RU38216U1 - STEAM GENERATOR - Google Patents

Description

Полезная модель относится к теплоэнергетике, а именно к конструкции электрического парогенератора.The utility model relates to a power system, namely to the design of an electric steam generator.

Известен парогенератор 1. А. С. №547585 СССР. F22 В 29/06. Парогенератор /Л. Л. Васильев, О. Г. Расин. Опубл. 25. 02. 77. Бюл. №7., содержащий камеры нагрева и охлаждения с патрубками подвода и отвода теплоносителя и высокотемпературные тепловые трубы, горячие и холодные концы которых помещены соответственно в зону нагрева и охлаждения.Known steam generator 1. A. S. No. 547585 of the USSR. F22 On 29/06. Steam Generator / L. L. Vasiliev, O. G. Rasin. Publ. 25. 02. 77. Bull. No. 7., containing heating and cooling chambers with coolant inlet and outlet pipes and high-temperature heat pipes, the hot and cold ends of which are placed respectively in the heating and cooling zone.

Недостаток парогенератора 1 заключается в необходимости наличия камеры нагрева с патрубком подвода теплоносителя, а также невозможности его работы на электроэнергии при отсутствии теплоносителя.The disadvantage of the steam generator 1 is the need for a heating chamber with a coolant supply pipe, as well as the impossibility of its operation on electricity in the absence of a coolant.

Известен электродный паровой котел 2. Электротермическое оборудование для сельскохозяйственного производства /П. Б. Каган, В. Г. Кауфман, М. Г. Пронько, Г. Д. Яневский, М.: Энергия, 1980. - 192 с. см. стр. 96-97, содержащий сварной сосуд, состоящий из двух коаксиально расположенных стальных труб, образующих две камеры парогенерирующую и вытеснительную, пакета плоских электродных пластин внутри парогенерирующей камеры, к которым подводится питание по токоведущим шпилькам через проходные изоляторы, укрепленные в днище, поплавковый регулятор, сецаратор пара, регулятор температуры, соединительные патрубки.Known electrode steam boiler 2. Electrothermal equipment for agricultural production / P. B. Kagan, V. G. Kaufman, M. G. Pronko, G. D. Yanevsky, M .: Energy, 1980. - 192 p. see pages 96-97, containing a welded vessel, consisting of two coaxially arranged steel pipes forming two steam generating and displacement chambers, a package of flat electrode plates inside the steam generating chamber, to which power is supplied through current-carrying studs through bushing insulated in the bottom, float regulator, steam separator, temperature regulator, connecting pipes.

Недостатком известного парового котла 2 является возможность повреждения сварного сосуда при возрастании давления пара, значительная масса конструкции, а также невозможность увеличения паропроизводительности при незначительных модернизациях конструкции.A disadvantage of the known steam boiler 2 is the possibility of damage to the welded vessel with increasing steam pressure, a significant mass of the structure, as well as the inability to increase steam production with minor upgrades to the design.

F22 В 29/06 F24 Н 1/20 ПАРОГЕНЕРАТОР.F22 V 29/06 F24 H 1/20 STEAM GENERATOR.

Государственное энергетическое издательство, 1954. - 127 с. см. стр. 35-36, содержащий корпус котла, состоящий из трех баков, паровой коллектор, коллектор питания и спуска, уравнительные соединения, проходные изоляторы и электроды.State Energy Publishing House, 1954. - 127 p. see pages 35-36, containing a boiler casing consisting of three tanks, a steam collector, a power supply and descent collector, equalizing connections, bushing insulators and electrodes.

Недостатками известного трехбакового котла 3 являются необходимость высокого напряжения, сложность обслуживания, неустойчивость в работе, неравномерность концентрации солей котловой воды в баках, трудности в организации одинаковой продувки из каждого бака, потери тепла и коэффициента полезного действия котла по причине периодических дополнительных продувок.The disadvantages of the well-known three-tank boiler 3 are the need for high voltage, service complexity, instability, uneven concentration of boiler water salts in the tanks, difficulties in organizing the same purge from each tank, heat loss and boiler efficiency due to periodic additional purges.

Заявляемый парогенератор направлен на повыщение устойчивости его работы, уменьщение потерь тепла и массы конструкции на 1 киловатт рабочей мощности.The inventive steam generator is aimed at increasing the stability of its operation, reducing heat and mass loss by 1 kilowatt of working power.

Технический результат, получаемый при осуществлении заявляемогоThe technical result obtained by the implementation of the claimed

парогенератора, заключается в повышении коэффициента полезного действия и выходных рабочих параметров насыщенного пара.steam generator, is to increase the efficiency and output working parameters of saturated steam.

Заявляемый парогенератор характеризуется следующими существенными признаками.The inventive steam generator is characterized by the following essential features.

Ограничительные признаки: нагревающий контур; камера охлаждения с патрубками подвода и отвода теплоносителя.Limiting signs: heating circuit; cooling chamber with nozzles for supply and removal of coolant.

Отличительные признаки: нагревающий контзф выполнен замкнутым, в котором нагревающий теплоноситель претерпевает фазовые превращения; нагревающий контур содержит парогенерирующие камеры с изоляторами для подвода напряжения к нагревательным элементам; сборник конденсата нагревающего теплоносителя; конденсация нагревающего теплоносителя и парообразование воды осуществляется в камере охлаждения, состоящей из коаксиально расположенных труб большего диаметра «Д1 и меньшего «Д2 диаметров; конденсация нагревающего теплоносителя осуществляется в трубе меньшего диаметра парообразование воды осуществляется в кольцевом зазоре «5, образованном трубами диаметром «Д и Distinctive features: the heating kontzf is made closed, in which the heating coolant undergoes phase transformations; the heating circuit contains steam generating chambers with insulators for supplying voltage to the heating elements; condensate collector for heating medium; condensation of the heating medium and water vaporization is carried out in a cooling chamber, consisting of coaxially arranged pipes of larger diameter “D1 and smaller” D2 of diameters; condensation of the heating medium is carried out in a pipe of a smaller diameter; water is vaporized in an annular gap "5 formed by pipes with a diameter of" D and

соотношение Д2/Д1 0,85-0,95; количество парогенерирующих камер п 3-10; система автоматического управления работой парогенератора.the ratio of D2 / D1 0.85-0.95; the number of steam generating chambers n 3-10; automatic control system of the steam generator.

Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемого парогенератора и достигаемым техническим результатом заключается в следующем.A causal relationship between the set of essential features of the inventive steam generator and the achieved technical result is as follows.

Выполнение нагревающего контура замкнутым позволяет организовать в нем непрерывно протекающие процессы фазовых превращений нагревающего теплоносителя с передачей теплоты в камеруExecution of the heating circuit closed allows you to organize in it continuously ongoing processes of phase transformations of the heating fluid with the transfer of heat to the chamber

охлаждения.cooling.

Расположение в нагревающем контуре парогенерирующих камер с изоляторами для подвода напряжения к нагревательным элементам позволяет регулировать в широких пределах мощность нагревающего контура и организовать эффективную передачу теплоты в камере охлаждения.The location in the heating circuit of steam-generating chambers with insulators for supplying voltage to the heating elements makes it possible to widely control the power of the heating circuit and organize efficient heat transfer in the cooling chamber.

Наличие сборника конденсата нагревающего теплоносителя позволяет организовать в нем сбор конденсата после камеры охлаждения и равномерно распределить конденсат по всем парогенерир)пющим камерам.The presence of a condensate collector of the heating coolant makes it possible to organize condensate collection therein after the cooling chamber and evenly distribute the condensate across all the steam generating chambers.

Выполнение камеры охлаждения из коаксиально расположенных труб большего «Д1 и меньшего «Дг диаметров позволяет организовать в ней непрерывно протекающие процессы конденсации нагревающего теплоносителя и нагрев воды до парообразного состояния.The implementation of the cooling chamber from coaxially arranged pipes of larger "D1 and smaller" Dg diameters allows you to organize continuously occurring condensation processes of the heating coolant and heating the water to a vapor state.

Организация конденсации нагревающего теплоносителя в трубе меньшего диаметра «Дд камеры охлаждения позволяет в случае необходимости за короткий промежуток времени очистить наружную поверхность трубы от отложений солей, имеющихся в воде, а также уменьшить потери тепла при конденсации нагревающего теплоносителя в окружающую среду.The organization of condensation of the heating medium in a pipe of a smaller diameter “Дд of the cooling chamber allows, if necessary, for a short period of time to clean the outer surface of the pipe from deposits of salts present in the water, as well as reduce heat loss during condensation of the heating medium into the environment.

Уменьшение соотношения Д2/Д1 0,85 (где Д} и Д2 диаметры коаксиально расположенных труб камеры охлаждения) нерационально увеличивает кольцевой зазор «6, плош;адь проходного сечения воды в камере охлаждения, а соответственно и объемный расход воды, что затрудняет доведение воды до парообразного состояния и полностью превращение воды в пар. Кроме этого, увеличивается масса камеры охлаждения и конструкции в целом.A decrease in the ratio D2 / D1 of 0.85 (where D} and D2 are the diameters of the coaxially located pipes of the cooling chamber) irrationally increases the annular gap 6 6, which is worse; the flow cross section of the water in the cooling chamber and, accordingly, the volumetric flow rate of water, which makes it difficult to bring water to vapor state and the complete conversion of water into steam. In addition, the mass of the cooling chamber and the structure as a whole increases.

Увеличение соотношение Д2/Д1 0,95 увеличивает затраты электроэнергии на продавливание воды в кольцевом зазоре и существует опасность перегрева нагревающего теплоносителя в нагревающем контуре выше допустимых значений по причине уменьшения кольцевого зазора «5 за счет отложений солей, содержащихся в воде, на наружной поверхности трубы меньшего диаметра «Дд.An increase in the D2 / D1 ratio of 0.95 increases the cost of electricity for pushing water in the annular gap and there is a risk of overheating of the heating medium in the heating circuit above acceptable values due to a decrease in the annular gap of 5 5 due to deposits of salts contained in the water on the outer surface of the pipe diameter "dd.

Уменьшение количества парогенерирующих камер не предназначено 1 онструкцией для получения пара сравнительно большого количества с высокими параметрами. В противном случае возрастают требования по технике безопасности, касающиеся сосудов, работающих под давлением.Reducing the number of steam generating chambers is not intended by 1 design to produce a relatively large amount of steam with high parameters. Otherwise, the safety requirements for pressure vessels are increasing.

Увеличение количества парогенерирующих камерп 10The increase in the number of steam generating chambers 10

нерационально увеличивают длину и массу конструкции, снижается ее прочность и возрастают требования к условиям транспортировки собранного парогенератора.irrationally increase the length and mass of the structure, its strength decreases and the requirements for the transportation conditions of the assembled steam generator increase.

Наличие системы автоматического управления работой парогенератора повышает надежность работы конструкции и срок эксплуатации.The presence of an automatic control system for the operation of the steam generator increases the reliability of the design and the service life.

На фиг. 1 и 2 приведен внещний вид заявляемого парогенератора.In FIG. 1 and 2 shows an external view of the inventive steam generator.

Заявляемый парогенератор на фиг. 1 и 2 состоит из замкнутого нагревающего контура с парогенерирующими камерами 1, изоляторов 2 с нагревательными элементами 3, сборника конденсата 4 нагревающего теплоносителя, камеры охлаждения 5, состоящей из коаксиальноThe inventive steam generator in FIG. 1 and 2 consists of a closed heating circuit with steam-generating chambers 1, insulators 2 with heating elements 3, a condensate collector 4 of a heating coolant, a cooling chamber 5, consisting of coaxially

расположенных труб большего 6 и меньшего 7 диаметров, патрубков подвода 8 и отвода 9 нагреваюп ;его теплоносителя, патрубков 10 подвода воды и отвода пара 11.located pipes of a larger 6 and a smaller 7 diameters, inlet 8 and outlet 9 heating nozzles; its coolant, nozzles 10 for water supply and steam outlet 11.

Предварительно перед работой парогенератора осуществляется разогрев нагреваюш,его контура в результате подачи напряжения на нагревательные элементы 3 через изоляторы 2. При разогреве и испарении нагреваюш;его теплоносителя внутри парогенерирующих камер 1 образующиеся пары через подводящие патрубки 8 поступают в трубу меньшего диаметра 7 камеры охлаждения 5 и разогревают ее. После достижения заданной температуры паров внутри трубы 7, фиксируемой сPreviously, before the operation of the steam generator, you heat up its circuit by supplying voltage to the heating elements 3 through insulators 2. When heating and evaporating, you heat up; its heat carrier inside the steam-generating chambers 1, the resulting pairs through the inlet pipes 8 enter the pipe of smaller diameter 7 of the cooling chamber 5 and warm it up. After reaching a predetermined vapor temperature inside the pipe 7, fixed with

ПОМОЩЬЮ датчиков в систему автоматического управления поступает сигнал на подачу заданного количества очищенной воды через подводящий патрубок 10 в камеру охлаждения 5. При движении воды в кольцевом зазоре между трубами 6 и 7 происходит ее разогрев до температзфы кипения при заданном давлен ии в камере охлаждения 5 в результате теплообмена на поверхности трубы меньшего диаметра 7. Образующийся пар через отводящий патрубок 11 поступает к потребителю. Образующийся прИ охлаждении паров внутри трубы большего диаметра 7 конденсат под действием гравитационных сил поступает в сборник конденсата 4, из которого равномерно по отводящим патрубкам 9 снова поступает в парогенерирующие камеры 1 нагревательного контура. При отсутствии воды в камере охлаждения 5 с помощью датчиков температзфы поступает сигнал в систему автоматического управления работой парогенератора и происходит отключение подачи напряжения на нагревательные элементы. Датчики давления (температуры), установленные в каждой из парогенерирующих камер 1, позволяют с помощью системы автоматического управления контролировать их работоспособность.With the help of sensors, the automatic control system receives a signal to supply a predetermined amount of purified water through an inlet pipe 10 to the cooling chamber 5. When water moves in the annular gap between the pipes 6 and 7, it is heated to the boiling point at a given pressure in the cooling chamber 5 as a result heat exchange on the surface of the pipe of smaller diameter 7. The resulting steam through the outlet pipe 11 enters the consumer. The condensate formed by cooling the vapor inside the pipe of larger diameter 7, under the influence of gravitational forces, enters the condensate collector 4, from which it again flows uniformly through the discharge pipes 9 into the steam generating chambers 1 of the heating circuit. In the absence of water in the cooling chamber 5 with the help of temperature sensors, a signal is supplied to the automatic control system of the steam generator and the power supply to the heating elements is switched off. The pressure sensors (temperature) installed in each of the steam generating chambers 1, allow using the automatic control system to monitor their performance.

Claims (2)

1. Парогенератор, содержащий нагревающий контур и камеру охлаждения с патрубками подвода и отвода теплоносителя, отличающийся тем, что нагревающий контур выполнен замкнутым, в котором нагревающий теплоноситель претерпевает фазовые превращения и содержит парогенерирующие камеры с изоляторами для подвода напряжения к нагревающим элементам, сборник конденсата нагревающего теплоносителя, причем конденсация нагревающего теплоносителя и парообразование воды осуществляется в камере охлаждения, состоящей из коаксиально расположенных труб большего Д₁ и меньшего Д₂ диаметров.1. A steam generator comprising a heating circuit and a cooling chamber with nozzles for supplying and discharging a coolant, characterized in that the heating circuit is closed, in which the heating coolant undergoes phase transformations and contains steam generating chambers with insulators for supplying voltage to the heating elements, a condensate collector of the heating coolant moreover, the condensation of the heating fluid and the vaporization of water is carried out in a cooling chamber, consisting of coaxially arranged pipes b larger D ₁ and smaller D ₂ diameters. 2. Парогенератор по п.1, отличающийся тем, что конденсация нагревающего теплоносителя осуществляется в камере охлаждения в трубе меньшего диаметра Д₂, а парообразование воды осуществляется в кольцевом зазоре δ, образованном трубами диаметром Д₁ и Д₂, соотношение Д₂/Д₁=0,85-0,95, причем количество парогенерирующих камер n=3-10, введена система автоматического управления работой парогенератора.2. The steam generator according to claim 1, characterized in that the condensation of the heating fluid is carried out in a cooling chamber in a pipe of a smaller diameter D ₂ , and water is vaporized in an annular gap δ formed by pipes with a diameter of D ₁ and D ₂ , the ratio of D ₂ / D ₁ = 0.85-0.95, with the number of steam generating chambers n = 3-10, a system for automatically controlling the operation of the steam generator was introduced.