Парогенератор, який працює на відхідному теплі

1. Парогенератор, що працює на відхідному теплі, зокрема, для газо- і паротурбінної установки з великою кількістю поверхонь нагрівання, що обігріваються за допомогою димового газу (RG) і направляють середовище, що підлягає нагріванню, причому розташований після випарника на стороні димового газу підігрівник і розташований перед випарником на стороні димового газу перегрівник включені на стороні середовища у протитечії до димового газу, який відрізняється тим, що включений на стороні середовища у протитечії до димового газу випарник на стороні входу з'єднаний із підігрівником через вхідний розподільник, до якого підключена кожна випарна труба через дросель, і що до випарника підключений колектор, що зрівнює тиск, у вигляді труби, що зрівнює. 2. Парогенератор, що працює на відхідному теплі, за пунктом 1, який відрізняється тим, що тр уба, що зрівнює, з'єднана зі свердленим отвором кожної випарної труби. 3. Парогенератор, що працює на відхідному теплі, за пунктом 1 або 2, який відрізняється тим, що колектор, що зрівнює тиск, підключений до випарника в області вигину випарника. 4. Парогенератор, що працює на відхідному теплі, за будь-яким з пунктів 1-3, який відрізняється тим, що випарник складений із декількох включених одна за одною на стороні середовища частин випарника. 5. Парогенератор, що працює на відхідному теплі, за пунктом 4, який відрізняється тим, що на стороні середовища перша частина випарника виконана з випарних труб із внутрішнім діаметром, меншим у порівнянні з внутрішнім діаметром включених після неї випарних труб др угої частини випарника. C2 (54) ПАРОГЕНЕРАТОР, ЯКИЙ ПРАЦЮЄ НА ВІДХІД НОМУ ТЕПЛІ 42888 Винахід стосується парогенератора, який працює на відхідному теплі, зокрема, для газо- і паротурбінної установки з великою кількістю поверхонь нагрівання, що обігріваються за допомогою димового газу і направляючих підлягаюче нагріванню середовище. Відомий прямоточний парогенератор, що працює на відхідному теплі, зокрема, для газо- і паротурбінної установки з великою кількістю поверхонь нагрівання, що обігріваються за допомогою димового газу (RG) і направляють підлягаюче нагріванню середовище, причому розташований після випарника на стороні димового газу підігрівник і розташований перед випарником на стороні димового газу перегрівник включені на стороні середовища у протитечії до димового газу (див. опис до патента ЕР 0595009 В1). У з'єднанні з газовою турбіною в так називаній комбінованій газо- і паротурбінній установці подібний прямоточний парогенератор, однак, звичайно не використовують в якості парогенератора, що працює тільки на відхідному теплі. Більш того відхідний із газової турбіни газ, що містить кисень, служить тільки в якості необхідного для горіння повітря для топкової установки цього парогенератора, що працює на копальневому паливі. Вказаний вище парогенератор за сукупністю суттєвих ознак є найближчим аналогом. Недоліком в подібному прямоточному парогенераторі є високі витрати на його включення і техніку регулювання, а також його високі пускові втрати за рахунок так називаного викиду води. Останній виникає, коли починається випар у випарнику і пар виштовхує наявну донизу за течією кількість води (водяної краплі). Додаткові компоненти відділення і контролю, передбачені для усунення викликаних цим пускових утрат, підвищують додатково технічні витрати і тим самим капіталовкладення, які сильно збільшуються з бажаною реалізацією більш високих і максимальних тисків пару. Інший істотний недолік прямоточного парогенератора, що працює на копальневому паливі, у порівнянні з парогенератором, що працює тільки на відхідному теплі, перебуває в порівняно нерівномірному узгодженні температурної характеристики середовища (крива вода/вода-пар), що нагрівається, із температурною характеристикою середовища (крива димового газу), що гріє. В основі винаходу покладена задача створити такий парогенератор, який працює на відхідному теплі, зокрема, для газо- і паротурбінної установки, із яким при одночасно стабільному гідродинамічному режимі роботи у всі х областях навантаження, зокрема, також в області часткового навантаження є реалізованим критичний або надкритичний тиск пару. Задача, яка покладена до основи досягається завдяки тому, що у парогенератора, що працює на відхідному теплі, зокрема, для газо- і паротурбінної установки з великою кількістю поверхонь нагрівання, що обігріваються за допомогою димового газу (RG) і направляють підлягаюче нагріванню середовище, причому розташований після випарника на стороні димового газу підігрівник і розташований перед випарником на стороні димового газу перегрівник включені на стороні середовища у протитечії до димового газу, стосовно винаходу включений на стороні середовища у протитечії до димового газу випарник на стороні входу з'єднаний із підігрівником через вхідний розподільник, до якого підключена кожна випарна труба через дросель, і що до випарника підключений колектор, що зрівнює тиск, у вигляді труби, що зрівнює. Крім того, стосовно винаходу у парогенератора, що працює на відхідному теплі, труба, що зрівнює, з'єднана зі свердленим отвором кожної випарної труби. Крім того, стосовно винаходу у парогенератора колектор, що зрівнює тиск, підключений до випарника в області вигину випарника. Крім того, стосовно винаходу у парогенератора випарник складений із декількох включених одна за одною на стороні середовища частин випарника. Крім того, стосовно винаходу на стороні середовища перша частина випарника виконана з випарних труб із внутрішнім діаметром, меншим у порівнянні з внутрішнім діаметром включених після неї випарних труб др угої частини випарника. Крім того, стосовно винаходу випарні труби частин випарника з'єднані одна з одною безпосередньо через виконану конічною сполучну деталь. Крім того, стосовно винаходу випарник на стороні виходу з'єднаний із перегрівником через пусковий балон. Крім того, стосовно винаходу п усковий балон з'єднаний із підігрівником на стороні води через циркуляційний насос із включеним після нього управляючим клапаном. Крім того, стосовно винаходу п усковий балон на стороні води через циркуляційний насос із включеним після нього управляючим клапаном з'єднаний із випарником. Крім того, стосовно винаходу після циркуляційного насоса включена дросельна заслінка. Крім того, стосовно винаходу до пускового балона на стороні води підключена відвідна лінія із управляючим клапаном. Крім того, стосовно винаходу підігрівник на стороні входу з'єднаний із лінією живильної води, в якій включений управляючий клапан. Крім того, стосовно винаходу перегрівник містить вхідний розподільник і вихідний колектор, до якого підключений головний паропровід. Крім того, стосовно винаходу перегрівник містить дві включені одна за одною на стороні середовища часткових поверхні нагрівання. Крім того, стосовно винаходу парогенератор виконаний у вигляді прямоточного парогенератора, працюючого на відхідному теплі. Таким чином, передбачений парогенератор, що працює на відхідному теплі за принципом примусової циркуляції, випарник якого, який не має барабана, включений на стороні середовища у протитечії до напрямку потоку димового газу. Випарник на стороні входу з'єднаний із підігрівником через вхідний розподільник, який ідентичний із вихідним колектором підігрівника. Для досягнення особливо стабільного режиму роботи випарника він постачений на стороні входу дросельним пристроєм, причому доцільно у вхід кожної окремої випарної труби включений дросель. За раху 2 42888 нок цього досягається підвищена втрата тиску в особливо великій області навантаження у випарнику. Це забезпечує рівномірне протікання через випарні труби. Крім того, замість звичайно використовуваного колектора і розподільника між ділянками випарника або частинами випарника передбачений тільки один колектор, що зрівнює тиск. Він підрозділяє на напірній стороні весь випарник як би на дві ділянки, тому що на кінцях цих ділянок випарника мають місце однакові тиски. Це підвищує стабільність протікання при запобіганні подальшого збільшення втрат тиску. Доцільно цей колектор, що зрівнює тиск, містить тільки відносно тонку трубу для з'єднання свердленого отвору кожної випарної труби. Ця сполучна тр уба з порівняно малими розмірами робить тільки незначний вплив на течію всередині випарника і тому не є проблематичною в зв'язку з поділом по випарних труба х середовища, яке підлягає нагріванню і яке встановлюється у випарнику двофазної суміші. Доцільним також є те, що підключений після випарника на стороні димового газу підігрівник і підключений перед випарником на стороні димового газу перегрівник на стороні середовища виконані за схемою протитечії. Подібний прямоточний парогенератор або парогенератор із примусовою циркуляцією, що працює на відхідному теплі, уможливлює реалізацію високих параметрів пару аж до надкритичних значень, тому що він не підлягає ніякому обмеженню тиску. Крім того, можуть бути реалізовані малі часи пуску і високі швидкості зміни навантаження за рахунок виключення використання товстостінних барабанів. Це у свою чергу сприяє особливо вигідному режиму роботи установки. Далі досягається особливо висока експлуатаційна гнучкість, тому що, з одного боку, є можливою установка температури свіжого пару винятково за допомогою витрати середовища, і тому що, з іншого боку, перемінна витрата середовища є регульованою щонайменше всередині визначених границь. Для реалізації принципу прямотечійності випарник на стороні входу з'єднаний без проміжного включення пароводяного розділювального барабана як би безпосередньо з виходом підігрівника. При цьому передбачене на стороні середовища включення випарника в протитечії до димового газу приводить кращим способом до рівномірних температурних зазорів між кривою димового газу і кривою вода/водяний пар так, що в цілому потрібна поверхня нагрівання відносно малого розміру. Крім того це включення в протитечії має перевагою особливо малий викид води при пуску парогенератора, що працює на відхідному теплі, тому що на стороні димового газу гаряча сторона із гідним нагадування утворенням пухирців пару лежать лише на кінці випарника на стороні води. У результаті короткого шляху, що є в розпорядженні для утворених пухирців пару, вони витискають із випарника тільки малу кількість води. Відносно теплотехнічного виконання випарника він доцільно розділений на дві окремі поверхні нагрівання, тобто на дві частини випарника. При цьому перша частина випарника не містить на стороні середовища ніякого вихідного колектора. Точно так включена після нього друга частина ви парника не містить на стороні середовища ніякого вхідного колектора. При цьому кількість рівнобіжних тр уб обох окремих поверхонь нагрівання або частин випарника є однаковою. Крім того, перша частина випарника виконана доцільно з труб із порівняно меншим у порівнянні з другою частиною випарника внутрішнім діаметром. За рахунок цієї конструкції випарника через економію колекторів досягається економія витрат. Якщо втрата тиску лежить переважно на початку течії і швидкість течії вздовж усього випарника утримується в кращому діапазоні, то досягається стабільна течія. За рахунок цього досягається особливо хороший теплоперехід від димового газу на середовище з низькою ерозією, що тече через випарник. Крім того, утримуються малими можливі різниці температури між рівнобіжними трубами внаслідок рівномірного обтікання на стороні водяного пару. Для запобігання того, щоб витиснута при пуску вода потрапляла в перегрівник, перед ним включений пусковий балон, підключений після випарника. При цьому випарник і перегрівник з'єднані на стороні пару з головним кінцем пускового балона. Підігрівник і випарник з'єднані на стороні входу з донним підключенням на стороні води пускового балона. Часткові потоки, що транспортуються у випарник і перегрівник, є встановлюваними за допомогою регулюючи х органів. Підведена до підігрівника живильна вода може тим самим бути доповнена цим частковим потоком із пускового балона або бути заміненою їм щонайменше частково. Також вода з пускового балона, яка не потребується для роботи прямоточного парогенератора, який працює на відхідному теплі, може відводитися з управлінням. Для цього на стороні води на донному кінці пускового балона передбачена відвідна лінія. Підведений до перегрівника через пусковий балон і через вхідний розподільник пар відводять із нього в якості перегрітого пару (потік головного пару) через вихідний колектор. При цьому перегрівник виконаний кращим способом із двох окремих поверхонь нагрівання, які на стороні середовища включені одна після одної, а при вертикальній конструкції прямоточного парогенератора, що працює на відхідному теплі, розташовані одна над іншою на стороні димового газу так, що відбувається двоступінчасте перегрівання пару. Переваги, що досягаються винаходом, складаються, зокрема, з того, що за рахунок виконання випарника парогенератора, що працює на відхідному теплі, у вигляді випарника з примусовою циркуляцією за схемою протитечії в широкому діапазоні навантаження досягається особливо стабільний режим роботи. За рахунок цього випарник, що не має барабана, при одночасно малій втраті тиску на стороні води і пару може бути виконаний настільки великої площі, що в усіх режимах роботи він діє по прямоточному принципу в якості часткового економайзера й в якості випарника, а також в якості часткового перегрівника. Тому на виході підігрівника або поверхні нагрівання економайзера живильна вода є переохолодженою в будь-якій робочій точці так, що випар в економайзері надійно уникається. Тому що підігрів до температури кипіння відбувається в самому випарнику, що діє в якості часткового економайзера, так називана "то 3 42888 чка наближення" є завжди такою, що дорівнює нулю. Звідси результується мала в порівнянні з барабанним котлом поверхня нагрівання випарника. Можливим є також нейтральний хімічний режим роботи, за рахунок чого зменшується витрата хімікалій. Внаслідок нейтрального хімічного режиму роботи до того ж не потрібна продувка по шламу під час експлуатації. За рахунок виключення застосування барабанів для поділу води і пару і необхідних при цьому сполучних трубопроводів, а також за рахунок можливості зменшення габаритів котлів або парогенераторів досягається значне зменшення витрат. Всередині газо- і паротурбінної установки, зокрема, також в областях із низьким частковим навантаженням газової турбіни забезпечений стабільний характер роботи в прямоточному режимі. У подальшому за допомогою креслень описуються приклади виконання винаходу, де: фіг. 1 - прямоточний парогенератор, що працює на відхідному теплі, поверхні нагрівання якого включені в пароводяний контур, схематично у вирізі, і фіг. 2 - виконаний із двох окремих поверхонь нагрівання випарник парогенератора, що працює на відхідному теплі, згідно з фіг. 1. Однакові деталі на обох фігурах постачені однаковими посилальними позиціями. Поданий прямоточний парогенератор 1, що працює на відхідному теплі, вертикальної конструкції є, наприклад, частиною газо- і паротурбінної установки й обтікається на первинній стороні гарячим димовим газом RG із газової турбіни. Охолоджений димовий газ RG покидає парогенератор 1, що працює на відхідному теплі, у напрямку димової тр уби, не поданої на кресленні. Парогенератор 1, що працює на відхідному теплі, містить в якості поверхонь нагрівання підігрівник або економайзер 2 і випарник 3, а також перегрівник 4 одного ступеню тиску. Представлене розташування поверхонь нагрівання використовується як у частині високого тиску, так і в частині середнього тиску прямоточного парогенератора 1, що працює на відхідному теплі. Підігрівник 2 містить на стороні входу загальний для всіх підігрівальних труб вхідний розподільник 5, у який включена лінія живильної води 6 із управляючим клапаном 1, що приводиться у дію двигуном. На стороні виходу труби підігрівника 2 входять у загальний вихідний колектор 8, який одночасно є вхідним розподільником включеного після підігрівника 2 на стороні середовища випарника 3. Для досягнення стабільного режиму роботи випарника 3 перед ним розташований дросельний пристрій. Для цього у вхід кожної рівнобіжної труби випарника 3 включений дросель 9, за рахунок чого досягається підвищена втрата тиску в широкому діапазоні навантаження у випарнику 3. В області вигину 10 випарника 3 передбачений колектор 11, що вирівнює тиск, у формі відносно тонкої труби для з'єднання зі свердленим отвором 12 кожної рівнобіжної труби випарника 3. На стороні виходу рівнобіжні труби випарника 3 входять у ви хідний колектор 13, який через паропровід 14 підключений до пускового балона 15. Підключення паропроводу 14 передбачено на стороні пару на головному кінці 15а пускового балона, на якому під ключений інший паропровід 16. Паропровід 16 входить у вхідний розподільник 17 перегрівника 4. Виконаний із першої часткової або окремої поверхні нагрівання 4а і з підключеної після неї на стороні середовища і перед ній на стороні димового газу др угої часткової поверхні нагрівання 4b перегрівник 4 містить на стороні виходу ви хідний колектор 18, до якого підключений головний паропровід 19. Пусковий балон 15 містить на своєму донному кінці 15b на стороні води відвідну лінію 20 із управляючим клапаном 21, що приводиться у дію двигуном. Відгалуження 22 цієї відвідної лінії 20, у яке включений циркуляційний насос 23, веде через управляючу або дросельну заслінку 24 і управляючий клапан 26, що приводиться в дію двигуном, включений у першу лінію часткового потоку 25, до лінії живильної води 6. Друга лінія часткового потоку 27 відгалуження 22 веде через управляючий клапан 28, що приводиться у дію двигуном, до вхідного розподільника або, відповідно вихідного колектора 8. Поверхні нагрівання 2, 3 і 4 прямоточного парогенератора 1, що працює на відхідному теплі, включені через лінію живильної води 6 і головний паропровід 19 не поданим більш докладно способом у пароводяний контур парової турбіни газо- і паротурбінної установки. Фіг. 2 показує кращу форму виконання випарника 3 із двома окремими поверхнями нагрівання. Вони реалізовані першою частиною випарника 3а і включеної після неї на стороні середовища і перед нею на стороні димового газу другою частиною випарника 3b. Вхідний розподільник 8 підключений до впускного отвору 29 першої частини випарника 3а. Обидві частини випарника 3а і 3b складаються відповідно з однакової кількості рівнобіжних труб, із який відповідно видно тільки одну рівнобіжну або випарну трубу 30а або, відповідно, 30b. Колектор 11, що вирівнює тиск, підключений до першої частини випарника 3а, причому значним є тільки один свердлений отвір 12. Обидві частини випарника 3а і 3b з'єднані одна з одною безпосередньо, тобто без проміжного включення вихідного колектора або вхідного розподільника. При цьому рівнобіжні труби 30а першої частини випарника 3а мають внутрішній діаметр d1, який є меншим в порівнянні з внутрішнім діаметром d2 рівнобіжних тр уб 30b другої частини випарника 3b (d1