Испарители мгновенного вскипания к энергоблокам 500 и 800 МВт
В настоящее время для подготовки добавочной воды из высокоминерализованных исходных вод на отечественных ТЭС применяются испарители поверхностного типа (ГОСТ 10731—71). Для избежания образования отложений на паро-генерирующих поверхностях таких испарителей питательную воду подвергают глубокому умягчению.
В испарителях мгновенного вскипания (ИМВ) парообразование происходит в объеме кипящей воды за счет снижения давления, и поэтому питательная вода может проходить упрощенную предочистку. Это снижает себестоимость дистиллята испарителей (добавочной воды) как за счет снижения затрат на предварительную обработку исходной воды, так и на переработку сбросных вод водоподготовительных установок и продувки испарителей.
Принципиальная технологическая схема испарительных установок мгновенного вскипания, включаемых в регенеративную часть низкого давления турбоагрегатов мощностью 500 и 800 МВт, представлена на рис. 1.
Испарительная установка включает в себя аппарат мгновенного вскипания (АМВ), объединяющий в одном корпусе четыре ступени испарения 1, 2, 3, 4, эжекторную установку 10, подогреватель циркуляционной воды 16, насосы (дистиллятный 7 и циркуляционный 17), Основные элементы установки соединены трубопроводами с необходимой запорной и регулирующей арматурой.
Циркуляционный насос подает воду в подогреватель 16, где вода нагревается до определенной температуры греющим паром 13 из соответствующего отбора турбины. Греющий пар конденсируется на поверхности нагрева подогревателя и затем отводится из корпуса аппарата.
Нагретая вода поступает в камеру вскипания первой ступени испарителя АМВ, а затем последовательно в камеры вскипания второй, третьей и четвертой ступеней, где происходит частичное испарение циркуляционной воды. Из четвертой ступени вода поступает на всас циркуляционного насоса 17. В камере вскипания четвертой ступени осуществляется подпитка 8 циркуляционного контура. Поддержание определенного солесодержания циркуляционной воды осуществляется за счет продувки.
Вторичный пар, образовавшийся в камерах вскипания, конденсируется на поверхностях нагрева конденсаторов, подогревая турбинный конденсат 11, поступающий на испаритель из предвключенного подогревателя низкого давления. Дистиллят вторичного пара накапливается в сборнике 6 и откачивается из АМВ насосом 7. Для промывки вторичного пара устройствами, расположенными внутри АМВ, к каждой ступени подводится промывочный конденсат 5.
Основное оборудование, входящее в состав испарительной установки, кроме аппарата мгновенного вскипания, выбирается из стандартного выпускаемого отечественной промышленностью. В качестве подогревателя циркуляционной воды применены подогреватели низкого давления, выпускаемые ПО «Красный котельщик», ПН-800-29-7-П и ПН-1500-32-6-ПНЖ для испарителей энергоблоков 500 и 800 МВт соответственно.
При проектировании аппарата мгновенного вскипания были обеспечены требуемые производительность и качество пара, создана удобная конструкция для расположения в машинном зале ТЭС.
Аппарат мгновенного вскипания представляет собой вертикальный цилиндрический сосуд, который состоит из четырех ступеней испарения. Цилиндрическая обечайка АМВ ограничена двумя приварными плоскими днищами, укрепленными ребрами жесткости. Нижняя часть корпуса снабжена четырьмя опорами, на обечайке установлены цапфы, предназначенные для крепления тросов кантовании аппарата. Ступени испарения внутри аппарата отделены одна от другой горизонтальными перегородками. Каждая ступень разделена, в свою очередь, на три объема: камеру вскипания камеру сепарации 2, камеру конденсации 3.
В камере вскипания 1 происходит образование пара из циркуляционной воды, которая последовательно из одной ступени в другую перетекает по переливным устройствам. Переливное устройство 4 представляет собой заглубление (сделанное в нижней разделительной перегородке камеры вскипания 1) переливной трубы с дроссельным устройством, располагаемым в ее нижнем конце, который опущен в заглубление нижней камеры вскипания. Над заглублением выхода циркуляционной воды располагается погруженный дырчатый лист 6 для демпфирования слоя пароводяной смеси.
В камере сепарации, предназначенной для очистки получаемого пара, происходит промывка пара на двух плоских дырчатых листах 7, на которые подается промывочный конденсат, и осушка в вертикальном жалю-зийном сепараторе 8, расположенном перед входом в камеру конденсации 3. Промывочный конденсат (в качестве его может быть использован турбинный конденсат), пройдя по дырчатым листам, сливается в нижнюю часть камеры сепарации 2 и оттуда в переливную систему циркуляционной воды.
В камере конденсации 3 располагается трубный пучок 9, в трубки которого подается турбинный конденсат, а на наружной поверхности происходит конденсация вторичного пара.
Трубки кондесатора, промывочные листы и жалюзийный сепаратор АМВ изготовляются из легированных нержавеющих сталей. Корпус аппарата и все остальные узлы — из углеродистых котельных сталей.
Характеристики аппаратов мгновенного вскипания и требования к качеству дистиллята испарителя приводятся соответственно в табл. 2 и 3.