RU2625081C1

RU2625081C1 - Thermal power plant

Info

Publication number: RU2625081C1
Application number: RU2016140658A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2016-10-17
Filing date: 2016-10-17
Publication date: 2017-07-11

Abstract

FIELD: power industry.

SUBSTANCE: thermal power plant contains a steam turbine condenser, a calciner with an air duct, a water recycling supply system. Water recycling supply system includes a cooling tower, which consists of an exhaust tower and a drainage basin. Exhaust tower of cooling tower is equipped with water distribution tray with spray nozzles, irrigation device, and a water trap. Wherein, the calciner atomizer for spraying the liquid contains a hollow body with a nozzle and central core.

EFFECT: invention makes it possible to increase the efficiency of thermal power plant.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на тепловых электрических станциях.The invention relates to energy and can be used at thermal power plants.

Известна тепловая электрическая станция по патенту РФ №2469196, содержащая конденсатор паровой турбины, декарбонизатор с воздуховодом, в который включены воздухоподогреватель и вентилятор, систему оборотного водоснабжения, включающую градирню, водоприемный колодец, самотечный водовод, циркуляционный насос, напорный трубопровод к конденсатору паровой турбины и сливной напорный трубопровод к градирне, состоящей из вытяжной башни и водосборного бассейна, соединенного самотечным перепускным каналом с водоприемным колодцем, при этом вытяжная башня градирни снабжена водораспределительным лотком с разбрызгивающими соплами, оросительным устройством и водоуловителем.Known thermal power plant according to the patent of the Russian Federation No. 2469196, containing a steam turbine condenser, a decarbonizer with an air duct, which includes an air heater and a fan, a reverse water supply system including a cooling tower, a water intake well, a gravity water conduit, a circulation pump, a pressure pipe to the steam turbine condenser and a drain pressure line to the cooling tower, consisting of an exhaust tower and a drainage basin, connected by gravity bypass channel with a water intake well, while the exhaust The tower of the cooling tower is equipped with a water distribution tray with spray nozzles, an irrigation device and a water trap.

Недостатком при использовании известной тепловой электрической станции является то, что тепловая электрическая станция обладает пониженной экономичностью, так как на тепловой электрической станции не используется теплота конденсации отработавшего в турбине пара, а отводится в окружающую среду с атмосферным воздухом.The disadvantage when using the known thermal power plant is that the thermal power plant has a reduced efficiency, since the heat of the power plant does not use the heat of condensation of the steam exhausted in the turbine, but is discharged into the environment with atmospheric air.

Технический результат - повышение экономичности тепловой электрической станции.The technical result is an increase in the efficiency of a thermal power plant.

Это достигается тем, что тепловая электрическая станция, содержащая конденсатор паровой турбины, декарбонизатор с форсунками и с воздуховодом, в который включены воздухоподогреватель и вентилятор, систему оборотного водоснабжения, включающую градирню, водоприемный колодец, самотечный водовод, циркуляционный насос, напорный трубопровод к конденсатору паровой турбины и сливной напорный трубопровод к градирне, состоящей из вытяжной башни и водосборного бассейна, соединенного самотечным перепускным каналом с водоприемным колодцем, при этом вытяжная башня градирни снабжена водораспределительным лотком с разбрызгивающими соплами, оросительным устройством и водоуловителем, форсунка декарбонизатора для распыления жидкости содержит полый корпус с соплом и центральным сердечником, корпус выполнен с каналом для подвода жидкости и содержит соосную, жестко связанную с ним втулку, с закрепленным в ее нижней части соплом, выполненным в виде цилиндрической двухступенчатой втулки, верхняя цилиндрическая ступень которой соединена посредством резьбового соединения с соосным с ней центральным сердечником, имеющим центральное отверстие и установленным с кольцевым зазором относительно внутренней поверхности цилиндрической втулки, при этом кольцевой зазор соединен, по крайней мере, с тремя радиальными каналами, выполненными в двухступенчатой втулке, соединяющими его с кольцевой полостью, образованной внутренней поверхностью втулки и внешней поверхностью верхней цилиндрической ступени, причем кольцевая полость связана с каналом корпуса для подвода жидкости центральному сердечнику, в его нижней части, жестко прикреплен распылитель, выполненный в виде усеченного конуса, соосного центральному отверстию сердечника и прикрепленного своим верхним основанием к основанию цилиндра центрального сердечника, а к нижнему основанию усеченного конуса посредством, по крайней мере, трех спиц прикреплен рассекатель, который выполнен в виде торцевой круглой пластины, края которой отогнуты в сторону кольцевого зазора, а на внешней боковой поверхности усеченного конуса имеются винтовые канавки, а в рассекателе, который прикреплен к нижнему основанию усеченного конуса посредством, по крайней мере, трех спиц и выполнен в виде торцевой круглой пластины, края которой отогнуты в сторону кольцевого зазора, осесимметрично центральному отверстию центрального сердечника, выполнено дроссельное отверстие.This is achieved by the fact that a thermal power station containing a steam turbine condenser, a decarbonizer with nozzles and an air duct, which includes an air heater and a fan, a reverse water supply system including a cooling tower, a water intake well, a gravity water conduit, a circulation pump, a pressure pipe to the steam turbine condenser and a discharge pressure pipe to the cooling tower, consisting of an exhaust tower and a catchment basin, connected by gravity bypass channel with a water well, at the exhaust tower of the cooling tower is equipped with a water distribution tray with spray nozzles, an irrigation device and a water trap, the decarbonizer nozzle for spraying liquid contains a hollow body with a nozzle and a central core, the body is made with a channel for supplying liquid and contains a coaxially fixed sleeve fixed to it its lower part by a nozzle made in the form of a cylindrical two-stage sleeve, the upper cylindrical stage of which is connected by means of a threaded connection with a coaxial her central core having a Central hole and installed with an annular gap relative to the inner surface of the cylindrical sleeve, while the annular gap is connected to at least three radial channels made in a two-stage sleeve, connecting it with the annular cavity formed by the inner surface of the sleeve and the outer the surface of the upper cylindrical stage, and the annular cavity is connected with the channel of the housing for supplying liquid to the Central core, in its lower part, rigidly a nozzle is made, made in the form of a truncated cone, coaxial with the central hole of the core and attached with its upper base to the base of the cylinder of the central core, and a divider is attached to the lower base of the truncated cone by at least three spokes, which is made in the form of an end round plate, edges which are bent towards the annular gap, and on the outer lateral surface of the truncated cone there are screw grooves, and in the divider, which is attached to the lower base, is truncated cone through at least three knitting needles and made in the form of an end round plate, the edges of which are bent towards the annular gap, axisymmetric to the Central hole of the Central core, made a throttle hole.

На фиг. 1 представлена схема тепловой электрической станции, на фиг. 2 - продольный разрез форсунки декарбонизатора.In FIG. 1 is a diagram of a thermal power plant, FIG. 2 is a longitudinal section of a decarbonizer nozzle.

Тепловая электрическая станция (фиг. 1) содержит систему оборотного водоснабжения градирни 1, декарбонизатор 2 с форсунками 19, емкостью 20 и воздуховодом 3, в который включены воздухоподогреватель 4 и вентилятор 5, систему оборотного водоснабжения, включающую градирню, водоприемный колодец 6, самотечный водовод 7, циркуляционный насос 8, напорный трубопровод 9 к конденсатору 1 паровой турбины и сливной напорный трубопровод 10 к градирне, состоящей из вытяжной башни 11 и водосборного бассейна 12, соединенного самотечным перепускным каналом 13 с водоприемным колодцем 6, трубопровод 14, соединяющий вытяжную башню 11 градирни с всасывающим коробом вентилятора 5 для подачи подогретого и насыщенного водяными парами воздуха под насадку декарбонизатора 2, при этом вытяжная башня 11 градирни снабжена водораспределительным лотком 15 с разбрызгивающими соплами 16, оросительным устройством 17 и водоуловителем 18.The thermal power station (Fig. 1) contains a circulating water supply system for cooling tower 1, a decarbonizer 2 with nozzles 19, capacity 20 and air duct 3, which includes an air heater 4 and fan 5, a reverse water supply system including a cooling tower, water intake well 6, gravity water conduit 7 , a circulation pump 8, a pressure pipe 9 to a condenser 1 of a steam turbine and a drain pressure pipe 10 to a cooling tower, consisting of an exhaust tower 11 and a drainage basin 12, connected by gravity bypass channel 13 with water a receiving well 6, a pipe 14 connecting the exhaust tower 11 of the cooling tower with the suction duct of the fan 5 for supplying heated and saturated with water vapor air to the nozzle of the decarbonizer 2, while the exhaust tower 11 of the cooling tower is equipped with a water distribution tray 15 with spray nozzles 16, an irrigation device 17 and a water trap eighteen.

Форсунка декарбонизатора 2 (фиг. 2) содержит цилиндрический полый корпус 21 с каналом 23 для подвода жидкости и соосную, жестко связанную с корпусом втулку 22 с закрепленным в ее нижней части соплом, выполненным в виде цилиндрической двухступенчатой втулки 24, верхняя цилиндрическая ступень 26 которой соединена посредством резьбового соединения с соосным с ней центральным сердечником 27, имеющим центральное отверстие 29 и установленным с кольцевым зазором 10 относительно внутренней поверхности цилиндрической втулки 24.The decarbonizer nozzle 2 (Fig. 2) contains a cylindrical hollow body 21 with a channel 23 for supplying liquid and a coaxial sleeve 22 rigidly connected to the body with a nozzle fixed in its lower part, made in the form of a cylindrical two-stage sleeve 24, the upper cylindrical stage 26 of which is connected by means of a threaded connection with a central core 27 coaxial with it, having a central hole 29 and installed with an annular gap 10 relative to the inner surface of the cylindrical sleeve 24.

Кольцевой зазор 30 соединен, по крайней мере, с тремя радиальными каналами 25, выполненными в двухступенчатой втулке 24, соединяющими его с кольцевой полостью 28, образованной внутренней поверхностью втулки 2 и внешней поверхностью верхней цилиндрической ступени 26, причем кольцевая полость 28 связана с каналом 23 корпуса 21 для подвода жидкости.The annular gap 30 is connected with at least three radial channels 25, made in a two-stage sleeve 24, connecting it with an annular cavity 28 formed by the inner surface of the sleeve 2 and the outer surface of the upper cylindrical stage 26, and the annular cavity 28 is connected with the channel 23 of the housing 21 for fluid supply.

К центральному сердечнику 27, в его нижней части, жестко прикреплен распылитель, выполненный в виде усеченного конуса 31, соосного центральному отверстию 29 сердечника, и прикрепленного своим верхним основанием к основанию цилиндра центрального сердечника 27, а к нижнему основанию усеченного конуса 31, посредством, по крайней мере, трех спиц 33, прикреплен рассекатель 32, который выполнен в виде торцевой круглой пластины, края которой отогнуты в сторону кольцевого зазора 30.A nozzle made in the form of a truncated cone 31 coaxial with the central hole 29 of the core and fixed with its upper base to the base of the cylinder of the central core 27, and to the lower base of the truncated cone 31, is rigidly attached to the central core 27, in its lower part, by at least three spokes 33, a divider 32 is attached, which is made in the form of an end round plate, the edges of which are bent towards the annular gap 30.

На внешней боковой поверхности усеченного конуса 31 имеются винтовые канавки (на чертеже не показано), которые способствуют более интенсивному распыливанию жидкости.On the outer side surface of the truncated cone 31 there are screw grooves (not shown in the drawing), which contribute to a more intensive atomization of the liquid.

В рассекателе 32, который прикреплен к нижнему основанию усеченного конуса 31, посредством, по крайней мере, трех спиц 33, и выполнен в виде торцевой круглой пластины, края которой отогнуты в сторону кольцевого зазора 30, осесимметрично центральному отверстию 29 центрального сердечника 27, выполнено дроссельное отверстие 34.In the divider 32, which is attached to the lower base of the truncated cone 31, by means of at least three spokes 33, and made in the form of an end round plate, the edges of which are bent towards the annular gap 30, axisymmetrically to the Central hole 29 of the Central core 27, made throttle hole 34.

Возможен вариант, когда к втулке 22, жестко связанной с корпусом 21, в ее нижней части соосно прикреплен внешний диффузор 35, а к нижнему основанию усеченного конуса 31 распылителя, жестко прикрепленного к центральному сердечнику 27, в его нижней части, при этом на внешней боковой поверхности усеченного конуса 31 имеются винтовые канавки, соосно прикреплен внутренний перфорированный диффузор 36 таким образом, что выходные сечения внешнего 35 и внутреннего 36 диффузоров лежат в одной плоскости.An option is possible when an external diffuser 35 is coaxially attached to the sleeve 22, rigidly connected to the housing 21, in its lower part, and to the lower base of the truncated cone 31 of the atomizer, rigidly attached to the central core 27, in its lower part, while on the outer side the surface of the truncated cone 31 has helical grooves, an inner perforated diffuser 36 is coaxially attached so that the output sections of the outer 35 and inner 36 of the diffusers lie in the same plane.

Работа форсунки осуществляется следующим образом.The nozzle is as follows.

Жидкость под давлением подается в полость корпуса форсунки 21 и затем поступает по двум направлениям: первое - в кольцевую полость 28 через радиальные каналы 25, затем в кольцевой зазор 30 между соплом и центральным сердечником 27. При давлениях на входе более 0,2 МПа жидкость разгоняется с образованием пленки жидкости, которая не отрывается от его внешней поверхности и приобретает вращательное движение на винтовой внешней поверхности усеченного конуса 31.Liquid under pressure is supplied into the cavity of the nozzle body 21 and then flows in two directions: first, into the annular cavity 28 through radial channels 25, then into the annular gap 30 between the nozzle and the central core 27. At inlet pressures of more than 0.2 MPa, the liquid accelerates with the formation of a liquid film, which does not come off its outer surface and acquires rotational motion on the helical outer surface of the truncated cone 31.

Второе направление, по которому поступает жидкость - через канал 23 для подвода жидкости в полость центрального отверстия 29 центрального сердечника 27, а затем через полость усеченного конуса 31 поступает на рассекатель 32, который выполнен в виде торцевой круглой пластины, края которой отогнуты в сторону кольцевого зазора 30, при этом происходит многократное дробление капельных потоков жидкости, истекающих по этим направлениям.The second direction in which fluid enters is through the channel 23 for supplying fluid into the cavity of the central hole 29 of the central core 27, and then through the cavity of the truncated cone 31 enters the divider 32, which is made in the form of an end round plate, the edges of which are bent towards the annular gap 30, while there is repeated crushing of droplet fluid flows flowing in these directions.

Наличие газовых включений в жидкости дополнительно возмущает ее поверхность, что приводит к волнообразованию и объемному дроблению жидкостной пленки. Потери механической энергии при внешнем разгоне (по внешней конической поверхности) уменьшаются по сравнению с таким же разгоном в закрытом канале.The presence of gas inclusions in a liquid additionally perturbs its surface, which leads to wave formation and volumetric crushing of the liquid film. The loss of mechanical energy during external acceleration (on the external conical surface) is reduced compared with the same acceleration in a closed channel.

Работа тепловой электрической станции осуществляется следующим образом.The operation of the thermal power plant is as follows.

Охлажденная в градирне вода циркуляционным насосом 8 по напорному трубопроводу 9 подается в конденсатор 1 паровой турбины. В конденсаторе 1 циркуляционная вода нагревается за счет теплоты конденсации (парообразования) отработавшего в турбине пара и подается по сливному напорному трубопроводу 10 в водораспределительный лоток 15 вытяжной башни 11.Cooled water in the tower by the circulation pump 8 through the pressure pipe 9 is supplied to the condenser 1 of the steam turbine. In the condenser 1, the circulation water is heated due to the heat of condensation (vaporization) of the steam exhausted in the turbine and is fed through a drain pressure pipe 10 to the water distribution tray 15 of the exhaust tower 11.

Из водораспределительного лотка 15 вода поступает в разбрызгивающие сопла 16. С помощью сопел 16 поток воды разбрызгивается и в форме струй и капель падает на оросительное устройство 17, а затем стекает в виде дождя в водосборный бассейн 12. В вытяжной башне 11 градирни навстречу потоку воды движется атмосферный воздух. В процессе непосредственного контакта теплоносителей осуществляется тепло- и массообмен между водой и воздухом, при этом вода охлаждается, а воздух подогревается и насыщается водяными парами. Затем воздух проходит водоуловитель 18, где из него отделяется капельная влага и через вытяжную башню 11 градирни отводится в атмосферу.From the water distribution tray 15, water enters the spray nozzles 16. With the help of nozzles 16, the water stream is sprayed and in the form of jets and drops falls on the irrigation device 17, and then flows in the form of rain into the catchment basin 12. In the exhaust tower 11 of the cooling tower, the water flows towards atmospheric air. In the process of direct contact of heat carriers, heat and mass transfer between water and air is carried out, while the water is cooled, and the air is heated and saturated with water vapor. Then the air passes the water trap 18, where drip moisture is separated from it and is discharged through the exhaust tower 11 of the tower into the atmosphere.

Эффект охлаждения в градирне достигается за счет испарения 1% циркулирующей через градирню воды, которая разбрызгивается форсунками и в виде пленки стекает в бак через сложную систему каналов оросителя навстречу потоку охлаждающего воздуха, нагнетаемого вентиляторами (на чертеже не показано). Эффективный каплеотделитель позволяет снизить потери воды в результате капельного уноса. Количество капельной влаги, уносимое потоком воздуха, зависит от плотности орошения и при максимальном значении 25 м³/(час⋅м²) не превышает 0,1% от величины объемного расхода охлаждаемой воды через градирню.The cooling effect in the tower is achieved by evaporating 1% of the water circulating through the tower, which is sprayed by nozzles and flows into the tank in the form of a film through a complex system of irrigation channels to meet the flow of cooling air pumped by fans (not shown in the drawing). An effective droplet separator reduces water loss due to drip entrainment. The amount of droplet moisture carried away by the air flow depends on the density of irrigation and at a maximum value of 25 m ³ / (hour-m ² ) does not exceed 0.1% of the volumetric flow rate of the cooled water through the cooling tower.

Часть общего потока подогретого и насыщенного водяными парами в вытяжной башне градирни атмосферного воздуха по трубопроводу 14 направляется во всасывающий короб вентилятора 5 и подается под насадку форсунками декарбонизатора 2.Part of the total flow of heated and saturated with water vapor in the exhaust tower of the tower of atmospheric air through the pipe 14 is sent to the suction duct of the fan 5 and is fed under the nozzle nozzles decarbonizer 2.

Исходная химически очищенная вода подается в декарбонизатор 2, где декарбонизируется встречным потоком воздуха, подаваемого под насадку декарбонизатора из вытяжной башни 11 градирни по трубопроводу 14 вентилятором 5. Декарбонизированная вода направляется в деаэратор, откуда подается, например, на подпитку системы теплоснабжения. В случае, когда температура воздуха, подаваемого из вытяжной башни 11 градирни, недостаточна для осуществления процесса декарбонизации воды, то его направляют в воздухоподогреватель 4, в котором догревают и вентилятором 5 подают под насадку декарбонизатора 2.The source chemically purified water is supplied to the decarbonizer 2, where it is decarbonized by a counter flow of air supplied to the decarbonizer nozzle from the exhaust tower 11 of the cooling tower through the pipe 14 with fan 5. Decarbonized water is sent to the deaerator, from where it is supplied, for example, to feed the heating system. In the case when the temperature of the air supplied from the exhaust tower 11 of the cooling tower is insufficient to carry out the process of decarbonization of water, it is sent to the air heater 4, in which it is heated and fed with a fan 5 under the nozzle of the decarbonizer 2.

Из водосборного бассейна 12 охлажденная вода по самотечному перепускному каналу 13 поступает в водоприемный колодец 6 и в самотечный водовод 7, откуда циркуляционным насосом 8 снова подается в напорный трубопровод 9.From the catchment basin 12, chilled water is supplied via a gravity bypass channel 13 to a water intake well 6 and to a gravity water conduit 7, from where it is again fed into the pressure pipe 9 by a circulation pump 8.

Снабжение тепловой электрической станции системой оборотного водоснабжения градирни уменьшает количество воды, испаряемой в воздух в процессе тепло- и массообмена в насадке декарбонизатора и отводимой с воздухом в атмосферу, что дополнительно повышает экономичность тепловой электрической станции за счет снижения потерь химически очищенной воды с выпаром декарбонизатора.Providing a thermal power plant with a cooling water recycling system reduces the amount of water evaporated into the air during heat and mass transfer in the decarbonizer nozzle and discharged into the atmosphere with air, which further increases the efficiency of the thermal power plant by reducing the loss of chemically treated water with decarbonizer vapor.

Claims

1. A thermal power plant comprising a steam turbine condenser, a decarbonizer with an air duct that includes an air heater and a fan, a reverse water supply system including a cooling tower, a water intake well, a gravity water conduit, a circulation pump, a pressure line to a steam turbine condenser and a discharge pressure pipe to the cooling tower , consisting of an exhaust tower and a drainage basin, connected by gravity bypass channel with a water intake well, while the exhaust tower of the cooling tower is equipped with a water distribution tray with spray nozzles, an irrigation device and a water trap, characterized in that the nozzle of the decarbonizer for spraying liquid contains a hollow body with a nozzle and a central core, the body is made with a channel for supplying liquid and contains a sleeve coaxially rigidly connected to it, fixed to its lower parts by a nozzle made in the form of a cylindrical two-stage sleeve, the upper cylindrical step of which is connected by means of a threaded connection with the central coaxial with it a core having a Central hole, and installed with an annular gap relative to the inner surface of the cylindrical sleeve, while the annular gap is connected to at least three radial channels made in a two-stage sleeve, connecting it with the annular cavity formed by the inner surface of the sleeve and the outer surface the upper cylindrical stage, and the annular cavity is connected with the channel of the housing for supplying fluid to the Central core, in its lower part, is rigidly attached a retractor made in the form of a truncated cone, coaxial with the central hole of the core, and attached with its upper base to the base of the cylinder of the central core, and a divider, which is made in the form of an end round plate, is attached to the lower base of the truncated cone which are bent towards the annular gap, and on the outer side surface of the truncated cone there are screw grooves, and in the divider, which is attached to the lower base of the truncated cone, redstvom at least three spokes and is formed as a circular end plate, the edges of which are bent towards the annular gap, axially to the central opening of the central core, formed orifice.

2. Thermal power station according to claim 1, characterized in that an external diffuser is coaxially attached to the sleeve rigidly connected to the decarbonizer nozzle body in its lower part, and to the lower base of the truncated cone of the atomizer, rigidly attached to the central core, in its the lower part, while on the outer lateral surface of the truncated cone there are screw grooves, an internal perforated diffuser is coaxially attached so that the output sections of the external and internal diffusers lie in the same plane.