Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_1382
.pdf
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB194342A
[]
Усовершенствования, касающиеся предотвращения или уменьшения коррозии в паровых котлах и подобных
им устройствах, а также в оборудовании, получающем пар от них. Мы, Ричард Уильям Бейли, проживающий
по адресу: Стокпорт-роуд, 23, Альтринчем, графство Честер, и Хедли Эдмунд Морган, проживающий по
адресу: Кенвуд-роуд, 50, Стретфорд, графство Ланкастер, оба подданные короля Великобритании, и
компания METRO- Компания LIMITED, расположенная по адресу: 4, Central Buildings, City Westminster,
британская компания, настоящим заявляет, что суть данного изобретения заключается в следующем: данное
изобретение относится к предотвращению или уменьшению коррозии в паровых котлах, генераторах и тому
подобном, а также в установках, снабжаемых паром. Хорошо известен метод обработки питательной воды
для котлов с целью удаления или нейтрализации ее коррозионных компонентов, в частности газов кислорода
и диоксида углерода, а также продуктов, образующихся из некоторых хлоридных солей, путем пропускания
воды через обширную поверхность железа в виде стружки, вспененного листа и пластин. Между
нежелательными примесями и железом происходит химическое взаимодействие, приводящее к их частичной
нейтрализации путем механизации и коррозии обрабатываемого железа. В результате, когда обработанная
вода впоследствии контактирует со стальным корпусом котла или когда образующийся пар достигает
установки, вода или пар относительно свободны от коррозионных примесей, и коррозия этих частей
снижается.
Влияние повышения температуры на ускорение химических реакций также хорошо известно и использовалось
в рассматриваемом методе обработки, что привело к уменьшению количества обрабатываемой извести по
сравнению с обработкой при более низких температурах, а также к уменьшению необходимого размера
установки, хотя при заданном количестве обрабатываемой воды и степени обработки количество
корродированного железа будет одинаковым при всех температурах. Следовательно, при более высоких
температурах, в силу увеличения скорости химической реакции, вода может проходить быстрее, и требуется
меньшая площадь поверхности железа. Однако коррозия, соответственно, происходит быстрее, и если вес
железа в системе меньше, чем при работе при более низкой температуре, то его замена требуется с
меньшими интервалами. Мало кто знает, что при высоких температурах, с которыми сталкивается паровой
котел, происходят химические изменения, вызывающие коррозию, или же может образовываться пар
коррозионного характера, даже если питательная вода, по-видимому, не является коррозионной.
Также было предложено, в целях удаления коррозионных компонентов пара, пропускать его через обширную
поверхность железа перед подачей в турбину или паровой двигатель. Химические реакции аналогичны тем,
что происходят при обработке воды, но для их протекания необходимо наличие влаги в паре. В полном
описании заявки № 35730 от 1920 года описан и заявлен способ проведения обработки железа, когда пар
находится во влажном состоянии, то есть пар обрабатывается до перегрева или содержание влаги
преднамеренно временно увеличивается, если пар слишком сухой. Целью настоящего изобретения является
усовершенствованный способ обработки железом, при котором пар, подаваемый в турбину или другую
электростанцию, будет полностью или почти полностью некоррозионным по отношению к используемой
установке, а максимальная выгода будет получена за счет повышения температуры, что позволит
использовать относительно небольшие количества обрабатывающего материала и, соответственно,
уменьшить размеры аппарата.
Согласно изобретению, вода и пар очищаются или практически полностью очищаются от коррозионных
примесей путем обработки питательной воды железом при температуре, которая не значительно ниже
температуры насыщения пара, образующегося в котле, подлежащем подаче, — то есть температуры, при
которой пар выделяется на поверхности воды в котле. Поскольку вода первоначально обрабатывается при
самых высоких температурах, до которых она будет доведена в котле или при которых она может содержать
влагу, она обязательно должна быть максимально некоррозионной в условиях, допускаемых используемым
давлением жидкости, и, что касается любой части установки, в которой она используется, она обязательно
будет некоррозионной, если находится в перегретом состоянии. С другой стороны, если материал влажный,
то в результате обработки он будет очищен от коррозионных компонентов, и таким образом будет обеспечена
защита оборудования, на котором он используется. Питательная вода может распыляться в атмосферу пара,
поддерживаемого при требуемой температуре и давлении, а затем пропускаться в горячем состоянии вместе
с паром, сконденсированным распылением, через обрабатываемое железо. Предпочтительно, питательная
вода распыляется в камеру, снабжаемую паром непосредственно из котла, который необходимо питать, при
этом обрабатываемое железо в виде вспененного листа, стружки, пластин или тому подобного располагается
в камере таким образом, что нагретая вода и сконденсированный пар вместе медленно проходят вниз по
расширенной поверхности железа к нижней части указанной камеры.
Очищенная вода предпочтительно затем пропускается через фильтр, который может располагаться в камере
обработки, и подается непосредственно в котел. При таком методе будет видно, что камера обработки по
своей сути также служит подогревателем питательной воды, и что операции выполняются очень экономичным
способом. Следует понимать, что нагрев, обработка и фильтрация могут проводиться соответственно в двух
или более емкостях, если это необходимо или удобнее. В некоторых случаях, помимо обработки воды, как
описано выше, образующийся пар может быть обработан перед подачей его в турбину или другую установку,
в которой он будет использоваться. Это может быть осуществлено способом, описанным в вышеупомянутой
патентной заявке, но предпочтительно пар смачивается уже обработанной водой, а вода нагревается паром,
образующимся из обработанной воды. В качестве примера будет описан один из вариантов устройства для
реализации изобретения, в котором нагрев, обработка и фильтрация подаваемой воды происходят в одной
камере или сосуде.
Указанная камера предпочтительно включает в себя вертикальный цилиндрический барабан, который может
поддерживаться корпусом котла или опираться на него. Пар из последнего подается по трубе с клапаном в
указанный барабан и поступает в него через верхний конец. Питательная вода подается в барабан и
превращается в распыляемую жидкость, предпочтительно в его самом верхнем конце, то есть выше точки
входа пара из котла, так что вода распыляется в атмосферу пара. Расширенный листовой чугун, стружка или
параллельные пластины могут быть расположены и поддерживаться на горизонтальной решетке или
перфорированной полке, расположенной посередине барабана, а фильтр, состоящий из кокса или другого
подходящего пористого материала, может быть размещен под обрабатывающим чугуном на горизонтально
расположенной решетке; в нижней части барабана остается пространство для сбора очищенной воды и
осадка, который при необходимости может быть сдут через подходящую трубу. Это пространство сообщается
с пространством, образованным вертикальной перегородкой сбоку от барабана и служащим выходом для
очищенной и отфильтрованной воды.
Выходная труба входит в пространство, образованное перегородкой, в точке, расположенной немного ниже
точки входа пара из котла. Предпочтительно, чтобы в верхней части перегородки было предусмотрено
отверстие для выравнивания давления и, следовательно, обеспечения равномерного отвода воды. Указанное
отверстие, предпочтительно расположенное ниже уровня, на котором пар поступает в барабан, может также
служить обводным каналом для питательной воды и сконденсированного пара в случае засорения фильтра,
чугуна или обоих элементов. Выходная труба из барабана может быть выполнена таким образом, чтобы
подавать воду непосредственно из него в котел. Трубопровод подачи питательной воды может быть снабжен
соответствующим ответвлением с клапаном, позволяющим подавать неочищенную воду непосредственно в
котел, когда необходимо открыть и заполнить барабан раствором железа и фильтрующим материалом. С
помощью описанного выше оборудования видно, что, поскольку нагретая питательная вода поступает в
барабан сверху, обрабатываемое железо будет подвергаться коррозии сильнее в верхней части, что
потребует более частой замены материала в верхней части, чем в нижней.
Обновление может быть облегчено путем горизонтального разделения материала на пакеты или аналогичные
конструкции, которые можно легко извлекать и заменять. Или же материал может быть отсортирован
горизонтально, так что более тяжелые поперечные сечения или куски будут расположены сверху. Для
обеспечения подачи очищенной воды в случае засорения фильтра только мусором или осадком,
осыпающимся с железного элемента, между железным элементом и фильтром может быть предусмотрено
пространство с трубой, предназначенной для отвода воды из этого пространства непосредственно к
выходному отверстию барабана, при этом выходной конец этой трубы расположен внутри пространства,
образованного вышеупомянутой перегородкой, и на более высоком уровне, чем выходное отверстие из
барабана. Для предотвращения засорения фильтра осадком, отслаивающимся от обрабатываемого железа,
может быть применена следующая модифицированная схема. Описанная выше перегородка может быть
полностью опоясывающей барабан в виде цилиндра с выступающими наружу фланцами на концах,
образующего кольцевую камеру между указанной перегородкой и стенкой барабана.
Обрабатывающий чугун может располагаться внутри цилиндра, а фильтрующий материал — в кольцевой
камере, при этом конструкция такова, что подаваемая вода и сконденсированный пар проходят вниз через
обрабатывающий чугун в пространство в нижней части барабана, а затем вверх через фильтр к выходному
отверстию. Фланцевые торцы указанной цилиндрической перегородки могут быть снабжены снизу входными
отверстиями для воды, а сверху — обводными или выравнивающими давление отверстиями для уже
описанных целей. Внутри или снаружи барабана может быть установлен предохранительный патрубок,
обеспечивающий соединение между пространством в его нижней части и выходным отверстием, чтобы
гарантировать подачу очищенной воды в случае засорения фильтра. Далее будет описана модификация
аппарата, в которой барабан расположен с горизонтальной осью. В центре барабана по всей его длине
расположены две смежные вертикальные перегородки, которые простираются вниз на небольшое расстояние
от дна барабана. Эти перегородки образуют две основные камеры или отсека, в которых размещены
соответственно обрабатывающее железо и фильтр, и третий, или промежуточный, отсек, назначение которого
будет описано далее.
Подаваемая вода распыляется в атмосферу пара в отсеке, содержащем обрабатываемое железо, описанным
ранее способом. Нагретая питательная вода и сконденсированный пар проходят вниз через обрабатывающий
материал, затем вдоль дна барабана под указанными перегородками и поднимаются вверх через фильтр,
расположенный в другом основном отсеке, при этом выходная труба, как и прежде, предназначена для подачи
воды в котел. Каждая из перегородок снабжена перфорацией выше нормального уровня воды внутри
барабана. Перфорации расположены таким образом, что если сопротивление потоку воды через фильтр
возрастает, уровень воды в отсеке обработки и в промежуточном отсеке будет подниматься до тех пор, пока
очищенная вода не начнет протекать через перфорацию в перегородке, прилегающей к фильтру, минуя
засоренный фильтр. Если потоку воды через отсек обработки будет оказано сопротивление, вода в нем
поднимется и будет протекать через перфорацию в перегородке, прилегающей к обрабатываемому
материалу, причем эта перфорация будет находиться на более высоком уровне, чем перфорация в другой
перегородке.
Вода, отводимая из отсека обработки, будет течь вниз через промежуточный отсек и вверх через фильтр,
если последний работает исправно. Однако, если и очищающий материал, и фильтр засорятся, вода
поднимется как в отсеке очистки, так и в промежуточном отсеке и будет течь непосредственно из отсека
очистки через оба отверстия к выходному отверстию фильтрующего отсека, минуя таким образом оба
устройства. Таким образом, становится очевидно, что аппарат поддерживает подачу подогретой питательной
воды при любых обстоятельствах. В промежуточном и очистном отсеках могут быть установлены индикаторы
уровня воды, позволяющие оценить удовлетворительную работу фильтра и устройства очистки, а также могут
использоваться поплавки для срабатывания сигнализации, как это иногда делается на паровых котлах, чтобы
привлечь внимание к необходимости работы оборудования. В одном из вариантов устройства для очистки
воды оно состоит из ряда вертикально расположенных стальных пластин, расположенных на некотором
расстоянии друг от друга, чтобы вода могла проходить между ними.
Указанные пластины могут располагаться в прямоугольном лотке с загнутыми наружу верхними краями,
предназначенном для опоры на горизонтальные выступы, расположенные на стенках отсека обработки. Для
более равномерного распределения коррозии обрабатываемого железа вода может поступать в коробчатый
лоток, содержащий пластины, как сбоку, так и сверху. Такого результата можно добиться, сделав боковые
стороны подноса примерно вдвое ниже высоты самих тарелок или подобных изделий. Более равномерное
разрушение обрабатываемого железа может быть достигнуто путем периодического изменения направления
потока воды или периодического или непрерывного вращения обрабатываемого материала. Таким образом,
материал может представлять собой круглые, квадратные, прямоугольные или другие пластины,
установленные таким образом, чтобы их можно было вращать или колебать вокруг горизонтальной оси
периодически или непрерывно либо вручную, либо любым другим желаемым способом, например, с помощью
соответствующего приводного соединения с механическим подающим механизмом, если таковой
используется. В другом варианте исполнения обрабатываемое железо может содержаться в
перфорированном цилиндрическом барабане, вращающемся в зазоре между входной и выходной сторонами
аппарата.
В некоторых случаях лечение может проводиться поэтапно. Следует понимать, что фильтр может быть
сконструирован и установлен аналогично устройству очистки, принимая во внимание, что в этой конструкции
вода проходит через фильтр вверх, а не вниз, как в отсеке очистки. Далее будет описана модифицированная
форма аппарата с горизонтальным барабаном или корпусом, предназначенная для использования в случаях,
когда подаваемая вода нагревается в отдельном сосуде или аппарате. Барабан разделен двумя основными
отсеками для обработки и фильтрации, а также небольшим промежуточным отсеком двумя вертикальными
центральными перегородками, как было описано ранее. Водонагревательный прибор расположен над
барабаном и напрямую соединен с его отсеком обработки с помощью короткой трубы, так что отсек обработки
всегда полностью заполнен водой. Вода подается вниз через устройство для очистки, расположенное под
двумя перегородками, затем вверх через фильтр и далее по выходной трубе в котел описанным выше
способом.
Вместо перегородок с перфорациями для обхода, как в ранее описанных вариантах, обход может быть
обеспечен следующим образом. Промежуточное отделение между двумя перегородками сообщается сверху с
обводным куполом, нижняя часть которого разделена на две секции с помощью перегородки-водохранилища,
одна из которых соединена с указанным промежуточным отделением, а другая — с выходной стороной
селитры. Между указанным куполом и водонагревательным устройством предусмотрена соединительная
труба, входящая в последнее в точке, расположенной выше нормального уровня воды в нем, и входящая в
купол на уровне выше уровня водослива перегородки. При такой конструкции, если фильтр засоряется,
уровень воды в нагревательном аппарате и в промежуточном пространстве между двумя перегородками
повышается до тех пор, пока вода не перельется из указанного промежуточного пространства через верхний
конец водослива перегородки в куполе и оттуда не попадет на выходное отверстие фильтрующей камеры.
Если же, наоборот, устройство для обработки засорится, уровень воды в нагревательном аппарате
поднимется до тех пор, пока не пройдет через указанное выше трубное соединение с куполом. Затем вода
поступает в промежуточную камеру, и если фильтр свободен, она стекает вниз к дну основного барабана и
проходит вверх через фильтр. Если и фильтр, и устройство для очистки засорены, то вода будет подниматься
в промежуточном отсеке, а также в нагревателе, и будет течь непосредственно из нагревательного устройства
к выходной стороне фильтрующего отсека. Уровень воды на выходной стороне фильтрующего отсека
определяется самой высокой точкой выходной трубы, соединяющей фильтрующий отсек с котлом, и эта
высота будет немного меньше высоты водослива внутри обводного купола. Аппарат для обработки пара
будет аналогичен аппарату для обработки питательной воды, за исключением того, что фильтр будет
отсутствовать, а байпасы не будут предусмотрены, поскольку пароочиститель не может засориться.
В некоторых случаях для обработки как воды, так и пара может использоваться один и тот же аппарат. Таким
образом, в правильно расположенном барабане могут быть размещены два устройства для обработки воды, и
конструкция может быть такой, что питательная вода нагревается паром из котла, который будет на нее
подаваться, а пар смачивается водой, предпочтительно уже обработанной водой. В другом варианте два
аппарата могут быть расположены и объединены таким образом, что в одном из них вода нагревается и
обрабатывается, а в другом происходит смачивание и обработка пара. Пар для нагрева воды может поступать
из обводного трубопровода, соединенного с выходным отверстием пароочистительного оборудования, а вода
для смачивания пара может поступать через обводной трубопровод из очищенной воды, поступающей из
водоочистного оборудования в котел. Удобно, что установка для водоподготовки расположена
непосредственно над установкой для обработки пара, и обе они установлены непосредственно на котле, что
позволяет использовать сравнительно короткие соединения для пара и воды.
Следует, однако, понимать, что изобретение никоим образом не ограничивается какими-либо конкретными
вариантами, описанными здесь. Усовершенствования, касающиеся предотвращения или уменьшения
коррозии в паровых котлах и подобных им устройствах, а также в оборудовании, получающем от них пар. Мы,
Ричард Уильям Бейли, проживающий по адресу: Стокпорт-роуд, 23, Альтринчем, графство Честер, и Хедли
Эдмунд Морган, проживающий по адресу: Кенвуд-роуд, 50, Стретфорд, графство Ланкастер, оба подданные
короля Великобритании и метрополии... Компания LIMITED, расположенная по адресу: 4, Central Buildings, City
of Westminster, британская компания, настоящим заявляет о характере данного изобретения и способе его
осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении: Данное
изобретение относится к аппарату для обработки исходной воды с целью удаления или нейтрализации ее
коррозионных компонентов, включающему материал или материалы, способные реагировать с
коррозионными веществами в воде, фильтр и средства для обеспечения прохождения исходной воды
сначала в контакте с обрабатывающим материалом, а затем через фильтр.
В аппаратах такого типа уже предлагалось соединять два фильтра параллельно с емкостью, содержащей
обрабатывающий материал, и соединять входную трубу последней емкости непосредственно с котлом, так
что путем ручного управления клапанами, регулирующими эти соединения, воду можно перенаправлять с
одного фильтра на другой или подавать непосредственно в котел, минуя какую-либо часть аппарата, в
зависимости от обстоятельств. Были также предложены другие устройства, в которых предусмотрены
средства ручного управления для отвода воды от фильтра, чтобы в случае засорения фильтра она могла
подаваться непосредственно из обрабатывающего материала в котел. В соответствии с настоящим
изобретением в аппарате вышеупомянутого типа предусмотрено автоматическое поддержание подачи воды в
котел или аналогичное устройство, далее именуемое котлом, в случае засорения обрабатывающего
материала или фильтра, или как обрабатывающего материала, так и фильтра.
В некоторых вариантах устройство автоматически настроено на поддержание постоянной подачи очищенной
воды в котел в случае засорения фильтра, а в других — на поддержание постоянной подачи фильтрованной,
но неочищенной воды в котел в случае засорения только фильтрующего материала. Могут быть
предусмотрены средства для индикации засорения какой-либо части аппарата, и в некоторых случаях такие
средства могут быть приспособлены для определения местоположения препятствия, то есть для индикации
того, находится ли оно в обрабатываемом материале или в фильтре. Также могут быть предусмотрены
средства для обеспечения практически равномерной скорости коррозии по всей обрабатываемой поверхности
материала. Предпочтительно, питательная вода обрабатывается известным способом при температуре,
близкой к температуре насыщения пара, который должен быть из нее получен, то есть при температуре,
близкой к температуре, при которой пар выделяется на поверхности воды в котле, на который она подается.
Таким образом, вода первоначально обрабатывается при самой высокой температуре, до которой она будет
доведена в котле, и, следовательно, должна быть максимально некоррозионной в условиях, существующих
при используемом давлении жидкости. Что касается пара, образующегося из него, поскольку сухой пар не
обладает значительной коррозионной активностью, он обязательно будет некоррозионным в перегретом
состоянии, тогда как во влажном состоянии он все равно будет полностью или почти полностью
некоррозионным для оборудования, в котором он используется, поскольку вода, из которой он был получен,
была обработана при самой высокой температуре, при которой пар может содержать влагу.
Хотя, насколько можно судить на данный момент, описанный выше метод обработки делает как питательную
воду, так и образующийся из нее пар в максимально возможной степени некоррозионными для оборудования,
в котором он будет использоваться, в некоторых случаях пар может быть дополнительно обработан перед
подачей в турбину или другое оборудование, в котором он будет использоваться. Это может быть
осуществлено способом, описанным в Полном описании заявки на патент № 177234, но предпочтительно,
чтобы содержание влаги в паре во время такой обработки увеличивалось путем добавления уже
обработанной воды, а вода нагревалась до и во время обработки обработанным паром. Для более ясного
понимания изобретения, далее будут описаны несколько способов его практического применения на
примерах со ссылкой на прилагаемые чертежи, где фиг. 1-5 представляют собой соответственно
вертикальные срединные сечения различных форм аппаратов, сконструированных в соответствии с ним; фиг.
6 — вид с торца аппарата, изображенного на фиг. 4, с правого торца со снятой торцевой крышкой; фиг. 7 и 8
— сечения в плоскостях VII, VII и VIII, VIII, соответственно на фиг. 4, причем в последнем случае части за
плоскостью сечения опущены для упрощения чертежа; фиг. 9 и 10 — перспективные детали аппарата,
изображенного на фиг. 4; фиг. 11 и 12 — сечения в плоскостях XI-XI и XII-XII, соответственно на фиг.
5 На рисунках 13, 14 и 15 представлены детальные разрезы модификаций аппарата, изображенного на
рисунке 4; части, расположенные за плоскостями разрезов, опущены для наглядности; рисунок 16
представляет собой схематическое изображение аппарата для обработки как питательной воды, так и пара. В
каждой из представленных форм устройство включает в себя барабан или корпус 17, содержащий
обрабатывающий материал 18 и фильтр 19, и снабжено входным и выходным патрубками для питательной
воды 20 и 21 соответственно, выпускным или продувочным патрубком 22 и, за исключением формы,
показанной на фиг. 5, 11 и 12, входным патрубком для пара 23. В каждой из форм, показанных на фиг. 1–3,
барабан 17 расположен относительно вертикальной оси и снабжен одной верхней крышкой 24;
обрабатываемый материал 18 опирается на горизонтальную решетку или перфорированную диафрагму 25, а
входное отверстие для питательной воды 20 сообщается с распылителем -26, расположенным выше входного
отверстия для пара 23. В каждой из форм, показанных на фиг. 1 и 2, фильтр 19 расположен под
обрабатываемым материалом 18 и опирается на горизонтальную решетку или перфорированную диафрагму
27, а вертикальная перегородка 28, имеющая наклонную верхнюю часть с отверстием 29, расположенным
между уровнями входного патрубка пара 23 и выходного патрубка питательной воды 21, размещена с одной
стороны барабана между обрабатываемым материалом и фильтром 18 и 19, а также выходным патрубком 21.
При этом только в последней из этих форм в пространстве между барабаном 17 и перегородкой 28
расположена труба 30, сообщающаяся своим нижним концом с пространством между обрабатываемым
материалом 18 и фильтром 19 и простирающаяся своим верхним концом выше уровня выходного патрубка
21.
В форме, показанной на рис. 3, перегородка 28 имеет цилиндрическую форму с перфорированными
фланцами 31 и 32 сверху и снизу соответственно, которые плотно прилегают к барабану 17, причем верхняя
из них расположена между уровнями входа пара 23 и выхода питательной воды 21; фильтр 19 расположен в
кольцевом пространстве 33 между барабаном 17 и перегородкой 28, а труба 30 соединяет часть барабана 17
под обрабатываемым материалом 18 с кольцевым пространством 33 выше уровня выходного отверстия 21.
Вместо перфорации фланцы 31 и 32 могут иметь зазубренные или зубчатые края, или же их диаметр может
быть несколько меньше внутреннего диаметра барабана 17, так что в любом случае между ними и барабаном
17 образуются каналы для жидкости. В таком виде обрабатывающий материал 18 и фильтр 19 могут быть
удобно установлены в соединении с перегородкой 28, что облегчает снятие и замену одного или обоих из них.
В каждой из форм, изображенных на фиг. 4–12, барабан 17 расположен относительно практически
горизонтальной оси и снабжен двумя торцевыми крышками 34 и 35.
Центральные поперечные перегородки 36 и 37 простираются от верхней части до небольшого расстояния от
ее нижней части и отделяют обрабатываемый материал 18 от фильтра 19. Обрабатывающий материал
представляет собой прямоугольные железные пластины, расположенные на некотором расстоянии друг от
друга и установленные на ребре в желобообразном резервуаре 38 (см., в частности, рис. 9), высота которого
составляет приблизительно половину высоты пластин. Емкость 38 перфорирована снизу и снабжена
продольными фланцами 39, опирающимися на фланцы 40, выступающие внутрь от барабана 17. В варианте,
показанном на фиг. 4, 6, 7, 8, 9 и 10, верхняя часть барабана 17 радиально выступает примерно на половину
своей длины, образуя карман 41 для размещения распылителя 26, а перегородки 36 и 37 снабжены вблизи их
верхних концов отверстиями 42 и 43 соответственно, в то время как емкость 38 снабжена на одном конце
полукруглым торцевым элементом или перегородкой 44, аккуратно входящей в нижнюю половину барабана
17 и расположенной таким образом, что другой конец примыкает к перегородке 37.
Фильтр 19 расположен внутри желобообразного резервуара 45 (см., в частности, рис. 10), снабженного
продольными фланцами 46, опирающимися на фланцы 47, выступающие внутрь барабана 17, и полукруглым
торцевым элементом или перегородкой 48, аккуратно вставляемой в нижнюю половину барабана 17. Часть
емкости 45 под фланцами 46, за исключением торцевой части 48, перфорирована или выполнена из ажурного
материала, такого как расширенная сетка, а часть над такими фланцами не перфорирована, и емкость
расположена таким образом, что ее конец, удаленный от торцевой части 48, прилегает к перегородке 36. В
варианте, показанном на фиг. 5, 11 и 12, в барабане 17 под обрабатываемым материалом 18 образован
поддон 49, а в верхней части барабана над перегородкой 36 образовано отверстие 50. Над отверстием 50
установлена камера 51 с центральной вертикальной перегородкой 52 в нижней половине, при этом
перегородка 52 является продолжением перегородки 36, которая, в свою очередь, выступает в отверстие 50,
чтобы соединиться с ней.
Труба 53 соединяет камеру 51 с камерой 54, которая, в свою очередь, соединена с входным отверстием 20
для питательной воды в барабане 17 посредством трубы 55. Емкость 38 аналогична описанной, в частности,
со ссылкой на рис. 9, за исключением того, что фланцы 39 продолжаются вокруг концов емкости, образуя
единый непрерывный фланец, который опирается на концах на выступающие внутрь фланцы 56 на торцевой
крышке 35 и перегородке 37, а торцевая часть 44 отсутствует. Фильтр 19 в таком виде разделен на три секции,
расположенные внутри отдельных емкостей 45, аналогичных описанным с особым акцентом на рис. 10, за
исключением того, что они значительно меньше по размеру, а фланцы 46 продолжаются вокруг концов
емкостей, образуя непрерывные фланцы, которые опираются по бокам на фланцы 47, выступающие внутрь от
барабана 17, и на противоположных концах фильтра на выступающие внутрь фланцы 57 на торцевой крышке
34 и перегородке 36, и которые также служат для разделения одной емкости от другой, при этом торцевая
часть 48 в каждом случае отсутствует.
В модификации, показанной на рис. 13, конструкция в основном аналогична конструкции, показанной на рис. 4,
6, 7, 8, 9 и 10, за исключением того, что обрабатывающий материал 18 выполнен в виде дисков 58,
расположенных на некотором расстоянии друг от друга и установленных на продольном валу 59,
соответствующим образом закрепленном в корпусе 17, а также сальниковых элементов 60, полностью
охватывающих обрабатывающий материал и предназначенных для создания практически
водонепроницаемых соединений между периферией пластин 58 и барабаном 17; торцевая крышка 35 и
перегородка 37 заменены фланцами 40 и торцевой деталью 44. В несколько аналогичной модификации
вместо дисков 58 может быть использован перфорированный цилиндрический барабан, содержащий
обрабатываемый материал в виде стружки, пластин или вспененных листов. В каждой из модификаций,
показанных на фиг. 14 и 15, конструкция также в значительной степени аналогична описанной со ссылкой на
фиг. 4, 6, 7, 8, 9 и 10, за исключением того, что обрабатывающий материал 18 выполнен в виде квадратных
пластин 61, установленных в раме 62, которая в форме, показанной на фиг. 14, открыта со всех четырех
сторон и вращается в барабане 17, с которым она предназначена для обеспечения практически
водонепроницаемого контакта; барабан 17 имеет модифицированную форму, как показано на рисунке, и в
форме, показанной на фиг. 15, закрыт сверху и снизу и может колебаться в барабане 17 и предназначен для
обеспечения практически водонепроницаемого контакта с упорами 63, расположенными вдоль последнего по
всей длине обрабатывающего материала; в каждом случае между концами обрабатывающего материала 18 и
торцевой крышкой 35 и перегородкой 37 предусмотрены соответствующие уплотнительные средства.
Хотя эти модификации были проиллюстрированы в связи с аппаратами, аналогичными описанным на
рисунках 4, 6, 7, 8, 9 и 10, очевидно, что они не ограничиваются этим и могут быть применены к любому
другому типу аппаратов, для которых они подходят, например, к описанному на рисунках 5, 11 и 12. Хотя в
некоторых случаях состав обрабатывающего материала описывается как имеющий определённую форму,
следует понимать, что такие конструкции являются лишь иллюстративными и могут быть изменены по
желанию в соответствии с любой конструктивной формой аппарата или конкретной целью, для которой он
необходим. Как правило, материал представляет собой железную стружку, пластины или перфорированные
листы, помещенные в подходящую емкость, где это необходимо, и, в случаях, когда пар, образующийся из
обрабатываемой питательной воды, должен контактировать с другими металлами, подверженными коррозии,
может содержать такие металлы в любой желаемой форме или другие металлы, обладающие большей
химической активностью в удалении коррозионных компонентов пара.
В каждой из показанных форм барабан 17 поддерживается одним или несколькими кронштейнами 64,
установленными на корпусе котла 65, а выходное отверстие питательной воды 21 соединено трубой 66,
управляемой клапаном 67, с водяным или паровым пространством котла, а выпускное или продувочное
отверстие 22 — трубой 71, управляемой клапаном 72, в то время как, за исключением формы, показанной на
фиг. 5, 11 и 12, входное отверстие питательной воды 20 соединено с подачей питательного насоса трубой 68,
управляемой соответствующим клапаном (не показан), а входное отверстие пара 23 — с паровым
пространством котла 65 трубой 69, управляемой клапаном 70. В конструкции, показанной на фиг. 5, 11 и 12,
трубы 69 и 68 от котла и питательных насосов соответственно соединены с камерой 54 и распылителем 26,
соответствующим образом расположенным в ней. В варианте, показанном на рис. 1, в процессе работы пар из
котла поступает в барабан 17 через трубу 69 и отверстие 23, полностью заполняя его. Питательная вода,
подаваемая по трубе 68 и выходящая из распылителя 26 в разделенном состоянии, нагревается атмосферой
пара в барабане 17 и проходит вместе с конденсированным паром вниз через обрабатывающее вещество 18
и фильтр 19 в нижнюю часть барабана, откуда через выходное отверстие 21 проходит между перегородкой 28
и барабаном 17, а затем по трубе 66 в котел 65.
Труба 66 может заканчиваться у корпуса котла или, как показано пунктирными линиями, проходить ниже
уровня воды в котле, обеспечивая подводную подачу питательной воды. Отверстие 29 в перегородке 28
служит для выравнивания давления между основной частью барабана 17 и частью, отделенной перегородкой
26, и таким образом обеспечивает равномерную выгрузку. В случае засорения обрабатывающего материала
18 или фильтра 19 отложениями вода в барабане 17 поднимется до уровня отверстия 29, которое, находясь
ниже уровня парового входа 23, предотвратит перелив, и будет проходить непосредственно через выходное
отверстие 21, автоматически обеспечивая подачу горячей воды в котел в случае засорения фильтра 19 или
обрабатывающего материала 18, или обоих. Конструкция, изображенная на рис. 2, функционирует аналогично
конструкции, изображенной на рис. 1, за исключением того, что в случае засорения фильтра очищенная, но
нефильтрованная вода может проходить по трубе 30 к выходному отверстию 21, а оттуда в бойлер.
В случае засорения обрабатывающего материала вода может, как показано на рис. 1, проходить
непосредственно через отверстие 29 к выпускному патрубку 21, автоматически обеспечивая подачу горячей
воды в котел в случае засорения как обрабатывающего материала, так и фильтра. Форма, изображенная на
рис. 3, отличается от формы, изображенной на рис. 2, только относительным расположением
обрабатывающего материала 18 и фильтра 19 и, следовательно, изменением расположения трубы 30. Оно
функционирует точно так же. Вода, пройдя через обрабатывающий материал 18, поднимается вверх через
фильтр 19 к выпускному отверстию 21, а затем поступает в котел 65. В случае засорения фильтра вода из
основания барабана 17 по трубе 30 отводится непосредственно в часть кольцевого пространства 33 над
фильтром 19, автоматически обеспечивая подачу очищенной, но нефильтрованной воды в котел. В случае
засорения обрабатывающего материала вода будет проходить непосредственно из верхней части барабана
17 через перфорации или выемки во фланце 31 или между краем последнего и барабаном 17
непосредственно в верхнюю часть кольцевого пространства 33, а оттуда к выпускному отверстию 21,
автоматически обеспечивая подачу нагретой воды в котел.
Благодаря такой конструкции, обусловленной относительным расположением обрабатывающего материала
18 и фильтра 199, засорение последнего отложениями с первого сводится к минимуму, при этом практически
только очищенная вода контактирует с барабаном 17, и, следовательно, коррозия последнего значительно
снижается. В каждой из конструкций, изображенных на рис. 1–3, видно, что поскольку нагретая вода поступает
в обрабатывающий материал сверху, коррозия будет происходить в большей степени в верхней части
обрабатывающего материала, чем в нижней, что потребует более частой замены верхней части материала,
чем нижней. Этого можно в некоторой степени избежать, сортируя материал вертикально, так чтобы более
тяжелые куски находились сверху, или же это можно облегчить, разделив материал горизонтально на пакеты
или аналогичные конструкции, которые можно легко извлекать и заменять. В конструкции, показанной на фиг.
4, 6, 7, 8, 9 и 10, как и в предыдущих вариантах, пар поступает в барабан 17 через трубу 69 и отверстие 23 и
полностью заполняет его внутреннее пространство.
Подаваемая вода, поступающая по трубе 68 и распылителю 26, попадает в атмосферу пара и в нагретом
состоянии вместе с конденсированным паром проходит вниз через обрабатывающий материал 18, при этом
перегородка 37, фланцы 39 и 40 и концевая деталь 44 предотвращают ее дальнейшее движение. Отсюда он
проходит под перегородками 37 и 36 к фильтру 19, через который он проходит благодаря концевому элементу
48, фланцам 46 и 47 и перегородке 36, предотвращающим его движение по любому другому пути. После
прохождения через фильтр 19 очищенная и отфильтрованная вода поступает через отверстие 21 и трубу 66 в
котел 65. В случае засорения фильтра 19 вода поднимется между перегородками 36 и 37 и в камере,
содержащей обрабатывающий материал, и, поскольку отверстие 42 находится на более низком уровне, чем
отверстие 43, после прохождения через обрабатывающий материал 18, будет протекать через отверстие 42 и
оттуда непосредственно к выходному патрубку 21, тем самым автоматически обеспечивая подачу
обработанной воды в котел.
В случае засорения фильтрующего материала 18 вода будет подниматься в камере, содержащей
фильтрующий материал, и протекать через отверстие 43 в пространство между перегородками 36 и 37, где,
если фильтр исправен, она будет течь вниз между этими перегородками, а затем вверх через фильтр к
отверстию 21, тем самым автоматически обеспечивая подачу фильтрованной, но неочищенной воды в котел.
В случае засорения как обрабатывающего материала, так и фильтра, вода, поступающая через распылитель
26, будет направляться непосредственно в выходное отверстие 21 через отверстия 43 и 42, автоматически
обеспечивая подачу горячей воды в котел. При такой конструкции предпочтительно устанавливать указатели
уровня воды в пространстве между перегородками 36 и 37 и отсеком, содержащим обрабатывающий
материал 18, чтобы показать, удовлетворительно ли работают фильтр и обрабатывающий материал, и при
желании отверстие 21 может быть выполнено в барабане 17 вместо крышки 34, как показано на рисунке,
чтобы обеспечить возможность снятия последней без необходимости отсоединения трубы 66.
Конструкция, изображенная на фиг. 5, 11 и 12, функционирует аналогично описанной со ссылкой на фиг. 4, 6,
7, 8, 9 и 10, за исключением того, что в этом случае подаваемая вода и пар сначала поступают в камеру 54,
где первая нагревается и вместе с конденсирующимся при этом паром проходит в барабан 17 через трубу 55
и отверстие 20. Отсюда он проходит вниз через обрабатывающий материал 18, а затем протекает под
перегородками 37 и 36 к фильтру 19, через который попадает в выпускное отверстие 21, а оттуда по трубе 66
в котел 65, как описано со ссылкой на предыдущую конструкцию. В случае засорения фильтра вода
поднимется в камере 54 и между перегородками 36 и 37 в камеру 51, откуда она перельется через верхнюю
часть перегородки 52 к выходному отверстию 21, минуя фильтр и автоматически обеспечивая подачу
очищенной воды в котел. В случае засорения обрабатывающего материала уровень воды в камере 54
поднимется выше уровня трубы 53 и затем будет поступать через камеру 51 в пространство между
перегородками 36 и 37.
Если фильтр исправен, вода будет стекать вниз между перегородками 36 и 37 и вверх через фильтр к
отверстию 21, автоматически обеспечивая подачу фильтрованной, но неочищенной воды в котел. Однако,
если фильтр также засорится, вода пройдет через верхнюю часть перегородки 52 непосредственно к
выходному отверстию 21, минуя таким образом как обрабатывающий материал, так и фильтр, и
автоматически обеспечивая подачу горячей воды в котел. В этой конструкции уровень воды на выходной
стороне фильтра определяется самой высокой точкой трубы 66, и эта высота будет немного меньше высоты
перегородки 52, чтобы поддерживать барабан 17 в затопленном состоянии. В каждой из двух последних
конструкций относительное расположение обрабатывающего материала и фильтра обеспечивает
минимальное количество отложений и мусора от первого, достигающих второго, и поскольку подаваемая вода
в том состоянии, в котором она поступает в барабан 17, может контактировать с пластинами
обрабатывающего материала примерно на половине их поверхности, неравенство коррозии значительно
уменьшается и может быть в значительной степени изменено путем изменения доли обрабатывающего
материала, выступающего над емкостью 38.
В конструкции, показанной на рис. 5, 11 и 12, благодаря секционированию фильтра значительно
увеличивается площадь, по которой поступает вода, а также значительно упрощается снятие и замена
фильтра. Аналогичный подход может быть применен и к материалу для обработки. В каждой из форм,
изображенных на рис. 13 и 14, обрабатываемый материал может вращаться, а в форме, изображенной на рис.
15, он может колебаться, что в каждом случае обеспечивает практически равномерную скорость коррозии по
всей поверхности. В первых двух из этих вариантов пластины могут вращаться любым подходящим способом,
например, посредством соответствующего соединения с механическим устройством для подачи топлива, если
таковое предусмотрено в связи с котлом, в этом случае вращение барабана может регулироваться в
соответствии с количеством воды, подаваемой в котел, или они могут периодически вращаться вручную,
чтобы поочередно подвергать каждую часть их периферии воздействию воды в том состоянии, в котором она
поступает в барабан 17, тогда как в последнем из этих вариантов рама 62 может колебаться аналогичным
образом, чтобы изменить направление движения воды между пластинами 60, как показано стрелками 73 и 74.
В каждой из представленных форм барабан 17 можно опорожнить по желанию или в любое другое время.
Клапан 72, – воздушный кран, предпочтительно расположенный в соединении с верхней частью барабана 17,
для облегчения предыдущей операции. Для облегчения капитального ремонта или восстановления
оборудования может быть предусмотрен байпас в соединении с трубопроводом подачи питательной воды,
благодаря которому подача воды от питательного насоса может быть напрямую подключена к котлу или
может быть перенаправлена с одного оборудования на другое по желанию. Устройства, подобные описанным
выше или иным образом сконструированные в соответствии с изобретением, могут представлять собой
единственное средство, используемое на электростанции для предотвращения коррозии котла и
оборудования, получающего от него пар, или же могут применяться в сочетании с любым подходящим
пароочистительным оборудованием, например, таким, как описано в описании предыдущей заявки на патент
№ 177234. В последнем случае предпочтительное расположение двух аппаратов таково, что подаваемая
вода нагревается до и во время обработки паром, который предварительно был обработан способом,
описанным в спецификации вышеупомянутой заявки, и пар поддерживается во влажном состоянии во время
такой обработки водой, которая была обработана, как описано выше.
Для обеспечения возможности использования сравнительно коротких соединений пара и воды,
водоподготовительное оборудование может быть расположено непосредственно над пароподготовительным
оборудованием, и оба могут быть установлены непосредственно на котле, или, при желании, оба
оборудования могут быть размещены в одном барабане или конструкции. Такая схема показана на рис. 16,
где А и 13 представляют собой, соответственно, установки для обработки воды и пара, расположенные
внутри одного барабана 17 и разделенные перегородкой 75. Оборудование для очистки воды описан со
ссылкой на рис. 1 чертежей, но может иметь любую другую подходящую форму в рамках изобретения, и
устройство для обработки паром B также может иметь любую подходящую форму в рамках изобретения,
изложенного в полном описании вышеупомянутой предыдущей заявки на патент. В процессе работы подача
пластины осуществляется посредством подается в котел по трубе 66. Пар из котла подается через трубу 76 и
после прохождения
в котором он должен использоваться через трубу 78. Вода нагревается до и во время обработки за счет
очищенного пара, отводимого из подающей трубы 78 по трубе 79, управляемой клапаном 80, а содержание
Соседние файлы в папке патенты