита та пристрій для направлення кульок у гніздо. Між ситом та трубчастим корпусом пристрою утворена щілина, більша ніж діаметр кульки, а пристрій для направлення кульок у гніздо зроблений жолобчастим та розміщений під робочою поверхнею сита по всій довжині щілини між ним та трубчастим корпусом, перекриваючи її знизу. Фільтр має корпус у вигляді тр уби, розділеної радіальними перегородками на сектори, розміщені в секторах фільтр уючі елементи та активний очисник, порожнина якого виходить у зливний трубопровід. Фільтруючі елементи фільтра встановлені під гострим кутом до поздовжньої осі корпусу. Фільтр має також допоміжний зливний трубопровід, що з'єднаний з порожниною активного очисника і розташований зі сторони входу води в фільтр. Активний очисник напроти себе зі сторони виходу в зливний трубопровід має засувку, яка з очисником має спільний вал. Допоміжний зливний трубопровід, що з'єднаний з порожниною активного очисника, має заслінку з рушієм. Спільними з прототипом є суттєві ознаки: контур циркуляції кульок, пристрій для відділення з потоку води кульок з корпусом у вигляді труби, принаймні одне похиле сито, поверхня якого утворена пластинами і яке встановлене під гострим кутом до поздовжньої осі корпусу, гніздом для збору кульок з сита та пристроєм для направлення кульок у гніздо, фільтр, який має корпус у ви гляді труби, розділеної радіальними перегородками на сектори, розміщені в секторах фільтруючі елементи та активний очисник, порожнина якого виходить в зливний трубопровід. Відмінними від прототипу є суттєві ознаки: фільтруючі елементи фільтру встановлені під гострим кутом до поздовжньої осі корпусу, крім того фільтр має допоміжний зливний трубопровід, що з'єднаний з порожниною активного очисника і розташований зі сторони входу води в фільтр, та тим, що активний очисник напроти себе зі сторони виходу в зливний трубопровід має засувку, яка з очисником має спільний вал. Між ситом та трубчастим корпусом пристрою для відбирання кульок утворена щілина, більша ніж діаметр кульки, а пристрій для направлення кульок у гніздо зроблений жолобчастим та розміщений під робочою поверхнею сита по всій довжині щілини між ним та трубчастим корпусом, перекриваючи її знизу. Ці ознаки є достатні у всі х випадках. Відмінними від прототипу також є суттєві ознаки: допоміжний зливний трубопровід, що з'єднаний з порожниною активного очисника, має заслінку з рушієм. Ці ознаки характеризують винахід переважно в особливих умовах його використання. При здійсненні винаходу досягаються нові технічні результати. У зв'язку з тим, що фільтруючі елементи фільтра встановлені під гострим кутом до поздовжньої осі корпусу, крім того фільтр має допоміжний зливний трубопровід, що з'єднаний з порожниною активного очисника і розташований зі сторони входу води в фільтр, та тим, що активний очисник напроти себе зі сторони виходу в зливний трубопровід має засувку. Все це призводить до того, що принаймні частина забруднення, потрапляючи з потоком води на фільтруючі елементи, миттєво зноситься під дією потоку води в допоміжний зливний трубопровід, тому зменшується гідравлічний опір фільтра (бо на фільтруючих елементах майже не залишається забруднень). Засувка, яка рухається синхронно з очисником, забезпечує ефективну очистку фільтр уючи х елементів. Засувка перекриває вихід води з сектора фільтра і в цих умовах вода, яка промиває сектор фільтра, проходить тільки через фільтруючі елементи, що забезпечує ефективну промивку фільтруючи х елементів. Все це підвищує надійність системи в цілому через те, що фільтруючі елементи ефективніше очищуються зворотнім потоком води, що створюється очисником (бо принаймні частина забруднень миттєво зноситься з фільтруючи х елементів ще до включення очисника і не створює з фільтруючим елементом важко очищуваної сполуки). Крім того, наявність допоміжного зливного трубопроводу, розділяє потоки - той, що очи щує фільтруючі елементи в зворотному напрямку і той, що безпосередньо виносить забруднення на злив, - а це підвищує їх інтенсивність, а значить ефективність очищення фільтруючи х елементів та надійність системи в цілому. У зв'язку з тим, що між ситом та трубчастим корпусом пристрою для відбирання кульок з потоку води утворена щілина більша, ніж діаметр кульки, а пристрій для направлення кульок у гніздо зроблений жолобчастим та розміщений під робочою поверхнею сита по всій довжині щілини між ним та трубчастим корпусом, перекриваючи її знизу, кульки гарантовано з похилих робочих поверхонь сита потрапляють в щілину і зараз же на пристрій для направлення кульок в гніздо. А через те, що цей пристрій розташований під ситом по всій довжині щілини між ситом та трубчастим корпусом, в цілому він розміщений під гострим кутом до напряму потоку води. Тому кульки, потрапивши на нього, гарантовано перемітяться по ньому в гніздо. Таким чином досягається задача підвищення ефективності відбирання кульок з потоку води, що збільшує надійність системи в цілому. Крім того в особливих умовах використання винаходу будуть досягнуті й інші те хнічні результати. В умовах, коли забруднень у воді багато, а серед них і забруднення порівняно великих розмірів, допоміжний зливний трубопровід при відсутності у даному випадку конструктивних запобігань може мати діаметр більший ніж у прототипа, що призведе до великих втрат води з напірного трубопроводу. Заслінка з рушієм при цьому закриє допоміжний зливний трубопровід на період між включеннями очисника і зменшить втрати води. Це досягається тим, що заслінку можна буде тримати закритою і відкривати на період виведення забруднень. В умовах, коли система кулькового очищення виробляється для різних типів конденсаторів з різними умовами водообігу, утворення щілини між ситом та трубчастим корпусом пристрою для відділення з потоку води кульок, більшої ніж діаметр кульки, а також пристрою для направлення кульок у гніздо, зробленого жолобчастим та розміщеного під робочою поверхнею сита по всій довжині щілини між ним та трубчастим корпусом, перекриваючи її знизу, дозволить уникнути налагодження пристрою під конкретні умови (а це є обов'язковим в прототипі), бо конструкція, що пропонується, не потребує наладки; крім того, збільшиться ефективність відбору кульок пристроєм, з тих причин, що в конструкції прототипу є ймовірність неякісної наладки (через відсутність критеріїв наладки) зі зниженням ефективності відбору кульок (кульки можуть частково залишатись в пристрої для відділення кульок). Таким чином досягається задача зменшення гідравлічного опору елементів системи в напірному водоводі та підвищення надійності системи в цілому. Крім того, в особливих умовах використання системи досягаються й інші технічні результати. Суть винаходу ілюстр ується графічними матеріалами. На фіг.1 зображена схема системи кулькового очищення конденсаторних трубок; на фіг.2 - вид на фільтр зі сторони входу в нього очищуваної води; на фіг.З вид по стрілці А на пристрій для відділення кульок від потоку води. Система кулькового очищення (фіг.1) включає контур циркуляції кульок 1, розташований між напірним 2 та зливним 3 водоводами конденсатора 4 з трубками 5 та циркулюючими в потоці води кульками 6. До контур у циркуляції кульок входять встановлені у зливному водоводі 3 пристрій для відбирання кульок 7, що має встановлене в потоці сито 8, яке утворене пластинами зі щілинами, меншими за кульки 6; насос 9 для подачі кульок від пристрою для відбирання кульок 7 в напірний водовід 2, пристрій для завантаження кульок 10 в систему та патрубок 11 для введення кульок в потік напірного водоводу 2. В напірному водоводі 2 встановлений фільтр 12. Фільтр має фільтруючі елементи 13, які розміщені під гострим кутом 14 до поздовжньої осі 15 корпусу фільтра 12 в окремих секторах 16 (фіг.2), утворених радіальними ребрами 17. На підшипниках ковзання 18, що спираються на радіальні ребра 17, встановлений очисник 19, що має хобот 20 з порожниною 21, яка через допоміжний зливний трубопровід. 22 з'єднана із зливним водоводом 3. Очисник 19 може обертатись на підшипниках 18 від рушія 25. Вентиль 23 на допоміжному зливному трубопроводі 22 має рушій 24 для повертання заслінки 26. Фільтруючі елементи 16 своїми краями 27 утворюють отвір 28, який виходить в зливний трубопровід 29. Зливний трубопровід 29 має вентиль 30 з заслінкою 31 і рушієм 32 та виходить у злив 3 системи, в якій установлено фільтр. Очисник 19 має також засувку 33, що розміщена напроти хобота 20, і за розмірами така, що може закривати вихід із сектора між ребрами 17 в бік отвору 28. Засувка 33 з очисником 19 мають спільний вал. Блок управління 46 по перепаду тиску на фільтрі 12 (забруднений фільтр має більший перепад) за заданими установками може включати та виключати рушії 24, 25 та 32. Пристрій 7 для відбирання кульок від потоку води має тр убчастий корпус 34, два по хилих си та 8, встановлених на валах 38 з можливістю повертання за допомогою рушія 39 (фіг.3). Сита 8 встановлені симетрично під гострими кутами 35 до поздовжньої осі 36 корпусу 34 з можливістю повертання на валах 38. Робочі поверхні сита 8 утворені пластинами 45 (фіг.3). Знизу на ситах 8 встановлені гнізда 41 для збору кульок 6 з сит, з яких виведені патрубки 42 для виведення кульок далі в систему їхньої циркуляції. Між ситами 8 та трубчастим корпусом 34 утворена щілина 40 по ширині більша за діаметр кульки 6. Під робочою поверхнею сита 8 по всій довжині щілини 40, перекриваючи її, розташований пристрій 44 для направлення кульок у гніздо 41, що має жолобчасту форму і входить одним боком у гніздо 41. Для збору кульок та їх виведення з пристрою на кожній частині сита утворені патрубки 42, які за допомогою труб 43 з'єднані з насосом 9. Система працює так. Вода поступає в конденсатор 4 по напірному водоводу 2, проходить через трубки 5 і протікає далі по зливному водоводу 3. Контур циркуляції 1 забезпечує циркулювання кульок 6 в системі, при цьому кульки 6 із завантажувального пристрою 10 насосом 9 подаються через патрубок 11 в потік води в напірному водоводі 2, потоком води переносяться в конденсатор 4, під тиском води проходять через трубки 5, очищаючи їх, виходять в зливний водовід 3, звідки відбираються ситом 8 пристрою для відділення кульок 7 та насосом 9 знову подаються в напірний водовід 2. Фільтр 12 очищує воду, що надходить в конденсатор, від механічних забруднень та виводить їх в зливний водовід 3. Завдяки тому, що фільтруючі елементи 13 встановлені під гострим кутом 14 до поздовжньої осі 15 фільтра, а значить і до напряму течії води з механічнимизабрудненнями, принаймні частина механічних забруднень, попадаючи з водою на робочі поверхні фільтруючих елементів 13, частково чи повністю виноситься в зливний водовід 3, якщо вентиль 30 залишений частково (такий режим роботи передбачається при невеликій кількості дрібних засмічень у воді) або повністю відкритим, коли діаметр зливного трубопроводу відносно невеликий і втрати води з напірного водоводу 2 через нього допустимі. У разі забруднення фільтруючих елементів збільшується перепад тиску на фільтрі. Якщо перепад тиску досягне наперед заданої максимальної величини, блок управління 46 включає рушій 25 очисника 19 та рушії 24 і 32 заслінок 26 та 31 на їхнє повне відкривання. У зливному трубопроводі 22 створюється потік води, який виносить забруднення на злив. Потік води в зливному тр убопроводі 22 не тривалий. За сигналом реле часу включається рушій 24 і заслінка 23 закривається (повністю, або частково). Очисник 19 від рушія обертається в підшипниках 18. При цьому хобот 20 та засувка 33, яка з'єднана з очисником 19, послідовно перекривають кожен із секторів 16, ізолюючи його на деякий час від навколишнього середовища, тобто, від води напірного трубопроводу, в якому встановлено фільтр. При цьому порожнина кожного сектора з'єднується з порожниною 21 очисника, а через неї, через допоміжний зливний трубопровід 22 та відкриту заслінку 23 з'єднується зі зливом. Завдяки цьому в порожнині сектора 16, який перекритий в даний момент хоботом 20 очисника 19 та закритий засувкою 33, створюється тиск, нижчий ніж в оточуючій сектор воді напірного трубопроводу. Вода з напірного трубопроводу зворотнім потоком через забруднений фільтруючий елемент 13 ринеться при цьому в сектор, а звідти через порожнину 21 очисника та допоміжний зливний трубопровід 12 - на злив, змиваючи та виносячи на злив забруднення, що залишились на фільтруючому елементі 13. Очисник робить один або декілька обертів. Фільтруючі елементи 13 очищуються, завдяки чому зменшується перепад тиску на фільтрі, а коли перепад тиску досягне наперед заданої мінімальної величини (яка близька до перепаду тиску на чистому фільтрі), блок управління 46 відключає (зупиняє) рушій 25 та включає рушій 24 на закриття заслінки 23. Далі цикл роботи фільтра повторюється. Кульки 6, що попадають з потоком води на сито 8 пристрою для відділення кульок, переміщуються по його робочих поверхнях, встановлених під гострим кутом 35 до поздовжньої осі 36 корпусу 34, проринають в щілини 40 і потрапляють в жолобчастий пристрій 44 для направлення кульок у гніздо 41 - в кожній половині сита 8. З гнізда 41 кульки всмоктуються насосом 9 через труби 43 і знову подаються в напірний водовід 2, з водою потрапляють в конденсатор 4 та завдяки перепаду тиску в напірному 2 та зливному 3 водоводах продавлюються через конденсаторні трубки 5, очищаючи їх. Кульки 6 пористі, їхній початковий діаметр, як правило, більший за діаметр конденсаторних трубок 5, тому при проходженні кульок через конденсаторні трубки вони очищають їх внутрішні стінки. Таким чином, розміщення робочих поверхонь фільтруючих елементів під гострим кутом до поздовжньої осі фільтра та використання допоміжного зливного трубопроводу, який з'єднаний з порожниною активного очисника і розташований зі сторони входу води в фільтр, а також використання активного очисника з засувкою, яка розташована напроти очисника зі сторони виходу в зливний трубопровід і з очисником має спільний вал, удосконалюють систему кулькового очищення конденсаторних тр убок шляхом забезпечення миттєвого видалення принаймні частини забруднень з фільтруючи х елементів зразу ж після їх попадання на фільтруючі елементи і зменшують гідравлічний опір її елементів в напірному водоводі та підвищують надійність системи в цілому. Наявність на допоміжному зливному трубопроводі заслінки з приводом забезпечує мінімальні витрати води з напірного водоводу при вирішенні поставлених задач в окремих умовах. Крім того, утворення щілини між ситом та тр убчастим корпусом пристрою для відділення з потоку води кульок, більшої ніж діаметр кульки, та використання жолобчастого пристрою для направлення кульок у гніздо і розміщення його під робочою поверхнею сита по всій довжині щілини між ним та трубчастим корпусом, перекриваючи її знизу, підвищує ефективність відбирання кульок, бо вони не можуть не провалитися в щілини в кінці сита, а провалившись, потраплять на жолобчастий пристрій, по якому кульки опиняться у гнізді. В НВ ТОВ "Океанмаш" розроблені креслення нової системи на базі близького по конструкції натурного зразка, який був випробуваний.