Водогрейная котельная

 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в системах теплоснабжения. Водогрейная котельная содержит по меньшей мере один водогрейный котел, водо-водяной теплообменник, вакуумный деаэратор подпиточной воды с трубопроводами исходной воды, греющего агента и деаэрированной подпиточной воды, последний из которых подключен к обратному сетевому трубопроводу через бак-аккумулятор и подпиточный насос, причем водогрейный котел, водо-водяной теплообменник и циркуляционный насос соединены трубопроводами с образованием замкнутого циркуляционного контура, а трубопровод греющего агента вакуумного деаэратора подключен к подающему сетевому трубопроводу через дополнительный водо-водяной теплообменник, который по греющей среде подключен к трубопроводам замкнутого циркуляционного контура на выходе из водогрейного котла и перед циркуляционным насосом. Изобретение позволяет повысить надежность и экономичность котельной. 1 ил.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в водогрейных котельных систем теплоснабжения.

Известны аналоги - водогрейные котельные, содержащие один или несколько водогрейных котлов, подключенных к подающему и обратному сетевым трубопроводам, включенный в обратный сетевой трубопровод сетевой насос, вакуумный деаэратор подпиточной воды с трубопроводами исходной воды, греющего агента, отбираемого из подающего сетевого трубопровода, и трубопроводом деаэрированной подпиточной воды, подключенным к обратному сетевому трубопроводу через бак-аккумулятор и подпиточный насос (см. кн. Соловьева Ю.П. и Михельсона А. И. "Вспомогательное оборудование ТЭЦ, центральных котельных и его автоматизация". - М.: Энергия, 1972, рис. 1 - 5, с. 24).

Недостатками аналогов являются пониженная надежность работы вследствие пережога поверхностей нагрева водогрейных котлов из-за заноса их отложениями, вынесенными сетевой водой из системы теплоснабжения, и пониженная экономичность из-за необходимости применения дорогостоящих методов повышения качества подпиточной воды для предотвращения этого пережога и внутренней коррозии котлов.

Водогрейная котельная - прототип содержит по меньшей мере один водогрейный котел, вакуумный дезаэратор подпиточной воды с трубопроводами исходной воды, греющего агента, отбираемого из трубопровода после водогрейного котла, трубопроводом деаэрированной подпиточной воды, подключенным к обратному сетевому трубопроводу через бак-аккумулятор и подпиточный насос (см. кн. Шарапова В.И. "Подготовка подпиточной воды систем теплоснабжения с применением вакуумных деаэраторов". - М.: Энергоатомиздат, 1996, рис. 7.2 на с. 110 - 112). Включение водогрейного котла в замкнутый циркуляционный контур, отделенный от трубопроводов теплосети водяным теплообменником, позволяет несколько повысить надежность работы водогрейного котла за счет снижения заноса поверхностей нагрева отложениями из системы теплоснабжения, снижения расхода подпитки замкнутого контура и возможности благодаря этому подпитывать замкнутый контур водой, прошедшей высококачественную противонакипную и противокоррозионную обработку.

Однако понижается надежность и экономичность из-за повышенной величины подпитки замкнутого циркуляционного контура, необходимой для восполнения потерь воды в замкнутом контуре, обусловленных отбором из него после водогрейного котла воды, используемой в качестве греющего агента в вакуумном деаэраторе (после деаэратора эта вода направляется в обратный сетевой трубопровод). Повышенная величина подпитки замкнутого контура приводит к понижению надежности котлов и возрастанию затрат на подготовку воды для подпитки этого контура.

Техническим результатом, достигаемым настоящим изобретением, является повышение надежности и экономичности водогрейной котельной за счет устранения отбора воды из замкнутого циркуляционного контура и снижения величины подпитки этого контура.

Для достижения этого результата предложена водогрейная котельная, содержащая по меньшей мере один водогрейный котел, водо-водяной теплообменник и циркуляционный насос, включенные в замкнутый циркуляционный контур, подающий и обратный сетевые трубопроводы, подключенные к водо-водяному теплообменнику, вакуумный деаэратор подпиточной воды с трубопроводами исходной воды, греющего агента и деаэрированной подпиточной воды, последний из которых подключен к обратному сетевому трубопроводу через бак-аккумулятор и подпиточный насос. Трубопровод греющего агента вакуумного деаэратора подключен к подающему сетевому трубопроводу через дополнительный водо-водяной теплообменник, который по греющей среде подключен к трубопроводам замкнутого циркуляционного контура на выходе из водогрейного котла и перед циркуляционным насосом.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что известная водогрейная котельная содержит по меньшей мере один водогрейный котел, водо-водяной теплообменник и циркуляционный насос, включенные в замкнутый циркуляционный контур, подающий и обратный сетевые трубопроводы, подключенные к водо-водяному теплообменнику, вакуумный деаэратор подпиточной воды с трубопроводами исходной воды, греющего агента и деаэрированной подпиточной воды, последний из которых подключен к обратному сетевому трубопроводу через бак-аккумулятор и подпиточный насос.

Отличия заявленного решения заключается в том, что трубопровод греющего агента вакуумного деаэратора подключен к подающему сетевому трубопроводу через дополнительный водо-водяной теплообменник, который по греющей среде подключен к трубопроводам замкнутого циркуляционного контура на выходе из водогрейного котла и перед циркуляционным насосом.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога позволило выявить совокупность существенных по отношению к техническому результату отличительных признаков, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию "новизна".

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного устройства. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата. В частности, заявленным изобретением не предусмотрено дополнение известного средства какой-либо известной частью, присоединяемой к нему по известным правилам для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно таких дополнений. Например, к такому преобразованию не может быть отнесено включение в схему водогрейной котельной дополнительного водо-водяного теплообменника греющего агента вакуумного деаэратора, поскольку само по себе включение дополнительного водо-водяного теплообменника не обеспечивает достижение искомого технического результата. Для достижения искомого результата одновременно с дополнением схемы водогрейной котельной водо-водяного теплообменником потребовалась существенно новая взаимосвязь элементов котельной: включение дополнительного водо-водяного теплообменника в трубопровод греющего агента вакуумного деаэратора, подключение трубопровода греющего агента не к трубопроводу после водогрейного котла, а к подающему сетевому трубопроводу открытого контура, подключение дополнительного водо-водяного теплообменника по греющей среде к трубопроводам замкнутого циркуляционного контура на выходе из водогрейного котла и перед циркуляционным насосом.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".

На чертеже изображена принципиальная схема водогрейной котельной.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата, заключаются в следующем.

Котельная содержит по меньшей мере один водогрейный котел 1, водо-водяной теплообменник 2 и циркуляционный насос 3, объединенные трубопроводами 4 в замкнутый циркуляционный контур. К теплообменнику 2 по нагреваемой среде подключены подающий 5 и обратный 6 сетевые трубопроводы. К вакуумному деаэратору подпиточной воды 7 подключены трубопровод исходной воды 8, трубопровод выпара 9 и трубопровод греющего агента 10. Деаэратор 7 связан трубопроводом деаэрированной подпиточной воды 11, в который включены бак-аккумулятор 12 и подпиточный насос 13, с обратным сетевым трубопроводом 6. Трубопровод греющего агента 10 вакуумного деаэратора подключен к подающему сетевому трубопроводу 5 через дополнительный водо-водяной теплообменник 14, который по греющей среде подключен к трубопроводам 4 замкнутого циркуляционного контура на выходе из водогрейного котла 1 и перед циркуляционным насосом 3. К трубопроводам 4 до и после котла 1 подключены рециркуляционный трубопровод 15 с насосом рециркуляции 16 и перепускной трубопровод 17 с регулятором температуры 18.

Водогрейная котельная работает следующим образом. Вода, нагреваемая в водогрейном котле 1 до постоянной температуры (например, 140 - 150^oC), циркулирует по трубопроводам 4 замкнутого циркуляцинного контура. Сетевая вода нагревается в водяном теплообменнике 2 до температуры, соответствующей температурному графику работы теплосети, и по подающему сетевому трубопроводу 5 подается потребителям. Регулятором 18 на трубопроводе 17 производится изменение температуры греющей воды перед теплообменником 2. Насосом 16 производится рециркуляция части нагретой воды для поддержания необходимой температуры перед водогрейным котлом. Подпитка теплосети осуществляется по трубопроводу 11. Подпиточная вода деаэрируется в вакуумном деаэраторе 7. В качестве греющего агента в деаэраторе 7 используется часть сетевой воды из трубопровода 5, нагретая в дополнительном водо-водяном теплообменнике 14 до необходимой для вакуумной деаэрации температуры 90 - 100^oC водой, отобранной из замкнутого контура после водогрейного котла. После использования в теплообменнике 14 греющая среда возвращается в замкнутый контур перед циркуляционным насосом 3.

Ввод дополнительного элемента и новая взаимосвязь элементов позволяют практически исключить утечки воды из замкнутого контура водогрейной котельной и снизить до минимума подпитку этого контура дорогостоящей водой повышенного качества. Тем самым достигается искомый технический результат, заключающийся в существенном повышении надежности и экономичности водогрейной котельной.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного устройства следующей совокупности условий: - водогрейная котельная, воплощающая заявленное изобретение, предназначена для использования в промышленности в области теплоэнергетики; - для заявленного устройства в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке средств и методов; - водогрейная котельная, воплощающая заявленное изобретение при его осуществлении, способна обеспечить достижение искомого технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость".

Формула изобретения

Водогрейная котельная, содержащая по меньшей мере один водогрейный котел, водо-водяной теплообменник и циркуляционный насос, подающий и обратный сетевые трубопроводы, подключенные к водо-водяному теплообменнику, вакуумный деаэратор подпиточной воды с трубопроводами исходной воды, греющего агента и деаэрированной подпиточной воды, последний из которых подключен к обратному сетевому трубопроводу через бак-аккумулятор и подпиточный насос, отличающаяся тем, что водогрейный котел, водо-водяной теплообменник и циркуляционный насос соединены трубопроводами с образованием замкнутого циркуляционного контура, а трубопровод греющего агента вакуумного деаэратора подключен к подающему сетевому трубопроводу через дополнительный водо-водяной теплообменник, который по греющей среде подключен к трубопроводам замкнутого циркуляционного контура на выходе из водогрейного котла и перед циркуляционным насосом.

РИСУНКИ

Рисунок 1