RU147233U1 - CONTROL OF NATURAL WORKING CIRCULATION - Google Patents

Abstract

1. Контур естественной циркуляции рабочего тела содержит питающие трубы, барабан, опускные трубы, раздающий коллектор, горизонтальный испаритель, собирающий коллектор, отводящие трубы, пароотводящие трубы, отличающийся тем, что горизонтальный испаритель выполнен в виде змеевика с числом оребренных труб в змеевике 6-8, из труб U-образной формы, образующих ряды по ходу газов, при этом отношение длины к ширине испарителя выбрано равным 2-3.2. Контур естественной циркуляции рабочего тела по п.1, отличающийся тем, что первые ряды труб по ходу газов имеют шаг оребрения, больший в 1,5-2 раза, чем остальные ряды труб.1. The natural circulation circuit of the working fluid contains supply pipes, a drum, lowering pipes, a distributing manifold, a horizontal evaporator, a collecting manifold, exhaust pipes, steam pipes, characterized in that the horizontal evaporator is made in the form of a coil with the number of finned tubes in the coil 6-8 , from U-shaped pipes forming rows along the gas, with the ratio of the length to the width of the evaporator selected equal to 2-3.2. The natural circulation circuit of the working fluid according to claim 1, characterized in that the first rows of pipes along the gases have a finning step 1.5-2 times greater than the remaining rows of pipes.

Description

Полезная модель относится к области теплоэнергетики и может использоваться в парогазовых или паротурбинных установках. Полезная модель может быть применена в вертикальных котлах-утилизаторах парогазовых установок или в котлах на докритическое давление паротурбинных установок, при наличии конвективных испарительных поверхностей нагрева с горизонтальным расположением труб.The utility model relates to the field of power engineering and can be used in combined-cycle or steam-turbine installations. The utility model can be applied in vertical waste heat boilers of combined cycle plants or in boilers for subcritical pressure of steam turbine installations, in the presence of convective evaporative heating surfaces with a horizontal pipe arrangement.

Известен контур циркуляции котла-утилизатора по патенту РФ №22124672 F22B 1/18, 1999, включающий питательную линию, барабан, испарительную поверхность с оребренными змеевиковыми трубами, расположенными горизонтально, опускные и отводящие трубы, и регулируемый эжектор, ограничивающий дебет среды в фазе запуска и обеспечивающий принудительную циркуляцию воды в контуре.The circulation loop of the recovery boiler according to the patent of the Russian Federation No. 22124672 F22B 1/18, 1999, including a feed line, a drum, an evaporation surface with finned coil pipes arranged horizontally, lowering and discharge pipes, and an adjustable ejector limiting the debit of the medium in the start-up phase and is known providing forced circulation of water in the circuit.

Недостатком данного контура циркуляции является сложность конструкции, т.к. необходимо использовать устройства (эжектор), создающие принудительную циркуляцию.The disadvantage of this circuit is the design complexity, because it is necessary to use devices (ejector) that create forced circulation.

Наиболее близким по своей технической сущности к заявленной полезной модели является контур циркуляции котла-утилизатора по патенту РФ №52464, МПК F22B 1/18, опубл. 27.03.2006. Контур циркуляции содержит барабан, испарительную поверхность в виде конвективного пакета змеевиков с раздающим и собирающим коллекторами, подключенных к барабану опускными и отводящими трубами, при этом трубы змеевиков расположены перпендикулярно более протяженным стенам газохода котла-утилизатора.The closest in technical essence to the claimed utility model is the circulation circuit of the waste heat boiler according to the patent of the Russian Federation No. 52464, IPC F22B 1/18, publ. 03/27/2006. The circulation circuit contains a drum, an evaporation surface in the form of a convective package of coils with distributing and collecting manifolds connected to the drum by the downcomer and outlet pipes, while the coil pipes are perpendicular to the longer duct walls of the recovery boiler.

Недостатками прототипа является сложность конструкции контура циркуляции за счет наличия в нем дополнительных теплых ящиков, в которых располагаются коллекторы испарителя.The disadvantages of the prototype is the complexity of the design of the circulation circuit due to the presence in it of additional warm boxes in which the evaporator collectors are located.

Техническая задача, на решение которой направлена предложенная полезная модель, заключается в обеспечении надежной и эффективной работы горизонтального испарителя, работающего в контуре естественной циркуляции.The technical problem to which the proposed utility model is directed is to ensure reliable and efficient operation of a horizontal evaporator operating in a natural circulation circuit.

Технический результат, достигаемый полезной моделью, заключается в упрощении конструкции контура естественной циркуляции и обеспечении при этом надежности и эффективности его работы.The technical result achieved by the utility model is to simplify the design of the natural circulation circuit and at the same time ensure the reliability and efficiency of its operation.

Это достигается тем, что в известном контуре естественной циркуляции рабочего тела, содержащем питающие трубы, барабан, опускные трубы, раздающий коллектор, змеевик горизонтального конвективного испарителя, выполненный из оребренных труб, собирающий коллектор, отводящие трубы, пароотводящие трубы, число оребренных труб в змеевике испарителя выбрано равным 6-8, трубы испарителя имеют U- образную форму, образуют ряды по ходу газов, отношение длины к ширине испарителя равно 2-3.This is achieved by the fact that in a known natural circulation circuit of the working fluid containing feed pipes, a drum, down pipes, a distributing manifold, a horizontal convective evaporator coil made of finned tubes, a collecting manifold, outlet pipes, steam exhaust pipes, the number of finned tubes in the evaporator coil selected equal to 6-8, the evaporator pipes are U-shaped, form rows along the gas, the ratio of length to width of the evaporator is 2-3.

Кроме того, первые ряды труб испарителя по коду газов могут иметь шаг оребрения, больший в 1,5-2 раза, чем остальные ряды труб.In addition, the first rows of tubes of the evaporator according to the gas code can have a finning step 1.5-2 times larger than the remaining rows of pipes.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображена схема контура естественной циркуляции.The essence of the utility model is illustrated in the drawing, which shows a diagram of the natural circulation circuit.

Контур естественной циркуляции рабочего тела содержит барабан 1, к которому присоединяются питающие 2, опускные 3, отводящие 4, пароотводящие 5 трубы, раздающий коллектор 6 соединен с конвективный испарителем 7, выполненным из змеевиковых оребренных труб U-образной формы, и опускными трубами 3, собирающий коллектор 8 соединен с испарителем 7 и отводящими трубами 4. Все соединения являются жесткими (например, осуществлены сваркой).The natural circulation circuit of the working fluid contains a drum 1, to which feed 2, lower 3, discharge 4, steam outlet 5 pipes are connected, the distributing manifold 6 is connected to a convective evaporator 7 made of U-shaped finned coiled tubes, and lowering tubes 3 collecting the collector 8 is connected to the evaporator 7 and the outlet pipes 4. All connections are rigid (for example, made by welding).

Контур естественной циркуляции рабочего тела работает следующим образом.The natural circulation of the working fluid is as follows.

Продукты сгорания движутся снизу вверх, обогревая конвективный оребренный испаритель 7. Рабочее тело, например вода, поступает в барабан 1 по питающим трубам 2. Из барабана 1 вода поступает по опускным трубам 3 в раздающий коллектор 6, из которого распределяется по оребренным трубам U-образной формы, образующих ряды по ходу газов, испарителя 7. В испарителе 7 вода частично испаряется, образовавшаяся пароводяная смесь поступает в собирающий коллектор 8, из которого по отводящим трубам 4 поступает в барабан 1. В барабане 1 происходит разделение пароводяной смеси на воду и пар, который отводится из барабана 1 по пароотводящим трубам 5.The combustion products move from bottom to top, heating the convective finned evaporator 7. The working fluid, for example water, enters the drum 1 through the supply pipes 2. From the drum 1, the water enters the discharge pipes 3 into the distribution manifold 6, from which it is distributed through the finned U-shaped pipes forms forming rows along the gases, of the evaporator 7. In the evaporator 7, the water partially evaporates, the resulting steam-water mixture enters the collecting manifold 8, from which through the outlet pipes 4 it enters the drum 1. In the drum 1, steam is separated water mixture into water and steam, which is discharged from the drum 1 to the pipes of steam-5.

Движение среды происходит за счет разности напоров столба воды в опускных трубах и пароводяной смеси в подъемных трубах. Число труб в змеевике испарителя 7 не менее шести для обеспечения достаточной кратности циркуляции и не более восьми по существующим технологическим возможностям, отношение длины к ширине испарителя равное 2-3 и использование U-образных труб, образующих ряды по ходу газов, приводят к существенному уменьшению гидравлического сопротивления испарителя, что позволяет получить кратность циркуляции в контуре естественной циркуляции с горизонтальным испарителем, достаточную для надежной и эффективной его работы. Увеличение шага оребрения в первых рядах труб испарителя по ходу газов в 1.5-2 раза позволяет избежать возникновения расслоения пароводяной смеси в этих рядах труб. При этом конструкция котла-утилизатора с контуром естественной циркуляции и горизонтальным испарителем значительно упрощается по сравнению с прототипом.The movement of the medium occurs due to the difference in the pressure of the water column in the riser pipes and the steam-water mixture in the riser pipes. The number of pipes in the coil of the evaporator 7 is at least six to ensure sufficient multiplicity of circulation and no more than eight according to existing technological capabilities, the ratio of length to width of the evaporator is 2-3 and the use of U-shaped pipes forming rows along the gas leads to a significant decrease in hydraulic resistance of the evaporator, which allows you to get the multiplicity of circulation in the natural circulation circuit with a horizontal evaporator, sufficient for reliable and efficient operation. An increase in the finning step in the first rows of the evaporator pipes along the gas path by 1.5–2 times allows avoiding the occurrence of stratification of the steam – water mixture in these rows of pipes. Moreover, the design of the recovery boiler with a natural circulation circuit and a horizontal evaporator is greatly simplified compared to the prototype.

Использование полезной модели позволяет упростить конструкцию контура циркуляции и обеспечить при этом надежную и эффективную его работу.Using the utility model allows to simplify the design of the circulation circuit and at the same time ensure its reliable and efficient operation.

Claims (2)

1. Контур естественной циркуляции рабочего тела содержит питающие трубы, барабан, опускные трубы, раздающий коллектор, горизонтальный испаритель, собирающий коллектор, отводящие трубы, пароотводящие трубы, отличающийся тем, что горизонтальный испаритель выполнен в виде змеевика с числом оребренных труб в змеевике 6-8, из труб U-образной формы, образующих ряды по ходу газов, при этом отношение длины к ширине испарителя выбрано равным 2-3.1. The natural circulation circuit of the working fluid contains supply pipes, a drum, lowering pipes, a distributing manifold, a horizontal evaporator, a collecting manifold, outlet pipes, steam pipes, characterized in that the horizontal evaporator is made in the form of a coil with the number of finned tubes in the coil 6-8 , from U-shaped pipes forming rows along the gases, with the ratio of the length to the width of the evaporator selected equal to 2-3. 2. Контур естественной циркуляции рабочего тела по п.1, отличающийся тем, что первые ряды труб по ходу газов имеют шаг оребрения, больший в 1,5-2 раза, чем остальные ряды труб.

2. The natural circulation circuit of the working fluid according to claim 1, characterized in that the first rows of pipes along the gases have a finning step 1.5-2 times greater than the remaining rows of pipes.

Images