[go: up one dir, main page]

RU2139472C1 - Прямоточный парогенератор (варианты) - Google Patents

Прямоточный парогенератор (варианты) Download PDF

Info

Publication number
RU2139472C1
RU2139472C1 RU95108229A RU95108229A RU2139472C1 RU 2139472 C1 RU2139472 C1 RU 2139472C1 RU 95108229 A RU95108229 A RU 95108229A RU 95108229 A RU95108229 A RU 95108229A RU 2139472 C1 RU2139472 C1 RU 2139472C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
furnace
walls
pipes
cooled
surrounding
Prior art date
Application number
RU95108229A
Other languages
English (en)
Other versions
RU95108229A (ru
Inventor
Дж.Албрехт Мелвин
Original Assignee
Дзе Бэбкок энд Уилкокс Компани
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Дзе Бэбкок энд Уилкокс Компани filed Critical Дзе Бэбкок энд Уилкокс Компани
Publication of RU95108229A publication Critical patent/RU95108229A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2139472C1 publication Critical patent/RU2139472C1/ru

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B29/00Steam boilers of forced-flow type
    • F22B29/06Steam boilers of forced-flow type of once-through type, i.e. built-up from tubes receiving water at one end and delivering superheated steam at the other end of the tubes
    • F22B29/061Construction of tube walls
    • F22B29/062Construction of tube walls involving vertically-disposed water tubes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/10Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier
    • Y02P80/15On-site combined power, heat or cool generation or distribution, e.g. combined heat and power [CHP] supply

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)

Abstract

Устройство предназначено для получения электроэнергии. Прямоточный парогенератор с вертикальной трубной системой, работающий на скользящем давлении, включает топку, имеющую выход и теплообменные поверхности, сделанные из труб с гладким стволом, ребристых труб с одним паропроводом (SLR) и ребристых труб с множеством паропроводов (MLR). Все эти трубы предпочтительно изготовлены как мембранные стенки из трубных панелей. Парогенератор включает топливные горелки для сжигания топлива и воздуха внутри корпуса, создающего зоны низкотемпературного, среднетемпературного и высокотемпературного теплопотоков внутри топки. Жидкотекучая среда течет через трубы панелей стенок для создания эффективного теплообмена. Трубы с гладким стволом расположены в зонах низкотемпературного теплопотока, а ребристые трубы с одним паропроводом (SLR) и ребристые трубы с множеством паропроводов (МLR) расположены в зонах высокотемпературного и среднетемпературного теплопотоков. Использование прямоточного котла на скользящем давлении гарантирует увеличение эффективности при полных и частичных нагрузках известных прямоточных генераторов и барабанных котлов докритического давления. 3 с. и 16 з.п.ф-лы, 11 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к прямоточным котлам или парогенераторам на скользящем давлении, в которых труба стенки топки может иметь вертикальное, горизонтальное или спиральное расположение (например, под углом между горизонтальным и вертикальным).
Известен прямоточный парогенератор для работы на скользящем давлении в широком диапазоне нагрузок, преимущественно, с широкими нагрузками, содержащий топку, частично образованную охлаждаемыми жидкотекучей средой стенками корпуса с вертикальной трубной системой (см. патент DE 3028240, F 22 В 29/06, 1981).
Известен также прямоточный парогенератор со спиральной трубной системой, имеющий топку, частично образованную охлаждаемыми жидкотекучей средой стенками корпуса (см. GB 1603219, F 22 В 29/06,1981).
Одной из целей изобретения является создание прямоточного парогенератора на скользящем давлении, содержащего корпус, имеющий выход и поверхности теплообменника, сделанные из гладкостенных труб, ребристых труб с одним паропроводом и ребристых труб с множеством паропроводов. Все эти трубы предпочтительно выполнены как мембранная стенка из трубных панелей.
В настоящем изобретении преодолены вышеуказанные проблемы благодаря использованию ребристых труб с одним паропроводом в топке в тех местах, где теплообмен будет ухудшаться при использовании ребристых труб с множеством паропроводов. Трубы с одним паропроводом работают по принципу, отличающемуся от принципа вихреобразования, и поэтому не зависят от разницы плотностей пара и воды. Действие их критического теплового потока адекватно при околокритических давлениях в диапазоне более низких весовых скоростей, предложенных в этом изобретении.
Парогенератор включает горелки для сжигания топлива и воздуха внутри корпуса, которые в свою очередь создают зоны низкотемпературного теплопотока, среднетемпературного теплопотока и высокотемпературного теплопотока парогенератора. Вода и/или пар (или далее по тексту, при сверхкритических давлениях используется термин "жидкотекучая среда") течет через трубы панелей стенки, которые обеспечивают эффективный теплообмен. Гладкостенные трубы расположены в зоне низкотемпературного теплопотока парогенератора, в то время как ребристые трубы с одним паропроводом и ребристые трубы с множеством паропроводов селективно располагаются в зонах среднетемпературного теплопотока и высокотемпературного теплопотока парогенератора.
Изобретение может быть использовано в парогенераторах с разным устройством вертикальных, горизонтальных или спиральных труб.
Технической задачей, поставленной в настоящем изобретении, является обеспечение прямоточного котла или парогенератора с вертикальной трубной системой, работающего на скользящем давлении в широком диапазоне нагрузок, способностью работать с низкими минимальными нагрузками и небольшим падением давления.
Признаки, характеризующие это изобретение, подробно указаны в прилагаемых пунктах формулы.
На фиг. 1 изображен продольный разрез трубы с гладким стволом;
на фиг. 2 - продольный разрез ребристой трубы с одним паропроводом (SLR), имеющей одно непрерывное внутреннее спиральное ребро;
на фиг. 3 - вид в разрезе ребристой трубы с множеством паропроводов MLR (имеющей множество непрерывных внутренних спиральных ребер;
на фиг. 4 - продольный разрез другой продольной ребристой трубы с множеством паропроводов;
на фиг. 5 - схематичное изображение вида сбоку прямоточного парогенератора с вертикальной трубной системой для работы на скользящем давлении согласно первому предпочтительному примеру реализации настоящего изобретения;
на фиг. 6 - схематичное изображение вида сбоку прямоточного парогенератора с вертикальной трубной системой для работы на скользящем давлении согласно второму примеру реализации настоящего изобретения;
на фиг. 7 - схематичное изображение прямоточного парогенератора со спиральной трубной системой для работы на скользящем давлении согласно третьему примеру реализации настоящего изобретения (вид сбоку);
на фиг. 8 - схематичное изображение прямоточного парогенератора со спиральной трубной системой для работы на скользящем давлении согласно четвертому примеру реализации настоящего изобретения (вид сбоку);
на фиг. 9 - схематичное изображение диаметрального поперечного сечения панели стенки с гладкими трубами по линии 14-14 на фиг. 5;
на фиг. 10 - схематичное изображение диаметрального поперечного сечения панели стенки с ребристыми трубами, имеющими один паропровод, по линии 13-13 на фиг. 5;
на фиг. 11 - схематичное изображение диаметрального поперечного сечения панели стенки с ребристыми трубами, имеющими множество паропроводов, по линии 15 - 15 на фиг. 5.
Ссылаясь на чертежи, где все элементы имеют цифровые позиции, соответствующие позициям в описании, в особенности фиг. 1 - 4, представлены продольные разрезы различных типов труб используемых в настоящем изобретении. Фиг. 1 показывает трубу 20, имеющую гладкий ствол 22. Фиг.2 показывает ребристую трубу 24 с одним паропроводом (SLR), чья внутренняя поверхность 26 имеет одну непрерывную внутреннюю спиральную канавку 28, расположенную между непрерывными спиральными фасками или ребрами 30. Фиг.3 показывает ребристую трубу 32 с множеством паропроводов (MLR), чья внутренняя поверхность 34 имеет пару непрерывных спиральных канавок 28, расположенных между непрерывными спиральными фасками или ребрами 30. Фиг.4 показывает еще один вариант ребристой трубы 36 с множеством паропроводов, имеющую множество непрерывных внутренних спиральных канавок 28, расположенных между непрерывными спиральными фасками или ребрами 30. Особое геометрическое расположение канавок 28 и 30, используемое в ребристых трубах с одним паропроводом или множеством паропроводов, выбирается для достижения эффективной работы в соответствии с требованиями механики, так же как внешний диаметр трубы и минимальная толщина стенки. Технические условия работы котла и сосуда высокого давления остаются на усмотрение специалистов.
На фиг. 5 - 8 показано несколько примеров реализации настоящего изобретения. Фиг. 5 - 6 относятся к прямоточному парогенератору с вертикальной трубной системой для работы на скользящем давлении по первому и второму примеру реализации изобретения.
Фиг. 7 и 8 относятся к прямоточному парогенератору со спиральной трубной системой для работы на скользящем давлении в соответствии с третьим и четвертым примерами реализации настоящего изобретения.
На фиг. 5 и 6 показан прямоточный парогенератор 40 с вертикальной трубной системой. Топливные горелки 42 обеспечивают смесь топлива и воздуха, которая сжигается в зоне горения 44 топки 46. Топка 46 частично образована стенками 48 корпуса, состоящими из множества труб, соединенных между собой мембраной 49 (см. фиг. 9 - 11 для образования газонепроницаемой оболочки. Продукты сгорания 50 (раскаленные топочные газы и т.д.) текут вверх через топку 46 в направлении стрелки 50 через различные теплообменные поверхности (не показаны) и выходят из парогенератора 40 на выходном конце 52. Продукты сгорания 50 передают тепло в окружающие стенки 48 корпуса, таким образом нагревая жидкую среду, текущую внутри этих труб, образующих эти стенки.
Трубы, образующие стенки 48, обычно изготавливаются в цехах завода в виде множества панелей 54, которые затем собираются на месте назначения (в полевых условиях) при помощи сварки для образования стенок 48 корпуса топки. На фиг. 5 и 6 показано расположение, где боковые стенки 51 парогенератора 40 состоят из пяти таких заранее изготовленных панелей 54, расположенных, по существу, вертикально. Соответствующее количество панелей 54 также будут составлять переднюю и заднюю стенки 56, 58 соответственно парогенератора 40, при этом максимальная ширина каждой панели 54 определяется условиями доставки и/или другими ограничивающими факторами, касающимися оборудования, и главным образом особым расположением отверстий для топливных горелок 42, при этом расположение остается, по существу, вертикальным.
Главным требованием целостности мембранной стенки является равномерная температура жидкотекучей среды и металла во всех трубах на каждом уровне топки. До сих пор главной проблемой труб с вертикальным контуром была большая разница нагрева между отдельными трубами в топке.
Как указывалось раньше, в топках с вертикальной трубной системой разница нагрева между трубами приблизительно в 2,5 раза больше, чем в топке со спиральным контуром трубы. Средние весовые скорости от 1500000 до 2000000 фунтов/ч-фут2 - обычные скорости, используемые в настоящее время в прямоточных котлах. Эти весовые скорости, подвергаясь обычным периферическим изменениям поглощения тепла в топке (которые могут превышать средние на 35% и более), уменьшаются в величине. Эту тенденцию называют характеристикой прямоточности котла. В прямоточном режиме изменение скорости из-за увеличения тепла оказывает негативное воздействие. Если к одной трубе подводится излишняя теплота, в этой трубе снижается весовая скорость жидкотекучей среды, что вызывает увеличение температуры жидкости на выходе в трубе.
Если трубы топки работают с пониженными весовыми скоростями, при подводе излишнего тепла к любой одной трубе, следует увеличение весовой скорости. Этот тип изменения весовой скорости считается характеристикой естественной циркуляции. Чтобы иметь возможность использовать более низкие весовые скорости в топках прямоточного котла с вертикальным контуром циркуляции, требуется использование ребристых труб в стенках 48 корпуса, чтобы избежать кризиса пузырькового кипения (DNB) и, следовательно, повышения температур металла.
Эта проблема преодолевается в настоящем изобретении особенным расположением гладкостенных, ребристых труб с одним паропроводом (SLR) и ребристых труб с множеством паропроводов (MLR) в стенках 48 корпуса. Ребристые трубы 24 с одним паропроводом расположены в топке 46 в тех местах, где теплообмен был бы ухудшен при использовании ребристых труб 32, 36 с множеством паропроводов. Ребристые трубы 24 действуют по принципу, отличному от принципа вихреобразования, и поэтому не зависят от разницы в плотностях пара и воды. Действия критического теплового потока (CHF) адекватны при околокритических давлениях в диапазоне более низких весовых скоростей, предложенных настоящим изобретением.
Ребристые трубы 24 с одним паропроводом и ребристые трубы 32, 36 с множеством паропроводов селективно располагаются на панелях, образующих прямоточный парогенератор 40 с вертикальной трубной системой, для того, чтобы создать необходимые условия работы на скользящем давлении, как показано на фиг. 5 и 6 и на панелях, образующих прямоточный парогенератор 70 со спиральной трубной системой, исходя из условий работы на скользящем давлении, как показано на фиг. 7 и 8. Расположение каждого типа трубы как в парогенераторе 40, так и в парогенераторе 70, определяется на основании характеристик теплообмена и потока в трубах для всех нагрузок, которые испытывают парогенератор 40 и парогенератор 70 в работе. Эти нагрузки составляют диапазон от минимальной нагрузки, приблизительно равной 15 - 30% максимально допустимого непрерывного потока пара до максимально допустимой непрерывной нагрузки.
Левая сторона на фиг. 5 - 8 в общих чертах определяет вертикальное расположение зон низкотемпературного теплопотока, среднетемпературного теплопотока и высокотемпературного теплопотока QL, QM, QH соответственно внутри топки 46 парогенераторов 40 и 70. Понятно, что действительная вертикальная высота, на которой кончается одна зона и начинается другая, будет зависеть от различных параметров, как будет видно из дальнейшего изложения.
Процесс сгорания, происходящий внутри топки 46, в значительной степени определяет вертикальные изменения тепловых потоков, создаваемых топливными горелками 42 и определенными видами топлива. Действительный тепловой поток, который подводится к трубам 48 стенки корпуса топки, является основным параметром, определяющим условия наличия критического теплового потока. Однако условия критического теплового потока также зависят от таких параметров, как давление, скорость и качество жидкотекучей среды, диаметр трубы, наклон трубы, поверхность трубы. Таким образом название зон теплопотоков, т.е. низкотемпературный, среднетемпературный, высокотемпературный (QL, QM и QH соответственно) в применении к зонам внутри топки 46 парогенераторов 40 и 70 - сокращенное обозначение участков, где требуется использование определенного типа трубы. В некоторых случаях величина теплового потока в зоне (зонах) над "высокотемпературным теплопотоком" QH не снижается достаточно для образования зоны "низкотемпературного теплопотока" QL, появляется зона "среднетемпературного теплопотока" QM, и в этих соответствующих участках используются ребристые трубы (MLR 32, 36 с множеством паропроводов (а не гладкие трубы 20) в стенках 48 корпуса. В других случаях величины теплового потока снижаются в достаточной степени до уровня зоны "низкотемпературного теплопотока" QL и снова могут использоваться гладкие трубы 20.
Как показано на фиг. 5 и 6, прямоточный парогенератор 40 с вертикальной трубной системой, работающий на скользящем давлении, имеет топку новой конструкции, которая включает гладкие трубы 20, заключенные в панелях 60 стенки корпуса с гладкими трубами, расположенных в зонах низкотемпературных теплопотоков топки 46, и комбинацию панелей 62 стенки корпуса с ребристой трубой 24 с одним паропроводом и панелей 64 стенки корпуса с ребристыми трубами 32, 36 с множеством паропроводов, расположенных в зонах высокотемпературного и среднетемпературного теплопотоков QH и QM с тем, чтобы способствовать избежанию кризиса пузырькового кипения и критического теплового потока и ограничить повышение температуры металла труб. Фиг. 9 - 11 показывают поперечный разрез этих панелей.
Как показано на фиг. 7 и 8, прямоточный парогенератор 70 со спиральной трубной системой, работающий на скользящем давлении, имеет топку новой конструкции, которая включает трубы 20 с гладким стволом, заключенные в панелях 60 стенки корпуса со спиральными гладкими трубами, расположенных в зонах низкотемпературных теплопотоков QL топки 46, и комбинацию панелей 62 стенки корпуса с ребристой трубой 24 с одним паропроводом и панелей 64 стенки корпуса с ребристыми трубами 32, 36 с множеством паропроводов, расположенных в зонах высокотемпературного и среднетемпературного теплопотоков QH и QM, чтобы избежать кризиса пузырькового кипения, критического теплового потока и перегрева металла труб. Как показано на фиг. 7 и 8 трубы, образующие стенки 48 корпуса наклонены под острым углом θ от горизонтали, обычно 5-10o, и охватывают весь периметр топки 46, начиная c нижней части топки 46. Несколько выше, что определяется различными, известными специалистам параметрами, направление труб становится вертикальным, что продиктовано особенностями конструкции и соображениями, касающимися необходимой опоры.
Прямоточный котел или парогенератор извлекает пользу из характеристики естественной циркуляции потока при более низких нагрузках, потому что изменение потока в трубах, образующих стенки 48 корпуса, происходящее в результате изменений теплоты, будет компенсировано таким образом, что труба будет защищена от возможности создания критического теплового потока. Если тепло, поглощаемое трубой, увеличивается, поток пропорционально увеличивается. Изменение теплоты в стенках топки или более низких нагрузках, например, приблизительно ниже 70% нагрузки, может быть большим, чем при нагрузках, превышающих 70%. Кроме того, расход потока в трубе пропорционален нагрузке, поэтому при меньшей нагрузке, например, приблизительно 50% нагрузки, поток будет равен половине расхода потока при полной нагрузке.
Поэтому в конструкции должны учитываться тепловой поток и возможные изменения потока, которые могут иметь место при всех возможных нагрузках. Использование характеристик естественной циркуляции потока при более низких нагрузках помогает снизить возможность возникновения условий критического теплового потока, давая возможность потоку увеличиваться для увеличения теплового потока, воздействующего на трубу. Если бы котел или парогенератор работал с прямоточными характеристиками потока при сниженных нагрузках, это оказалось бы нецелесообразным, так как поток уменьшается с увеличением теплового потока, в результате чего создается наихудшая ситуация с точки зрения возникновения критического теплового потока. Характеристика естественной циркуляции потока желательна при более низких нагрузках котла или парогенератора (70% нагрузки), в то время, как при более высоких нагрузках целесообразны характеристики прямоточного потока.
В прямоточном парогенераторе 40 с вертикальной трубной системой, работающем на скользящем давлении, и в прямоточном парогенераторе 70 со спиральной трубной системой, работающем на скользящем давлении, длина и расположение комбинаций ребристых труб с одним и множеством паропроводов устанавливается для каждой панели 64, 62 для достижения оптимальных характеристик потока с естественной циркуляцией внутри ребристых труб 24 с одним паропроводом и ребристых труб 32, 36 с множеством паропроводов. Так как ребристые трубы 24 с одним паропроводом имеют большее гидравлическое сопротивление, чем ребристые трубы 32, 36 с множеством паропроводов или гладкие трубы 20, их использование должно быть ограничено только местами, где они абсолютно необходимы, так как большее гидравлическое сопротивление имеет тенденцию уменьшать необходимый эффект естественной циркуляции. Однако надлежащее расположение и правильные пропорции ребристых труб 24 с одним паропроводом и ребристых труб 32, 36 с множеством паропроводов по периферии снижает до минимума разницы в температурах текучей среды и металла во всех трубных панелях мембранных стенок с вертикальной системой или в трубных панелях мембранных стенок со спиральным контуром на всех уровнях, поддерживая температуру ниже допустимого предела, равного 100o F при всех нагрузках.
При характеристике потока естественной циркуляции трубы в испарителях парогенераторов 40, 70 имеют одинаковые температуры на выходе, несмотря на различные тепловые характеристики, которые зависят от конструкции труб, вертикальной или спиральной. Система расположения каждого типа трубы является функцией геометрического размера топки, качества и типа топлива и необходимых изменений нагрузки установки. Использование вышеописанного принципа работы может легко осуществляться как для панелей с вертикальной системой, так и спиральной системой ориентации в топке 46 каждого типа парогенераторов 40, 70. Расположение переходных участков между видами труб в одной панели может быть на том же или на разных уровнях, как выше, так и ниже, чем расположение переходных участков между видами труб в примыкающей панели.
Кроме того, для пояснения расположения элементов парогенераторов 40 и 70, где находятся различные типа труб 20 с гладким стволом, ребристых труб 24 с одним паропроводом и ребристых труб 32 с множеством паропроводов, на фиг. 5 - 8 включен вертикальный вариант 80, где указываются несколько зон топки 46. Нижний участок 82, первый промежуточный участок 84, второй промежуточный участок 86 и верхний участок 88 начинаются внизу топки 46 и направлены прямо и вертикально вверх по порядку. Верхний участок 88 далее подразделяется (примеры реализации фиг. 6 и 8) на первую часть 90 и вторую часть 92, расположенную прямо и вертикально над первой частью 90. Различные типы труб 20, 24 и 32, как это видно на чертежах, расположены в упомянутых участках, как было ясно в предыдущем описании, в зависимости от условий термогидравлики, в которых они должны находиться.
Настоящее изобретение решает проблемы термогидравлики, связанные с использованием ребристых труб с множеством паропроводов и труб с гладким стволом в известных прямоточных парогенераторах на скользящем давлении с вертикальной системой труб, так и в прямоточных установках на скользящем давлении со спиральной трубной системой и даже горизонтальной трубной системой. В прямоточном парогенераторе с горизонтальной трубной системой острый угол θ будет 0o; после того, как трубы завершают один виток по внешнему периметру топки, они затем изгибаются к вертикали на небольшое расстояние для достижения необходимого вертикального смещения от предыдущего уровня и снова начинают свой горизонтальный виток, обычно в направлении, противоположном их начального горизонтального направления. Использование топки с вертикальной трубной системой, согласно данному изобретению, дает огромные преимущества в стоимости по сравнению с известными установками со спиральной трубной системой. Настоящее изобретение позволяет использование более низких минимальных нагрузок с меньшим падением давления по всей системе топки, что дает возможность применять небольшие насосы, которые требуют меньше энергии. Использование усовершенствованного прямоточного котла на скользящем давлении этой конструкции гарантирует увеличение эффективности при полных и частичных нагрузках известных прямоточных генераторов и барабанных котлов докритического давления.

Claims (18)

1. Прямоточный парогенератор для работы на скользящем давлении в широком диапазоне нагрузок, преимущественно с низкими нагрузками, содержащий топку, частично образованную охлаждаемыми жидкотекучей средой стенками корпуса, отличающийся тем, что он включает топливные горелки для сжигания топлива и воздуха в процессе сгорания, в котором происходит вертикальное изменение интенсивности теплопередачи на стенки корпуса, создающее одну или более зон низкотемпературного теплопотока и одну или более зон высокотемпературного теплопотока, охлаждаемые жидкотекучей средой стенки корпуса, окружающие одну или более зон низкотемпературного теплопотока топки, включают трубы с гладким отводом, а охлаждаемые жидкотекучей средой стенки корпуса, окружающие одну или более зон высокотемпературного теплопотока, включают ребристые трубы с одним паропроводом (SLR) и ребристые трубы с множеством паропроводов (MLR) во избежание условий кризиса пузырькового кипения и критического теплового потока (СНF) в одной или более зон высокотемпературного теплопотока.
2. Прямоточный парогенератор по п.1, отличающийся тем, что охлаждаемые жидкотекучей средой стенки корпуса включают трубы с гладким стволом, образующие охлаждаемые жидкотекучей средой стенки, окружающие нижнюю часть топки, ребристые трубы с множеством паропроводов (MLR), образующие охлаждаемые жидкотекучей средой стенки, окружающие первую промежуточную часть топки, расположенную вертикально и непосредственно над донной частью, а ребристые трубы с одним паропроводом (SLR), образующие охлаждаемые жидкотекучей средой стенки, окружающие вторую промежуточную часть топки, расположенную вертикально и непосредственно над первой промежуточной частью, трубы с гладким стволом, образующие охлаждаемые жидкотекучей средой стенки, окружающие верхнюю часть топки, расположенную вертикально и непосредственно над второй промежуточной частью, при этом трубы каждой части топки сообщаются между собой.
3. Прямоточный парогенератор по п. 2, отличающийся тем, что трубы каждой части топки сообщены между собой с возможностью поступления жидкотекучей среды в охлаждаемые жидкотекучей средой станки в нижней части топки и в охлаждаемые жидкотекучей средой стенки в верхней части топки.
4. Прямоточный парогенератор по п.2, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен ребристыми трубами с множеством паропроводов (MLR), образующие охлаждаемые жидкотекучей средой стенки, окружающие первый участок верхней части топки, который находится вертикально и непосредственно над второй промежуточной частью, с образованием одной или более зон среднетемпературного теплопотока.
5. Прямоточный парогенератор по п.4, отличающийся тем, что трубы каждой части топки сообщены между собой с возможностью поступления жидкотекучей среды в охлаждаемые жидкотекучей средой стенки в нижней части топки и в охлаждаемые жидкотекучей средой стенки верхней части топки.
6. Прямоточный парогенератор по п.1, отличающийся тем, что охлаждаемые жидкотекучей средой стенки корпуса состоят из предварительно изготовленных, собранных в заводских условиях, сварных мембранных стенок из трубных панелей, которые собраны при помощи сварки прилегающих панелей для сооружения стенок, образующих газонепроницаемый корпус.
7. Прямоточный парогенератор по п.6, отличающийся тем, что предварительно изготовленные, собранные в цеху, сварные мембранные стенки из трубных панелей собраны по существу в вертикальные панели труб.
8. Прямоточный парогенератор по п.6, отличающийся тем, что предварительно изготовленные, собранные в цеху, сварные мембранные стенки из трубных панелей, окружающие по крайней мере нижнюю и промежуточную части топки, собраны в спиральные панели труб, наклоненные под острым углом θ относительно горизонтали и образующие виток по периметру топки.
9. Прямоточный парогенератор с вертикальной трубной системой, имеющий топку, частично образованную охлаждаемыми жидкотекущей средой стенками корпуса, отличающийся тем, что стенки корпуса выполнены из труб, по которым проходит жидкотекучая среда, включают трубы с гладким стволом, образующие охлаждаемые жидкотекучей средой стенки, окружающие нижнюю часть топки, ребристые трубы с множеством паропроводов (MLR), образующие охлаждаемые жидкотекучей средой стенки, окружающие первую промежуточную часть топки, расположенную вертикально и непосредственно над донной частью, ребристые трубы с одним паропроводом (SLR), образующие охлаждаемые жидкотекучей средой стенки, окружающие вторую промежуточную часть топки, расположенную вертикально и непосредственно над первой промежуточной частью, и трубы с гладким стволом, образующие охлаждаемые жидкотекучей средой стенки, окружающие верхнюю часть топки, расположенную вертикально и непосредственно над второй промежуточной частью, при этом трубы каждой части топки сообщаются между собой.
10. Прямоточный парогенератор по п.9, отличающийся тем, что трубы каждой части топки сообщены между собой с возможностью поступления жидкотекучей среды в охлаждаемые жидкотекучей средой стенки в нижней части топки и в охлаждаемые жидкотекучей средой стенки верхней части топки.
11 Прямоточный парогенератор по п.9, отличающийся тем, что он дополнительно включает ребристые трубы с множеством паропроводов (MLR), образующие охлаждаемые жидкотекучей средой стенки, окружающие первый участок верхней части топки, который расположен вертикально и непосредственно над второй промежуточной частью, при этом трубы с гладким стволом, образующие охлаждаемые жидкотекучей средой стенки, окружающие верхнюю часть топки, расположены во втором участке верхней части топки, расположенном вертикально и непосредственно над первым участком верхней части.
12. Прямоточный парогенератор по п.9, отличающийся тем, что охлаждаемые жидкотекучей средой стенки корпуса состоят из заранее изготовленных, собранных в цеху, сварных мембранных стенок из трубных панелей, которые собраны путем сварки прилегающих панелей в по существу вертикальные панели труб для сооружения стенок корпуса топки, образующих газонепроницаемый корпус.
13. Прямоточный парогенератор со спиральной трубной системой, имеющий топку, частично образованную охлаждаемыми жидкотекучей средой стенками корпуса, отличающийся тем, что стенки корпуса выполнены из труб, через которые проходит жидкотекучая среда, включает трубы с гладким стволом, образующие охлаждаемые жидкотекучей средой стенки, окружающие нижнюю часть топки, ребристые трубы с множеством паропроводов (MLR), образующие охлаждаемые жидкотекучей средой стенки, окружающие первую промежуточную часть топки, расположенную вертикально и непосредственно над донной частью, ребристые трубы с одним паропроводом (SLR), образующие охлаждаемые жидкотекучей средой стенки, окружающие вторую промежуточную часть топки, расположенную вертикально и непосредственно над первой промежуточной частью, и трубы с гладким стволом, образующие охлаждаемые жидкотекучей средой стенки, окружающие верхнюю часть топки, расположенную вертикально и непосредственно над второй промежуточной частью, при этом трубы каждой части топки сообщены между собой.
14. Прямоточный парогенератор по п.13, отличающийся тем, что трубы каждой части топки сообщены между собой с возможностью поступления жидкотекучей среды в охлаждаемые жидкотекучей средой стенки в нижней части топки и подвода к охлаждаемым жидкотекучей средой стенкам в верхней части топки.
15. Прямоточный парогенератор по п.13, отличающийся тем, что он дополнительно включает ребристые трубы с множеством паропроводов (MLR), образующие охлаждаемые жидкотекучей средой стенки, окружающие первый участок верхней части топки, который расположен вертикально и непосредственно над второй промежуточной частью, и трубы с гладкими стволами, образующие охлаждаемые жидкотекучей средой стенки, окружающие верхнюю часть топки, расположенные во втором участке верхней части топки, который расположен вертикально и непосредственно над первым участком верхней части.
16. Прямоточный парогенератор по п.13, отличающийся тем, что охлаждаемые жидкотекучей средой стенки корпуса состоят из предварительно изготовленных, собранных в заводских условиях сварных мембранных стенок из трубных панелей, которые собраны при помощи сварки прилегающих панелей для сооружения стенок, образующих газонепроницаемый корпус.
17. Прямоточный парогенератор по п.13, отличающийся тем, что предварительно изготовленные, собранные в заводских условиях, сварные мембранные стенки из трубных панелей, окружающие по крайней мере нижнюю, первую промежуточную, вторую промежуточную части топки и первый участок верхней части топки, наклонены под острым углом θ относительно горизонтали и образуют виток по периметру топки.
18. Прямоточный парогенератор по п.13, отличающийся тем, что трубы, образующие стенки корпуса, окружающие по крайней мере нижнюю, первую промежуточную, вторую промежуточную части топки и первый участок верхней части топки наклонены под острым углом θ относительно горизонтали и образуют виток по периметру топки.
19. Прямоточный парогенератор по п.13, отличающийся тем, что трубы, образующие стенки корпуса, окружающие второй участок верхней части топки, расположены по существу вертикально.
RU95108229A 1994-05-25 1995-05-24 Прямоточный парогенератор (варианты) RU2139472C1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/249,183 US5390631A (en) 1994-05-25 1994-05-25 Use of single-lead and multi-lead ribbed tubing for sliding pressure once-through boilers
US08/249,183 1994-05-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU95108229A RU95108229A (ru) 1997-04-20
RU2139472C1 true RU2139472C1 (ru) 1999-10-10

Family

ID=22942376

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU95108229A RU2139472C1 (ru) 1994-05-25 1995-05-24 Прямоточный парогенератор (варианты)

Country Status (8)

Country Link
US (1) US5390631A (ru)
JP (1) JP2989520B2 (ru)
KR (1) KR0163641B1 (ru)
CN (1) CN1084458C (ru)
CA (1) CA2146610C (ru)
DE (1) DE19510033C2 (ru)
IT (1) IT1278043B1 (ru)
RU (1) RU2139472C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2317484C2 (ru) * 2002-12-02 2008-02-20 Сименс Акциенгезелльшафт Способ изготовления прямоточного парогенератора и прямоточный парогенератор
RU2359173C1 (ru) * 2008-02-07 2009-06-20 Владимир Александрович Степанов Печь для бани (варианты) и способ перегрева пара

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4227457A1 (de) 1992-08-19 1994-02-24 Siemens Ag Dampferzeuger
DE4431185A1 (de) * 1994-09-01 1996-03-07 Siemens Ag Durchlaufdampferzeuger
US5901669A (en) * 1995-04-05 1999-05-11 The Babcock & Wilcox Company Variable pressure once-through steam generator upper furnace having non-split flow circuitry
DE19644763A1 (de) * 1996-10-28 1998-04-30 Siemens Ag Dampferzeugerrohr
US6312482B1 (en) * 1998-07-13 2001-11-06 The Babcock & Wilcox Company Steam generator for gasifying coal
AU753845B2 (en) * 1997-11-14 2002-10-31 Babcock & Wilcox Co., The Steam generator for gasifying coal
DK1086339T3 (da) * 1998-06-10 2002-04-15 Siemens Ag Fossilt fyret gennemløbsdampgenerator
DE19858780C2 (de) * 1998-12-18 2001-07-05 Siemens Ag Fossilbeheizter Durchlaufdampferzeuger
DE19914760C1 (de) * 1999-03-31 2000-04-13 Siemens Ag Fossilbeheizter Durchlaufdampferzeuger
WO2006032556A1 (de) * 2004-09-23 2006-03-30 Siemens Aktiengesellschaft Fossil beheizter durchlaufdampferzeuger
DE102005023082B4 (de) * 2005-05-13 2014-05-28 Alstom Technology Ltd. Durchlaufdampferzeuger
DE102006005208A1 (de) * 2006-02-02 2007-08-16 Hitachi Power Europe Gmbh Hängender Dampferzeuger
US7587996B2 (en) * 2006-06-07 2009-09-15 Babcock & Wilcox Power Generation Group, Inc. Circulation system for sliding pressure steam generator
JP5193007B2 (ja) * 2008-12-03 2013-05-08 三菱重工業株式会社 ボイラ構造
DE102010040200A1 (de) * 2010-09-03 2012-03-08 Siemens Aktiengesellschaft Solarthermischer Absorber zur Direktverdampfung, insbesondere ein einem Solarturm-Kraftwerk
CA2746285C (en) * 2011-03-31 2018-01-23 Nova Chemicals Corporation Furnace coil fins
JP5931693B2 (ja) * 2012-10-25 2016-06-08 三菱日立パワーシステムズ株式会社 中小容量火力発電プラントのリプレース又はリノベーションの方法及び中小容量火力発電プラント用ボイラのリプレース又はリノベーションの方法
WO2015099009A1 (ja) * 2013-12-27 2015-07-02 三菱日立パワーシステムズ株式会社 伝熱管、ボイラ及び蒸気タービン設備
JP2016148343A (ja) * 2016-02-19 2016-08-18 三菱日立パワーシステムズ株式会社 亜臨界圧高温火力発電プラント及び亜臨界圧高温変圧運転貫流ボイラ
US10415819B2 (en) * 2016-04-05 2019-09-17 The Babcock & Wilcox Company High temperature sub-critical boiler with common steam cooled wall between furnace and convection pass
US10429062B2 (en) * 2016-04-05 2019-10-01 The Babcock & Wilcox Company High temperature sub-critical boiler with steam cooled upper furnace
CN111780080B (zh) * 2020-08-09 2024-10-18 西安热工研究院有限公司 一种抑制负流量响应特性的700℃锅炉水冷壁布置结构
JP2023135058A (ja) * 2022-03-15 2023-09-28 株式会社豊田中央研究所 蒸発器

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US400720A (en) * 1889-04-02 Feed-regulator
GB2007340A (en) * 1977-11-07 1979-05-16 Foster Wheeler Energy Corp Vapour generating system utilizing intergral separators and angulary arranged furnace boundary wall fluid flow tubeshaving rifled bores
GB1603219A (en) * 1977-04-28 1981-11-18 Foster Wheeler Energy Corp Once-through vapour generating system utilizing angularly arranged furnace boundary wall fluid flow tubes
SU1268869A1 (ru) * 1985-02-21 1986-11-07 Предприятие П/Я А-7755 Пр моточный котел
CH666532A5 (de) * 1984-12-27 1988-07-29 Mustafa Youssef Dr Ing Brennkammer-rohranordnung in zwangdurchlauf-dampferzeugern.

Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3088494A (en) * 1959-12-28 1963-05-07 Babcock & Wilcox Co Ribbed vapor generating tubes
US3060903A (en) * 1960-01-25 1962-10-30 Babcock & Wilcox Co Vapor generator
US3175367A (en) * 1962-08-08 1965-03-30 Foster Wheeler Corp Forced flow vapor generating unit
US3205664A (en) * 1962-10-30 1965-09-14 Nettel Frederick Method and means for starting and stopping once-through high-pressure steam boilers
NL300546A (ru) * 1962-11-20
GB1052417A (ru) * 1963-03-25
US3194217A (en) * 1963-03-25 1965-07-13 Combustion Eng Boiler cleanup method for combined circulation steam generator
US3286466A (en) * 1964-04-24 1966-11-22 Foster Wheeler Corp Once-through vapor generator variable pressure start-up system
US3289451A (en) * 1964-05-22 1966-12-06 Babcock & Wilcox Co Method and apparatus for forming internal helical ribbing in a tube
US3304716A (en) * 1964-08-04 1967-02-21 Babcock & Wilcox Co Start-up system for forced flow vapor generator
US3271961A (en) * 1964-10-22 1966-09-13 Babcock & Wilcox Co Start-up system for forced flow vapor generator
US3362164A (en) * 1965-10-04 1968-01-09 Babcock & Wilcox Co Start-up system for forced flow vapor generator
US3366093A (en) * 1966-02-28 1968-01-30 Foster Wheeler Corp Start-up system for once-through vapor generators
US3472208A (en) * 1967-10-11 1969-10-14 Foster Wheeler Corp Vapor generator
US3572036A (en) * 1968-10-21 1971-03-23 Foster Wheeler Corp Vapor generator start-up system
US3529580A (en) * 1968-10-23 1970-09-22 Foster Wheeler Corp Start-up system
US3612005A (en) * 1970-01-12 1971-10-12 Foster Wheeler Corp Once-through steam generator recirculating startup system
US3774579A (en) * 1971-02-17 1973-11-27 Hitachi Ltd Method and apparatus for restarting boiler feed-water pump system
US3741174A (en) * 1971-05-27 1973-06-26 Babcock & Wilcox Co Tube supports
US3789806A (en) * 1971-12-27 1974-02-05 Foster Wheeler Corp Furnace circuit for variable pressure once-through generator
US3781162A (en) * 1972-03-24 1973-12-25 Babcock & Wilcox Co Reducing nox formation by combustion
US3972193A (en) * 1975-01-02 1976-08-03 Foster Wheeler Energy Corporation Integral separator start-up system for a vapor generator with constant pressure furnace circuitry
US3954087A (en) * 1974-12-16 1976-05-04 Foster Wheeler Energy Corporation Integral separation start-up system for a vapor generator with variable pressure furnace circuitry
US4019467A (en) * 1976-04-20 1977-04-26 Westinghouse Electric Corporation Valve sequencing startup control system for once-through boiler
US4068475A (en) * 1976-04-20 1978-01-17 Westinghouse Electric Corporation Flow control for once-through boiler having integral separators
US4241585A (en) * 1978-04-14 1980-12-30 Foster Wheeler Energy Corporation Method of operating a vapor generating system having integral separators and a constant pressure furnace circuitry
CH632331A5 (de) * 1978-10-03 1982-09-30 Sulzer Ag Verfahren zum anfahren eines zwanglaufdampferzeugers.
JPS55116010A (en) * 1979-02-27 1980-09-06 Hitachi Ltd Method of controlling water level of steam condensation system
US4338789A (en) * 1980-02-01 1982-07-13 Dolan John E Method of varying turbine output of a supercritical-pressure steam generator-turbine installation
DE3166099D1 (en) * 1980-12-23 1984-10-25 Sulzer Ag Forced-circulation steam boiler
JPS57172288U (ru) * 1981-04-17 1982-10-29
US4665706A (en) * 1981-05-12 1987-05-19 The Babcock & Wilcox Company Control system for variable pressure once-through boilers
US4487166A (en) * 1981-06-08 1984-12-11 The Babcock & Wilcox Company Start-up system for once-through boilers
JPS60174496A (ja) * 1984-02-21 1985-09-07 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 蒸気発生管
EP0349834B1 (de) * 1988-07-04 1996-04-17 Siemens Aktiengesellschaft Durchlaufdampferzeuger
DE58905817D1 (de) * 1988-07-26 1993-11-11 Siemens Ag Durchlaufdampferzeuger.
DE59105729D1 (de) * 1991-03-13 1995-07-20 Siemens Ag Rohr mit auf seiner Innenseite ein mehrgängiges Gewinde bildenden Rippen sowie Dampferzeuger zu seiner Verwendung.
JPH06137501A (ja) * 1992-10-23 1994-05-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 超臨界圧変圧運転蒸気発生装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US400720A (en) * 1889-04-02 Feed-regulator
GB1603219A (en) * 1977-04-28 1981-11-18 Foster Wheeler Energy Corp Once-through vapour generating system utilizing angularly arranged furnace boundary wall fluid flow tubes
GB2007340A (en) * 1977-11-07 1979-05-16 Foster Wheeler Energy Corp Vapour generating system utilizing intergral separators and angulary arranged furnace boundary wall fluid flow tubeshaving rifled bores
CH666532A5 (de) * 1984-12-27 1988-07-29 Mustafa Youssef Dr Ing Brennkammer-rohranordnung in zwangdurchlauf-dampferzeugern.
SU1268869A1 (ru) * 1985-02-21 1986-11-07 Предприятие П/Я А-7755 Пр моточный котел

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2317484C2 (ru) * 2002-12-02 2008-02-20 Сименс Акциенгезелльшафт Способ изготовления прямоточного парогенератора и прямоточный парогенератор
RU2359173C1 (ru) * 2008-02-07 2009-06-20 Владимир Александрович Степанов Печь для бани (варианты) и способ перегрева пара

Also Published As

Publication number Publication date
DE19510033A1 (de) 1995-11-30
DE19510033C2 (de) 1999-10-14
IT1278043B1 (it) 1997-11-17
CN1113306A (zh) 1995-12-13
ITRM950141A0 (it) 1995-03-08
CA2146610C (en) 2000-03-21
JP2989520B2 (ja) 1999-12-13
CN1084458C (zh) 2002-05-08
JPH0842805A (ja) 1996-02-16
CA2146610A1 (en) 1995-11-26
KR950033397A (ko) 1995-12-26
US5390631A (en) 1995-02-21
ITRM950141A1 (it) 1996-09-08
KR0163641B1 (ko) 1999-01-15
RU95108229A (ru) 1997-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2139472C1 (ru) Прямоточный парогенератор (варианты)
RU2075690C1 (ru) Проточный парогенератор
US6557499B2 (en) Fossil-fuel-fired once-through steam generator
JP3046890U (ja) 貫流ボイラ
RU2217654C2 (ru) Прямоточный парогенератор, работающий на ископаемом топливе
JP4953506B2 (ja) 化石燃料ボイラ
RU2181179C2 (ru) Способ эксплуатации проточного парогенератора и проточный парогенератор для осуществления способа
RU2212582C2 (ru) Прямоточный парогенератор, работающий на ископаемом топливе
US5967097A (en) Once-through steam generator and a method of configuring a once-through steam generator
CN210772093U (zh) 一种直流蒸汽发生器
JP2002535588A (ja) 化石燃料ボイラ
RU2146790C1 (ru) Водогрейный водотрубный котел
KR100363719B1 (ko) 과열기용 단일통로식 와류형성 전열장치
RU2110730C1 (ru) Цилиндрический котел
RU2109224C1 (ru) Водогрейный котел
JP4458552B2 (ja) スパイラル状に配置された蒸発器管を備えた貫流ボイラ
JP4463825B2 (ja) 貫流ボイラ
JP3190939B2 (ja) 蒸気発生装置
RU2151948C1 (ru) Котельная установка
RU2005954C1 (ru) Малогабаритный цилиндрический парогенератор и способ его работы
RU2241913C2 (ru) Водогрейный котел
RU2006754C1 (ru) Водогрейный бытовой котел
RU2296919C2 (ru) Водогрейный водотрубный котел
GB2102105A (en) Vapour generator
CN220892206U (zh) 一种整装式角管蒸汽锅炉及其供热系统