Евразийское 028070 (13) B1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45) Дата публикации и выдачи патента 2017.10.31
(21) Номер заявки 201400804
(22) Дата подачи заявки
2010.12.03
(51) Int. Cl.
F01K 9/00 (2006.01) F28B 9/06 (2006.01) F28B 5/00 (2006.01) F28C1/14 (2006.01)
(54) СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ С УЗЛОМ КОНДЕНСАТООЧИСТКИ
(31) P0900750 (56) US-A-4301861
(32) Hr2-03 GB-A1^!
(33) HU SU-A1-381799
(43) 2015.03.31
(62) 201200841; 2010.12.03
(71) (73) Заявитель и патентовладелец:
ГЕА ЭГИ
ЭНЕРГИАГАЗДАЛЬКОДАШИ ЗРТ. (HU)
(72) Изобретатель:
Сабо Зольтан, Лудвиг Ласло, Балоч Андраш (HU)
(74) Представитель:
Линник Л.Н. (RU)
(57) Изобретение представляет собой систему охлаждения для конденсации отработанного пара паровой турбины (10), при этом система охлаждения содержит контур (11) сухого охлаждения, устройство (12) с охлаждением сухим воздухом, осуществляющее теплоотдачу охлаждающей воды, текущей в контуре сухого охлаждения (11), при этом контур сухого охлаждения (11) соединен со смешивающим конденсатором. Система охлаждения также содержит линию (19) подачи конденсата для обеспечения подвода по меньшей мере части охлаждающей воды, выходящей из устройства (12) с охлаждением сухим воздухом, в узел (18) конденсатоочистки в случае, когда конденсат, собранный в конденсаторе, имеет более высокую температуру, чем заданная предельная температура.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к водосберегающим системам охлаждения для использования на электростанциях и в других промышленных циклических процессах, в состав которых входит узел кон-денсатоочистки.
Предшествующий уровень техники
В уровне техники наиболее широко используемой системой охлаждения электростанций и промышленных предприятий является система так называемого испарительного охлаждения, в которой обеспечивается свободное испарение охлаждающей воды в окружающую среду.
Также известны некоторые комбинации систем испарительного и сухого охлаждения, т.е. гибридные системы охлаждения, которые создаются для комбинирования положительных свойств сухой и испарительной систем охлаждения. Гибридная система охлаждения описана в патенте US 4296802.
В случае обычных поверхностных конденсаторов, используемых в таких системах охлаждения, летом, когда смесь конденсата и охлаждающей воды, собирающаяся внизу конденсатора, может иметь температуру выше 60°С, узел 18 конденсатоочистки в смешанном слое, обычной применяемый в контуре питательной воды электростанции, должен быть отключен из-за предела допуска на температуру навески ионита в нем. Известны решения, устраняющие данную проблему. В патентах US 2009/0266076 А1, JP 7015322 В и JP 2005171820 описаны системы управления температурного принципа действия, предназначенные для защиты от повреждений узла конденсатоочистки, установленного после конденсатора. Тем не менее, в этих известных системах перегрев предотвращается за счет установки дополнительных теплообменников, что приводит к усложнению и удорожанию таких систем.
Описание изобретения
Целью нашего изобретения является обеспечение системы охлаждения, в которой отсутствуют недостатки известных решений. Целью изобретения, в частности, является создание системы охлаждения, обеспечивающей простую и эффективную защиту узла конденсатоочистки.
Система охлаждения для конденсации отработанного пара паровой турбины, содержащая контур сухого охлаждения и устройство с охлаждением сухим воздухом для эффективной теплоотдачи охлаждающей воды, текущей в контуре сухого охлаждения, в которой контур сухого охлаждения соединен со смешивающим конденсатором, отличается тем, что она содержит линию подачи конденсата для обеспечения подвода по меньшей мере части охлаждающей воды, выходящей из устройства с охлаждением сухим воздухом, в узел конденсатоочистки в случае, когда конденсат, собранный в конденсаторе, имеет более высокую температуру, чем заданная предельная температура.
Система охлаждения может представлять собой гибридную систему охлаждения, дополнительно содержащую контур испарительного охлаждения и устройство с испарительным охлаждением для эффективной теплоотдачи охлаждающей воды, текущей в контуре испарительного охлаждения, причем охлаждающая вода, текущая в контуре сухого охлаждения, отделена от охлаждающей воды, текущей в контуре испарительного охлаждения, а контуры сухого и испарительного охлаждения соединены с упомянутым конденсатором, который является гибридным конденсатором, который содержит часть смешивающего конденсатора, связанную с контуром сухого охлаждения, и часть поверхностного конденсатора, связанную с контуром испарительного охлаждения.
Соответственно, изобретением является система охлаждения, охарактеризованная в п.1 формулы изобретения. Предпочтительные примеры осуществления изобретения охарактеризованы в зависимых пунктах формулы изобретения.
Краткое описание чертежей
Показательные предпочтительные примеры осуществления изобретения будут описаны далее со ссылкой на чертежи, где:
фиг. 1 представляет собой принципиальную схему известной гибридной системы охлаждения;
фиг. 2 представляет собой принципиальную схему гибридной системы охлаждения согласно изобретению.
Примеры осуществления изобретения
На фиг. 1 приведена принципиальная схема известной гибридной системы охлаждения. Эта гибридная система охлаждения служит для конденсации отработанного пара паровой турбины 10 и содержит контур 11 сухого охлаждения и устройство 12 с охлаждением сухим воздухом для осуществления теплоотдачи охлаждающей воды, текущей в контуре 11 сухого охлаждения, а также контур 14 испарительного охлаждения и устройство 15 с испарительным охлаждением для осуществления теплоотдачи охлаждающей воды, циркулирующей в контуре 14 испарительного охлаждения. Устройство 12 с охлаждением сухим воздухом предпочтительно является сухой градирней, показанной на фигуре, а устройство 15 с испарительным охлаждением предпочтительно является испарительной градирней. Для циркуляции в контуре 11 сухого охлаждения используется насос 13 охлаждающей воды, а в контуре 14 испарительного охлаждения - насос 16 охлаждающей воды. Согласно изобретению охлаждающая вода, циркулирующая в контуре 11 сухого охлаждения, отделяется от охлаждающей воды, текущей в контуре 14 испарительного охлаждения, т.е. охлаждающая вода двух контуров охлаждения 11 и 14 не смешивается, а контуры сухого и испарительного охлаждения соединены с общим конденсатором.
Общий конденсатор двух контуров охлаждения 11 и 14 может быть, например поверхностным конденсатором, который содержит часть поверхностного конденсатора для каждого из двух контуров охлаждения 11 и 14. Этот вариант может быть предпочтительным при охлаждении атомных электростанций, на которых из соображений безопасности нужно ограничить протяженность контура турбины (т.е. контур турбины не должен выходить за часть здания, служащую для размещения обычных поверхностных конденсаторов). Однако на фигуре показан гибридный конденсатор 17, содержащий часть смешивающего конденсатора, соединенную с контуром 11 сухого охлаждения, и часть поверхностного конденсатора, соединенную с контуром 14 испарительного охлаждения. В гибридном конденсаторе 17 часть смешивающего конденсатора и часть поверхностного конденсатора предпочтительно располагаются в произвольной последовательности друг за другом в направлении потока пара или рядом. Последовательное размещение является более выгодным по причине одинакового давления в кожухе парового конденсатора, нежели расположение рядом.
Следовательно, отработанный пар, выходящий из паровой турбины 10, конденсируется гибридным конденсатором 17, состоящим из части поверхностного конденсатора и части смешивающего конденсатора. Часть отработанного пара конденсируется на охлаждаемых трубках охлаждающей воды части поверхностного конденсатора, а конденсат собирается внизу гибридного конденсатора 17. Вода, охлаждающая трубки части поверхностного конденсатора, теперь подается в градирню, в которой она частично охлаждается испарением, затем с помощью насоса она возвращается в трубки части поверхностного конденсатора. Конденсат пара, конденсированный в части смешивающего конденсатора, собирается внизу гибридного конденсатора 17 вместе с конденсатом, образовавшимся в испарительной части. Оттуда доля, соответствующая потоку воды сухой градирни, направляется насосом 13 охлаждающей воды в сухую градирню, в то время как меньшая часть возвращается в качестве питательной воды бойлера (не показан) для образования рабочего пара паровой турбины 10.
В случае обычных поверхностных конденсаторов летом, когда смесь конденсата и охлаждающей воды, собирающаяся внизу конденсатора, может иметь температуру выше 60°С, узел 18 конденсатоочи-стки в смешанном слое, показанный на фиг. 2 и обычной применяемый в контуре питательной воды электростанции, должен быть отключен из-за предела допуска на температуру навески ионита в нем. Даже при использовании узлов конденсатоочистки другого типа, не основанных на принципе очистки в смешанном слое, в которых применяются иониты, не разрушающиеся полностью при вышеупомянутой температуре конденсата 60°С, эффективность ионного обмена снижается, а срок службы ионитов значительно сокращается в результате эксплуатации при повышенной температуре конденсата. Однако в системе охлаждения согласно изобретению вода чистоты конденсата циркулирует в смешивающем конденсаторе контура сухого охлаждения, поэтому вода летом даже может быть взята из потока холодной возвратной охлаждающей воды контура 11 сухого охлаждения, и, следовательно, может поддерживаться непрерывная работа узла 18 конденсатоочистки.
Поэтому, как показано на фиг. 2, изобретение предпочтительно содержит узел 18 конденсатоочист-ки, а также линию 19 подачи конденсата, которая позволяет подавать в узел 18 конденсатоочистки, по меньшей мере, частично охлаждающую воду, выходящую из устройства 12 с охлаждением сухим воздухом, в случае, когда температура конденсата, собранного в конденсаторе, выше заданного предела температуры.
Из узла 18 конденсатоочистки вода поступает в деаэраторный резервуар 20 и оттуда - в контур питательной воды бойлера. Деаэраторный резервуар 20 имеет буферную емкость и, следовательно, бойлер даже не остается без питательной воды между очередным удалением конденсата при температуре конденсата, например ниже или выше 60°С во время автоматического (регулируемого температурой) переключения. Переключение означает, что отводящая ветвь трубопровода постепенно закрывается и постепенно открывается другая отводящая ветвь, но, конечно, может применяться также любой предпочитаемый способ смешивания. С помощью клапанов, показанных на фигуре, отдельные секции гибридного конденсатора 17 могут разделяться и обслуживаться отдельно.
Изобретение, конечно, не ограничивается вышеуказанными подробными предпочтительными примерами осуществления, но последующие модификации, изменения и последующие разработки возможны в пределах объема, определенного формулой изобретения.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Система охлаждения для конденсации отработанного пара паровой турбины (10), содержащая контур (11) сухого охлаждения и устройство (12) с охлаждением сухим воздухом для эффективной теплоотдачи охлаждающей воды, текущей в контуре (11) сухого охлаждения, в которой контур (11) сухого охлаждения соединен со смешивающим конденсатором, отличающаяся тем, что она содержит линию (19) подачи конденсата для обеспечения подвода по меньшей мере части охлаждающей воды, выходящей из устройства (12) с охлаждением сухим воздухом, в узел (18) конденсатоочистки в случае, когда конденсат, собранный в конденсаторе, имеет более высокую температуру, чем заданная предельная температура.
2. Система охлаждения по п.1, отличающаяся тем, что она представляет собой гибридную систему охлаждения, дополнительно содержащую контур (14) испарительного охлаждения и устройство (15) с испарительным охлаждением для эффективной теплоотдачи охлаждающей воды, текущей в контуре (14) испарительного охлаждения, причем охлаждающая вода, текущая в контуре (11) сухого охлаждения, отделена от охлаждающей воды, текущей в контуре (14) испарительного охлаждения, а контуры (11, 14) сухого и испарительного охлаждения соединены с упомянутым конденсатором, который является гибридным конденсатором (17), который содержит часть смешивающего конденсатора, связанную с контуром (11) сухого охлаждения, и часть поверхностного конденсатора, связанную с контуром (14) испарительного охлаждения.
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
028070
- 1 -
(19)
028070
- 1 -
(19)
028070
- 1 -
(19)
028070
- 4 -