Материал: Слободчук В.И., Лескин С.Т., Шелегов А.С., Кашин Д.Ю. Основные системы энергоблока с реактором РБМК-1000
ко в последнее время начинают использование деаэраторов с дав-
лением pр =1,0–1,2 МПа (10–12 кгс/см2).
В состав деаэратора входят деаэраторный бак и деаэрационная колонка. На блоках большой мощности на одном деаэраторном баке устанавливаются, как правило, две деаэрацинных колонки.
Для увеличения площади контакта греющего пара и деаэрируемой воды используются разные приемы. Соответственно, деаэраторы по типу деаэрационной колонки классифицируются следующим образом:
струйно-капельные; пленочные; барботажные; комбинированные.
Принципиальное устройство деаэрационной колонки струйнокапельного типа представлено на рис. 12.2. В струйно-капельном деаэраторе деаэрируемая вода системой дырчатых тарелок 6 разделяется на струи, стекающие каскадом вниз. Снизу, навстречу струям воды, движется пар. Характер обтекания паром струй приближается к поперечному. Расположение нескольких тарелок по высоте колонки увеличивает общее время пребывания воды в ней. Площадь отверстий в тарелке составляет около 8 % от общей площади тарелки.
Основной конденсат поступает через патрубок 1 в открытую (или закрытую) кольцевую камеру 3 (изображена открытой), откуда через порог переливается на первую тарелку, в которой имеется горловина для выхода выпара. Потоки «горячих» дренажей (от ПВД и других узлов) подаются через патрубки 2 и разбрызгиваются над промежуточными тарелками через перфорированную трубу 4. Пар подводится в нижней части через патрубок 5. Выпар удаляется в верхней части колонки.
Основные недостатки струйно-капельных деаэраторов: большая высота деаэрационных колонок, превышающая 4 м; повышенная металлоемкость и сложность внутренних
устройств; небольшой номинальный нагрев воды (10–15 °С);
эффективность деаэратора понижается как при небольших перегрузках (на 10–15 %), так и при нагрузках менее 40 %;
66
низкая эффективность дегазации воды при струйном дроблении, вследствие эжектирования газов струями воды.
Рис. 12.2. Принципиальное устройство деаэрационной колонки струйно-капельного типа:
1 – подвод основного конденсата, 2 – подвод «горячих» дренажей, 3 – кольцевая камера, 4 – перфорированная труба,
5 – подвод греющего пара, 6 – тарелки, 7 – парораспределитель
В пленочных деаэраторах (рис. 12.3) деаэрируемая вода в виде тонкой пленки стекает по поверхности насадки. Снизу навстречу пленке воды движется греющий пар, т.е. имеет место противоточная схема. По способам выполнения насадки различают деаэраторы:
супорядоченной насадкой;
снеупорядоченной насадкой.
67
|
Упорядоченная насадка вы- |
|||||
|
полняется из |
параллельных |
||||
|
листов |
различной |
формы: |
|||
|
плоских |
вертикальных |
и |
|||
|
наклонных, |
зигзагообразных, |
||||
|
цилиндрических и других, ко- |
|||||
|
торые собираются в пакеты. |
|||||
|
Удельная |
площадь |
орошения |
|||
|
достигает 80 кг/(м2с). |
|
|
|||
|
Неупорядоченная |
насадка |
||||
|
(рис. 12.4) выполняется в виде |
|||||
|
свободной засыпки из множе- |
|||||
|
ства небольших элементов раз- |
|||||
|
личной формы, |
размещаемой |
||||
|
на опорной решетке деаэраци- |
|||||
|
онной |
колонки. |
Элементы |
|||
|
неупорядоченной |
насадки |
ре- |
|||
|
комендуется |
изготавливать |
из |
|||
Рис. 12.3. Пленочный деаэратор |
нержавеющей стали вследствие |
|||||
с упорядоченной насадкой: |
повышенной коррозии в среде |
|||||
1 – подвод воды, 2 – водораспреде- |
с большой |
концентрацией |
||||
лительная тарелка, 3 – цилиндри- |
агрессивных |
газов. |
Удельная |
|||
ческая насадка, 4 – подвод пара |
площадь орошения составляет |
|||||
|
30–40 кг/(м2с). |
|
|
|
||
Деаэраторы пленочного типа более устойчивы в работе, чем струйно-капельные, но имеют большее гидравлическое сопротивление по пару, большие металлоемкость и стоимость. Дополнительным недостатком деаэраторов с неупорядоченной насадкой является неустойчивость насадочного слоя и возможность его перемещения под воздействием воды, что приводит к гидравлическим переносам и снижению эффективности деаэрации.
В барботажных деаэраторах (рис. 12.5, 12.6) поток пара вводится в поток воды через специальное барботажное устройство. Проходя через воду, пар дробится на мельчайшие пузырьки, в результате чего увеличивается интенсивность процессов массо- и теплопередачи. В глубине слоя вода несколько перегревается и, поднимаясь вверх, вскипает, благодаря чему идет удаление растворенных в ней газов.
68
Рис. 12.4. Пленочный деаэратор с неупорядоченной насадкой:
1 – подвод деаэрируемой воды, 2 – кольцевая камера, 3 – водораспределительная камера, 4 – неупорядоченная насадка, 5 – опорная решетка, 6 – подвод пара, 7 – парораспределитель
Рис. 12.5. Барботажный деаэратор с «непровальной» барботажной тарелкой: 1 – дырчатый лист, 2 – водовливной порог, 3 – паровая подушка,
4 – отверстие для прохода избыточного пара
Непровальная барботажная тарелка (см. рис. 12.5) представляет собой дырчатый лист, на который сверху поступает вода, а снизу подводится пар. Двигаясь по дырчатому листу, вода непрерывно и многократно обрабатывается паром, подводимым под лист и проходящим через отверстия в нем. При нормальных режимах работы
69
под листом образуется паровая подушка, которая предотвращает провал жидкости через отверстия дырчатого листа.
Затопленные барботажные устройства (рис. 12.6) располагаются под слоем воды в деаэраторном баке и обеспечивают впрыск и распределение потоков пара в объеме воды. По конструктивному исполнению делятся на сопловые, сопловые с циркуляционными перегородками, с перфорированными коллекторами (трубами или листами), комбинированные.
Рис. 12.6. Принципиальная схема затопленного барботажного устройства (с перфорированным листом):
1 – деаэраторный бак, 2 – перфорированный лист, 3 – подвод греющего пара
Комбинированные деаэраторы – деаэраторы, сочетающие барботажный принцип работы и струйно-капельный или пленочный. Комбинация струйного и барботажного принципа работы деаэратора позволяет, при сохранении небольшого гидравлического сопротивления по пару:
повысить устойчивость деаэрации при переменных нагрузках; повысить интенсивность деаэрации; уменьшить высоту деаэрационной колонки (за счет сокращения
числа струйных тарелок).
Наиболее часто применяются комбинированные деаэраторы струйно-барботажного типа с вертикальными (рис. 12.7,а) и горизонтальными (рис. 12.7,б) колонками.
70