Индукционный парогенератор

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к технике получения пара, например водяного, для технологических нужд машиностроения, строительства или сельского хозяйства, а также горячей жидкости. В индукционном парогенераторе, содержащем наружный индукционный нагреватель, охватывающий кольцевую емкость, сообщенную с источником нагреваемого теплоносителя - трубопроводом и трубопроводом потребляемого пара, новым является то, что во внутренней полости кольцевой емкости коаксиально ей расположен сепаратор-пароперегреватель, нижняя часть которого сообщена с верхней частью кольцевой полости, а в кольцевом зазоре между сепаратором-пароперегревателем и внутренней стенкой кольцевой емкости расположен внутренний индукционный нагреватель. Нижняя часть сепаратора-пароперегревателя сообщена с верхней частью кольцевой полости посредством, по меньшей мере, двух трубопроводов, врезки которых в сепаратор-пароперегреватель выполнены тангенциально и расположены на разной высоте относительно друг друга. За счет применения в конструкции индукционного парогенератора сепаратора-пароперегревателя и организации движения парожидкостной смеси предлагаемый парогенератор позволяет получить сухой или перегретый пар. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к технике получения пара, например водяного, для технологических нужд машиностроения, строительства или сельского хозяйства, а также горячей жидкости, например воды.

Известны парогенераторы как косвенного действия (по способу нагрева жидкости) - с нагревателями в виде ТЭНов, так и прямого - электродные. И те, и другие парогенераторы способны производить только влажный пар. (См. Справочник «Электротермическое оборудование» /Под ред. Альтагаузена).

Известен индукционный электроводонагреватель (см. пат. 2191954, МКИ F24H 1/20, опубл. 27.10.2002 г.), содержащий индуктор и охватываемую им ферромагнитную трубу, соединенную с трубопроводами холодной и теплой воды, в котором дополнительно установлены четыре трубы, расположенные коаксиально друг другу с образованием внутренней, средней и наружной емкостей, при этом индукторы расположены в зазорах между внутренней и наружной емкостями, а внутренняя емкость соединена с водопроводом перегретого или сухого пара.

Однако данный водонагреватель не может быть использован для получения сухого или перегретого пара.

Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение возможности получения сухого или перегретого пара за счет применения в его конструкции сепаратора-пароперегревателя и организации движения парожидкостной смеси.

Поставленная задача решается тем, что в индукционном парогенераторе, содержащем наружный индукционный нагреватель, охватывающий кольцевую емкость, сообщенную с источником нагреваемого теплоносителя и трубопроводом потребляемого пара, новым является то, что во внутренней полости кольцевой емкости коаксиально ей расположен сепаратор-пароперегреватель, нижняя часть которого сообщена с верхней частью кольцевой полости, а в кольцевом зазоре между сепаратором-пароперегревателем и внутренней стенкой кольцевой емкости расположен внутренний индукционный нагреватель. Нижняя часть сепаратора-пароперегревателя сообщена с верхней частью кольцевой полости посредством, по меньшей мере, двух трубопроводов, врезки которых в сепаратор-пароперегреватель выполнены тангенциально и расположены на разной высоте относительно друг друга.

На фиг.1 схематично представлен разрез парогенератора.

На фиг.2 показаны врезки трубопровода парожидкостной смеси в сепаратор-пароперегреватель.

Здесь: 1 - емкость; 2 - сепаратор-пароперегреватель; 3 - трубопровод; 4 - наружный индукционный нагреватель; 5 - внутренний индукционный нагреватель; 6 и 7 - запорная арматура; 8 - трубопровод для подвода жидкости; 9 - трубопровод для отвода сухого или перегретого пара.

Индукционный парогенератор состоит из кольцевой емкости 1 и сепаратора-пароперегревателя 2, расположенного во внутренней полости кольцевой емкости 1 коаксиально ей. В емкости 1 происходит кипение жидкости, в сепараторе-пароперегревателя 2 - ее сепарация на жидкую и паровую фазы, испарение капель жидкой фазы и перегрев паровой фазы. Между собой емкость 1 и сепаратор-пароперегреватель 2 соединены трубопроводами 3 парожидкостной смеси. Трубопроводы 3 врезаны в верхнюю часть кольцевой емкости 1 и в нижнюю часть сепаратора-пароперегревателя 2 таким образом, что при этом нижняя часть сепаратора-пароперегревателя 2 сообщена с верхней частью кольцевой полости 1. При этом врезки в сепаратор-пароперегреватель 2 трубопроводов 3 выполнены тангенциально на разной высоте нижней части сепаратора-пароперегревателя 2. Наружный индукционный нагреватель 4 охватывает боковую поверхность емкости 1, а внутренний индукционный нагреватель 5 - в зазоре между емкостью 1 и сепаратором-пароперегревателем 2. Устройство снабжено запорной арматурой 6 и 7, контрольно-измерительными приборами и регулирующей аппаратурой (не показано). К парогенератору подводится жидкость, например вода, трубопроводом 8, и от него отводится сухой перегретый пар трубопроводом 9.

Устройство работает следующим образом. Жидкость (например, вода) из трубопровода 8 через запорную арматуру (кран, вентиль, задвижка) попадает в емкость 1 и заполняет ее. После заполнения арматура 6 перекрывает трубопровод 8 и включаются внешний 4 и внутренний 5 индукционные нагреватели, которые разогревают стенки труб, и от них греется жидкость в емкости 1, а также разогреваются стенки сепаратора-пароперегревателя 2. Жидкость разогревается до температуры кипения, кипит, и образовавшаяся в результате кипения парожидкостная смесь по трубопроводам 3 попадает в нижнюю часть сепаратора-пароперегревателя 2 через врезки, выполненные тангенциально и на разной высоте (см. фиг.2). Тангенциально расположенные врезки закручивают поток паровой фазы. Закрученность потока обеспечивает интенсификацию теплообмена между паром и стенками сепаратора-пароперегревателя 2. За счет этого теплообмена происходит перегрев пара. Жидкая фаза, попадая из трубопровода 3 на стенки сепаратора-пароперегревателя 2, испаряется и, образовавшийся пар, двигаясь далее вверх, перегревается, контактируя со стенками сепаратора-пароперегревателя 2, разогреваемыми внутренним индукционным нагревателем 5. Кроме того, индукционный нагреватель 5 разогревает стенку внутренней полости емкости 1, увеличивая паропроизводительность установки. Пар, перегретый в сепараторе-пароперегревателе 2, достигает нужных параметров (давления, температуры), открывается запорная арматура 7, и пар поступает в паропровод 9 и по нему к потребителю. Установка подпитывается жидкостью из трубопровода 8 через запорную арматуру 6, которую открывают после того, как открывается паровая запорная арматура 7.

Таким образом, за счет применения в конструкции индукционного парогенератора сепаратора-пароперегревателя и организации движения парожидкостной смеси предлагаемый парогенератор позволяет получить сухой или перегретый пар.

1. Индукционный парогенератор, содержащий внешний индукционный нагреватель, охватывающий кольцевую емкость, сообщенную с источником нагреваемого теплоносителя и трубопроводом потребляемого пара, отличающийся тем, что во внутренней полости кольцевой емкости, коаксиально ей расположен сепаратор-пароперегреватель, нижняя часть которого сообщена с верхней частью кольцевой полости, а в кольцевом зазоре между сепаратором-пароперегревателем и внутренней стенкой кольцевой емкости расположен внутренний индукционный нагреватель.

2. Индукционный парогенератор по п.1, отличающийся тем, что нижняя часть сепаратора сообщена с верхней частью кольцевой полости посредством, по меньшей мере, двух трубопроводов, врезки которых в сепаратор-пароперегреватель выполнены тангенциально и расположены на разной высоте относительно друг друга.