Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_4379
.pdf
паровой стороны трансформатора с давлением в котле во время хода поршня трансформатора вниз или
подачи пара, а затем в «закрытое» положение, чтобы обеспечить управление главным паровым клапаном для
обеспечения сообщения паровой стороны трансформатора с управляемой выхлопной трубой, имеющей
вышеупомянутый «ключевой» клапан, который определяет равномерное давление выхлопных газов во время
хода поршня трансформатора вниз.
Водяная часть трансформатора соединена с основной трубой подачи питательной воды ответвлением, и
трансформатор расположен выше уровня рабочей воды в котле, чтобы обеспечить «напор» воды, который
используется во время хода подачи поршня трансформатора. Водопроводная труба, ведущая к указанному
трансформатору, расположена между обратным клапаном подачи воды на котле или рядом с ним и обратным
клапаном на основной водопроводной трубе. Та часть системы, которая находится со стороны котла за
обратным клапаном, образует то, что можно считать секцией высокого давления, в которой вода находится
под давлением котла во время такта подачи, когда обратный клапан подачи открывается, чтобы обеспечить
поступление воды в котел, после чего обратный клапан закрывается и отделяет эту секцию от секции
промежуточного давления, включающей вспомогательные устройства регулирования давления с другой
стороны этого клапана.
В конце такта подачи давление пара над поршнем трансформатора снижается до уровня ниже давления воды
в секции промежуточного давления, как будет более подробно описано ниже, после чего открывается
обратный клапан, позволяющий воде поступать в секцию со стороны котла для зарядки трансформатора
давления, в течение чего обратный клапан подачи в котел закрывается преобладающим давлением в котле.
Трансформатор давления может включать цилиндр, снабженный вкладышем из нержавеющей стали, и
поршень, снабженный лентой из нержавеющей стали, закрепленной по его периметру, которая может быть
снабжена водяными кольцами или канавками (или поршневыми кольцами) и предназначена для работы во
вкладыше из нержавеющей стали, установленном в указанном цилиндре. Нижняя часть цилиндра,
расположенная вертикально, может быть выполнена таким образом, чтобы ниже предела VP,
соответствующего ходу поршня вниз, и эта часть поддона соединена с вышеупомянутым ответвлением,
идущим от основной трубы водоснабжения, в месте между вышеупомянутым обратным клапаном подачи 8C и
клапаном противодавления, который служит для изоляции или разъединения секции промежуточного
давления системы от секции высокого или котлового давления.
Нижняя часть цилиндра расположена на расстоянии 8J от уровня воды в котле или котлах, и предпочтительно
не менее чем на пять футов выше указанного уровня воды. Поршневой шток, который может быть изготовлен
из нержавеющей стали, выступает через крышку, расположенную под углом 90 градусов и закрепленную на
верхней части цилиндра, и может проходить через сальник с металлическими уплотнениями, которые могут
удерживаться на месте с помощью опорной пластины или кольца, закрепленного на указанной крышке
цилиндра. Удлинительный стержень 95, предпочтительно прямоугольного сечения, привинчивается к
верхнему концу поршневого штока и имеет на противоположных сторонах и вблизи каждого конца
регулируемые стальные клинья. Удлинительный стержень проходит через направляющую 100, которая
является частью корпуса, содержащего регулирующий клапан, управляющий работой вышеупомянутого
главного парового клапана. Корпус управляющего толкателя может быть закреплен на корпусе или деталях
главного парового клапана 105, который может быть расположен вертикально, а сам управляющий толкатель
может быть расположен горизонтально и перемещаться с помощью клиньев на вышеупомянутом удлинителе
штока поршня для регулирования подачи и отвода пара, который приводит в действие главный паровой
клапан, который, в свою очередь, регулирует подачу пара к трансформатору.
Корпус или кожух главного парового клапана, который удобно установлен на крышке цилиндра
трансформатора давления, может быть выполнен в виде цилиндрической стальной отливки с ответвлением
для подачи пара высокого давления из котла, подсоединенным примерно в средней части таким образом,
чтобы обеспечить сообщение с центральной паровой камерой высокого давления котла, верхняя часть
которой имеет отверстие для установки вкладыша из нержавеющей стали, а нижняя часть — аналогичный
вкладыш, но меньшего диаметра, чем верхний вкладыш; оба вкладыша расположены вертикально и на
соответствующем расстоянии друг от друга. Главный паровой клапан выполнен в виде вертикально
перемещающегося двухпоршневого клапана и работает в указанных футеровках, при этом верхняя часть или
поршень указанного клапана снабжены водоотводными кольцами (или поршневыми кольцами) и работают в
верхней футеровке, в то время как нижний поршень указанного клапана работает в нижней футеровке и может
быть снабжен поршневыми кольцами. Таким образом, два поршня имеют разные диаметры и соединены
коротким штоком, который расположен в указанной паровой камере котла, находящейся между поршнями
главного парового клапана, а также проходит вокруг корпуса до паропровода, идущего от котла.
В нижней гильзе имеется ряд кольцевых отверстий, которые обеспечивают сообщение с ремнем или
кольцевым каналом, к которому подсоединена труба, ведущая к цилиндру трансформатора давления на
верхней стороне поршня. К нижней части корпуса или кожуха главного парового клапана может быть
прикреплена болтами фланцевая труба с выступом или патрубком, выступающим в нижнюю облицовку и
образующим нижний упор для вышеупомянутого главного парового клапана, причем указанный выступ или
патрубок также имеет центральное отверстие, проходящее через патрубок для сообщения с главной
выхлопной трубой. Верхний конец корпуса или кожуха главного парового клапана может быть закрыт
фланцевой крышкой, которая также имеет патрубок, образующий упор для верхнего конца главного парового
клапана. Один канал в корпусе или кожухе главного парового клапана сообщается с указанной центральной
или котловой паровой камерой высокого давления и с каналом подачи пара в кожухе регулирующего клапана,
образуя канал для пара из котла к вышеупомянутому регулирующему толкателю. Другой канал в корпусе
главного парового клапана сообщается с комбинированным паровым островком и выпускным каналом в
кожухе регулирующего толкателя и с пространством над большим и верхним концом главного парового
клапана.
В удобном месте в корпусе главного парового клапана этот проход регулируется регулируемым игольчатым
дроссельным клапаном из нержавеющей стали, конический конец которого может взаимодействовать с
седлом из нержавеющей стали при регулировке штока клапана с целью ограничения прохода, ведущего в
пространство над верхним и большим концом главного парового клапана. Корпус управляющего толкателя 66
может быть снабжен вкладышем из нержавеющей стали, в одной части которого расположены радиально
отверстия, обеспечивающие сообщение с приводной лентой для пара, которая получает пар через указанный
выше подающий канал, идущий из паровой камеры высокого давления котла в корпусе или кожухе главного
парового клапана. В другом месте указанной облицовки предусмотрен ряд радиально расположенных
отверстий для обеспечения сообщения с отводным паровым поясом, сообщающимся с подходящей
выхлопной трубой, которая может быть соединена с основной выхлопной трубой от главного парового
клапана. Между указанными двумя группами радиально расположенных отверстий в облицовке предусмотрен
порт 70 для обеспечения сообщения с вышеупомянутым объединенным паровходом и пароотводящим
каналом, который ведет к каналу в корпусе главного парового клапана, сообщающемуся 75 с пространством
над большим концом указанного главного парового клапана.
В указанной выше гильзе корпуса управляющего толкателя установлен сбалансированный поршень из
нержавеющей стали или толкатель с поршневыми или водоотводными кольцами, при этом диаметр клапана
уменьшен примерно в средней части, образуя кольцевой канал, который в одном положении обеспечивает
сообщение комбинированного парового впускного и выпускного патрубков с 85 рядами отверстий в гильзе,
ведущих к указанному выпускному ремню и выпускной трубе, а в другом положении обеспечивает сообщение
указанного комбинированного парового впускного и выпускного каналов с отверстиями, ведущими к
приводному паровому ремню, и подающим каналом, ведущим в камеру высокого давления котла главного
клапана. Один конец поршня или толкателя клапана предназначен для приема штифта с крестовиной, на
каждом конце которого имеется резьба для крепления распорных элементов и гаек с точеными
поверхностями, на которые затем устанавливаются и удерживаются любым подходящим способом концы
своеобразной рамы или крестовины. Рамка или крестовина проходит вокруг той части корпуса управляющего
клапана, которая имеет прорезь для приема и формирования направляющей для выдвижения
вышеупомянутого поршня трансформатора 105 красного цвета, и на ней расположен штифт толкателя,
который находится в осевом положении относительно вышеупомянутого управляющего толкателя клапана,
конец которого, прилегающий к вышеупомянутому штифту крестовины, соответствующим образом
сформирован для образования точки толкателя 110.
Указанный штифт толкателя и точка толкателя на регулирующем клапане предназначены для зацепления с
клиньями на удлинении штока поршня трансформатора, так что вертикальное перемещение 115 указанного
удлинения штока поршня вызовет перемещение клапана сначала в одном направлении одним из клиньев,
зацепляющихся с точкой толкателя на клапане, а затем в другом направлении другим клином,
зацепляющимся со штифтом толкателя на раме скобы или крестовины, причем этот штифт толкателя
предназначен для скольжения в соответствующем отверстии или проеме, образованном в торце части
корпуса, которая образует направляющую 125 для удлинения штока поршня трансформатора.
На главной выхлопной трубе, идущей от корпуса главного парового клапана ниже нижнего и меньшего конца
главного парового клапана 1.30, установлен вышеупомянутый стандартный «ключевой» клапан; который
посредством соответствующего колена или другой трубы соединен с запорным клапаном, от которого -5
выхлопная труба отходит и подает пар от трансформатора давления туда, где он необходим. Указанный
ключевой клапан предназначен для регулирования давления, при котором отработанный пар из
трансформатора давления поступает в отвод или в конкретное место, где он будет использоваться, например,
во второй ряд лопаток главных турбин.
Питательная вода может подаваться к вспомогательным устройствам высокого давления, таким как фильтры
высокого давления, дегазационные установки, паронагреватели, экономайзеры топлива и тому подобное,
самотеком, по городским магистралям или насосами, соответствующим образом управляемыми регулятором
подачи насоса, при любом заданном давлении ниже давления в котле, и после прохождения через
вспомогательные устройства подается в общий подающий трубопровод, снабжающий несколько котлов, или в
отдельный ответвленный подающий трубопровод при заданном пониженном давлении. Цилиндр
трансформатора давления готов к приему питательной воды, но поршень удерживается в нижнем положении
водой из-за наличия воды в вышеупомянутом поддоне в нижней части цилиндра, который всегда остается
заполненным водой. В этом положении пространство над указанным поршнем заполняется паром под
заданным давлением (регулируемым указанным запорным клапаном), немного меньшим, чем давление воды
в основных трубопроводах подачи воды и в данный момент в ответвлении, ведущем к отстойнику в нижней
части указанного цилиндра.
Указанный обратный клапан подачи автоматически закрывается, когда давление в котле превышает давление
воды по другую сторону этого клапана. Вследствие того, что давление воды в нижней части поршня
трансформатора и в секции промежуточного давления системы превышает давление пара над поршнем,
вышеупомянутый противоточный клапан открывается и позволяет воде протекать через него из основной
трубы в цилиндр трансформатора давления, поднимая тем самым поршень трансформатора, который, в свою
очередь, проталкивает пар из пространства над ним через вышеупомянутую трубу, ведущую к ремню или
кольцевому каналу в корпусе главного парового клапана вокруг нижней гильзы, имеющей кольцевые
отверстия, так что пар выходит через эти отверстия в вышеупомянутую главную выхлопную трубу, пройдя
через вышеупомянутый регулируемый потоковой или «ключевой» клапан, который поддерживает пар под
равномерным давлением, немного меньшим, чем давление воды в секции низкого промежуточного давления.
По мере подъема поршня, выступающий часть штока поршня, имеющая, как указано выше, верхний и нижний
клинья, проходит вверх через направляющую, образованную корпусом управляющего толкателя, и во время
этого движения вверх 70 верхний клин, который входит в зацепление с концом или точкой толкателя
управляющего толкателя и поршневого клапана, отходит от последнего, и указанный клапан удерживается в
«закрытом» или выпускном положении во время 75 хода поршня вверх и до тех пор, пока он не будет
приведен в действие нижним клином на другой стороне выступающего участка штока поршня.
Непосредственно перед тем, как поршень трансформатора давления достигнет своего верхнего положения,
нижний клин 80 входит в контакт со штифтом толкателя, установленным на вышеупомянутой скобе или
крестовине, соединенной с клапаном, так что клапан перемещается в открытое или входное положение.
Клапан в положении 85 сначала закрывает ряд отверстий, ведущих к выхлопному ремню и выхлопной трубе, а
затем открывает ряд отверстий, которые через вышеупомянутый паропровод находятся в прямой и
постоянной связи с паровой камерой высокого давления котла в корпусе главного парового клапана.
Таким образом, рабочий пар поступает из указанной камеры через вышеупомянутый подающий канал и ряд
отверстий для подачи рабочего пара 95 в кольцевой порт или канал вокруг уменьшенной части управляющего
толкателя, затем в общий входной и выходной каналы пара в корпусе управляющего толкателя 100, который
ведет к каналу, управляемому вышеупомянутым дроссельным клапаном или штоком, и через этот канал к
верхней части верхнего и большего конца главного парового клапана. Таким образом, главный паровой
клапан 105 под действием пара, воздействующего на большую площадь, опускается вниз, и при этом нижняя
часть поршня закрывает окружные отверстия в нижней гильзе, через которые пар из цилиндра
трансформатора давления выходит во время верхнего хода поршня трансформатора давления. Выпуск пара
теперь перекрыт, так что пар не может достичь главной выхлопной трубы, и по мере того, как главный паровой
клапан продолжает двигаться вниз, его нижняя часть или поршень открывает кольцевые отверстия в
указанной гильзе над нижним поршнем, чтобы установить сообщение между кольцевым каналом или лентой
(к которой подсоединена паропроводная труба с верхней стороны трансформатора) и паровой камерой котла
под давлением в корпусе главного парового клапана, в которую подается пар из котла под давлением котла.
Таким образом, пар из котла проходит через указанные кольцевые отверстия в нижней облицовке в кольцевой
канал, а затем в трубу 130 - 4 254,772 254,772, ведущую в пространство в цилиндре трансформатора
давления над поршнем. Этот поршень действует аналогично поплавку, перемещающемуся в воде, и давление
на квадратный дюйм на каждой из его поверхностей возрастает одновременно до тех пор, пока на верхней
поверхности поршня не будет достигнуто давление, характерное для котла. Повышение давления пара, когда
оно превышает давление насоса в главном трубопроводе подачи питательной воды, закрывает
вышеупомянутый противодавление, в результате чего последний полностью перекрывает все сообщение
между участком системы, к которому подключены вспомогательные устройства регулирования давления, и
участком со стороны котла, расположенным напротив указанного противодавления. Пар над поршнем
трансформатора в конечном итоге достигает давления в котле благодаря тому, что верхняя часть поршня
находится в соединении с паровым пространством котла.
Помимо давления котла, действующего вниз на поршень, существует также вес поршня, штока и удлинителя,
удерживаемого 5-дюймовым корпусом. Этот вес обеспечивает мощность (и необходимый запас) для
преодоления небольшого сопротивления трения, обусловленного поршнем и гильзой трансформатора,
уплотнениями штока поршня, направляющей удлинения и упомянутыми толкателями, только при движении
вниз. Любой избыточный вес, превышающий это требование, полезно использовать вместе с напором воды
между поршнем трансформатора и рабочим уровнем воды в котле. В тот момент, когда поршень
трансформатора достигает состояния парового равновесия с паровым пространством в котле, его
избыточный вес, как указано выше, вместе с напором воды, воздействующим на обратный клапан подачи,
автоматически открывает последний, и поршень начинает опускаться, в результате чего заряд питательной
воды, находящийся ниже поршня, поступает в котел. По мере опускания поршня пар под давлением котла
непрерывно подается в цилиндр трансформатора давления, расположенный над поршнем, на протяжении
всего хода поршня вниз, чтобы поддерживать состояние баланса давления между трансформатором
давления и паровым пространством в котле.
В нижней точке хода поршня трансформатора клин в верхней части выступа штока поршня соприкасается с
толкателем поршня, управляющим толкателем клапана, который, по мере опускания клина, перемещается
аксиально в своей гильзе до другого конца своего хода, тем самым закрывая радиально расположенные
отверстия, которые обеспечивают сообщение между паровой камерой высокого давления котла главного
парового клапана и комбинированным входным и выходным каналом, ведущим к верхней части главного
парового клапана. Когда регулирующий толкатель достигает конца своего хода, радиально расположенные
отверстия, ведущие к главной выхлопной трубе, открываются таким образом, что эти отверстия сообщаются с
комбинированным впускным и выпускным каналами 70, проходящими из пространства над верхней частью
главного парового клапана. В результате пар под давлением котла в верхней части главного парового
клапана выходит через вышеупомянутый канал с дроссельной заслонкой 75 (через который ранее подавался
пар), и в конечном итоге проходит через ряд выпускных отверстий в гильзе регулирующего толкателя,
ведущих к выхлопной трубе 80, которая сообщается с главной выхлопной трубой, идущей от главного
парового клапана.
При сбросе давления в котле на верхнем и большем конце главного парового клапана, последний 85
выталкивается вверх к своему верхнему упору под действием давления пара в паровой камере котла,
воздействующего на нижнюю поверхность большего поршня указанного главного парового клапана. При
подъеме главного парового клапана (90) сначала закрываются кольцевые отверстия в нижней гильзе, через
которые горячий пар под давлением котла проходил к верхней части поршня в трансформаторе давления во
время его хода вниз (95), а затем открываются эти отверстия под нижним поршнем указанного клапана, тем
самым обеспечивая сообщение кольцевого парового канала или ленты, сообщающейся с верхней частью
цилиндра трансформатора давления (100), с главной выхлопной трубой, как указано выше. Таким образом,
пар под давлением из котла, находящийся над поршнем в цилиндре трансформатора давления, выходит
через трубу, соединенную с указанным кольцевым каналом, и проходит из последнего через кольцевые
отверстия в выхлопную трубу, а затем через запорный клапан и шлюзовой клапан в выхлопной магистраль
или трубу 110, которая направляет пар туда, где он может быть полезно использован.
Как только давление пара над поршнем в трансформаторе давления падает ниже давления в паровом
пространстве котла, указанный обратный клапан подачи 115 автоматически закрывается под действием
давления в котле, и давление в цилиндре продолжает падать до тех пор, пока не откроется клапан
противодавления, регулирующий секцию промежуточного давления, к которой подключены вспомогательные
устройства давления 20. Поршень в цилиндре трансформатора давления находится в нижнем положении
своего хода и движется под действием воды, находящейся в поддоне под поршнем. Новая порция горячей
питательной воды начинает поступать в нижнюю часть цилиндра трансформатора под поршень с верхней
стороны, при этом вышеупомянутый «ключевой» клапан поддерживает равномерное давление пара ниже
давления воды, в то время как пар отводится, как указано выше. Для целей регулирования требуется
обычный ручной или автоматический регулирующий клапан, который может быть установлен в секции
пониженного или промежуточного давления каждого ответвления котла или напротив каждого обратного
клапана котла в секции высокого давления котла.
Важной особенностью изобретения является конструкция трансформатора давления, особенно в отношении
поршня, внутри которого водяные кольца образуют уплотнение между верхней и нижней поверхностями
поршня. Разница давлений на квадратный дюйм между верхней и нижней поверхностями должна быть как
можно меньше и составлять лишь дробную часть от -1 фунта на квадратный дюйм во время движений вверх и
вниз. Остальная часть веса поршня, штоков и т. д. уравновешивается путем вычитания из площади паровой
поверхности площади диаметра штока поршня. Поскольку поршневой шток не передает обычные поршневые
нагрузки, его диаметр может изменяться в зависимости от условий установки для увеличения или
уменьшения этого баланса. Поршень, сконструированный и используемый, как описано, сочетает в себе
чувствительность поплавка с герметичностью по отношению к пару и воде, а также мощностью поршня. В
случаях, когда пространство над котлами ограничено, может потребоваться использование цельного поршня
или прикрепление грузов снаружи к штоку поршня или его удлинителю, в этом случае потребуются
поршневые кольца.
На трубе, сообщающейся с паровой частью цилиндра трансформатора давления, может быть установлен
манометр, который также может вести к манометру на топочной площадке котла, так что с помощью этих
манометров можно легко наблюдать любые отклонения от нормы во время работы. На трубе, сообщающейся
с пространством над поршнем, может быть предусмотрен аварийный клапан для слива воды из поршня в
верхней точке его хода в случае, если после периода покоя аппарат окажется затоплен водой выше поршня.
Также может быть предусмотрен клапан для удаления скопившегося воздуха с нижней стороны поршня, когда
он находится в верхнем положении. Пар, выходящий из верхней части цилиндра трансформатора давления,
всегда чистый и прозрачный, и может использоваться в таких операциях, как окрашивание, отбеливание,
промывка шерсти, заводской нагрев или прямой контактный нагрев питательной среды и тому подобное, или
же этот пар может подаваться во второй или другой удобный ряд лопаток главных турбин, как упоминалось
ранее.
Диаметр этого штока, имеющего два поршня разного диаметра (образующих главный паровой клапан),
изменяется в разных установках в зависимости от давления в котле и давления отработанных газов через
главный выхлопной патрубок, так что ограничение потока пара, вызванное регулировкой вышеупомянутого
дроссельного клапана в канале, ведущем в пространство над главным паровым клапаном, будет действовать
одинаково как при подаче пара в указанное пространство в верхней части главного парового клапана, так и
при его отводе из него.
Аппарат специально разработан для работы с минимальным вниманием, и, за исключением поршня,
управляющего толкателем клапана, все изнашиваемые поверхности вертикальны и сбалансированы. Все
изнашиваемые поверхности смазываются паром или водой и изготовлены из твердой нержавеющей стали с
низким коэффициентом трения, благодаря чему они не ржавеют и не подвержены воздействию пара высокой
температуры. Данное устройство предназначено для работы без какой-либо масляной смазки. Максимальная
скорость перемещения поршня трансформатора не превышает двадцати футов в минуту, он работает плавно
и без амортизации, не оказывая вредного воздействия на клапан обратного давления или клапан подачи.
Дата: 12 марта 1925 года.
HASELTINE, LAKE & Co., 28, Southampton Buildings, Лондон, Англия, и 15, Park Row, Нью-Йорк, США, агенты
заявителя.
10 (ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.)
Усовершенствования, относящиеся к оборудованию, используемому для подачи питательной воды в паровые
котлы.
Я,. ИЛТИАКС НМОТМАН М'ТЕРС, подданный короля Великобритании, проживающий по адресу:
Рочестер-стрит, 20, Брэдфорд, графство Йоркшир. Инженер, настоящим заявляю, что характер данного
изобретения и способ его осуществления должны быть подробно описаны и установлены в следующем
заявлении: 11
Данное изобретение относится к устройствам, используемым в связи с подачей питательной воды в паровые
котлы, в которых насосы или другие средства подачи под давлением подают питательную воду из горячего
колодца или другого подходящего источника в пароводогрегенты, экономайзеры топлива (с другими
вспомогательными устройствами, создающими давление, такими как фильтры высокого давления,
дегазационные устройства и т.п., или без них), из которых горячая вода подается в котел, и изобретение
особенно касается таких систем или установок, где требуется высокое давление в котле. Главная цель
настоящего изобретения — обеспечить средства, позволяющие насосам или другим устройствам подачи
воды под давлением и вспомогательным устройствам подачи воды под давлением, подобным указанным
выше, работать при любом желаемом давлении ниже давления в котле, а также позволяющие повышать или
увеличивать давление горячей питательной воды для подачи в котел без передачи давления котла на секцию,
включающую вспомогательные устройства подачи воды под давлением и насосы или другие устройства
подачи воды под давлением, так что вместо использования подогревателей питательной воды,
экономайзеров и других необходимых вспомогательных устройств подачи воды под давлением,
сконструированных для работы при давлении в котле, как это обычно делается в системах и установках
указанного типа, можно использовать подогреватели питательной воды, экономайзеры и другие
вспомогательные устройства, сконструированные и разработанные для работы при относительно низком
давлении, без какого-либо снижения эффективности.
Изобретение применимо к системе подачи воды в отдельный котел или к системе подачи воды в
аккумуляторную установку, обычно питаемую поршневыми или центробежными насосами, но могут
использоваться и другие средства подачи под давлением, например, городские водопроводы или источник
самотечной воды. Данное устройство разработано специально, но не исключительно, для удобного
применения в существующих системах или конфигурациях.
4.5 Устройство согласно данному изобретению включает в себя трансформатор давления, предназначенный
для подачи горячей питательной воды из промежуточной и пониженной секции давления, к которой
подключены водонагреватели, экономайзеры с другими вспомогательными устройствами, создающими
давление, или без них, при заданной максимальной температуре и давлении с помощью питательного насоса
или других подходящих средств подачи под давлением. Конструкция и расположение устройства таковы, что
давление подачи поддерживается в трансформаторе давления во время его зарядки, а затем давление
подаваемой горячей питательной воды повышается до давления в котле, чтобы обеспечить передачу
указанной воды из трансформатора в котел без передачи давления котла в промежуточную или пониженную
секцию давления, включающую водонагреватели, экономайзеры или аналогичные устройства. Поскольку
изобретение специально предназначено для работы с питательной водой при высоких температурах,
поддержание давления подачи в трансформаторе давления во время 70-го такта зарядки является важной
особенностью, поскольку это предотвращает испарение горячей питательной воды.
Устройство согласно данному изобретению обеспечивает систему подачи воды в котел под «смешанным»
давлением, включающую в себя секцию высокого давления, ведущую к котлу и к которой подключен
трансформатор давления, и секцию промежуточного или пониженного давления, к которой, как указано выше,
подключены вспомогательные устройства высокого давления, и которая снабжается водой насосами
относительно низкого давления или другими средствами подачи под давлением при любом удобном давлении
ниже давления в котле, определяемом условиями, регулирующими работу любой отдельной установки.
Указанное устройство позволяет подключать этот участок промежуточного или пониженного давления к
участку высокого или котлового давления магистрального трубопровода, подающего топливо в один или
несколько котлов при максимальном давлении в котле, или, в качестве альтернативы, обеспечивает подачу
топлива при максимальном давлении в котле в каждый котел из общего участка промежуточного и
пониженного давления системы. 95 Непрерывная подача давления, осуществляемая насосом или другим
устройством подачи давления, преобразуется трансформатором давления в периодическую подачу,
включающую такты нагнетания при давлении подачи насоса и такты нагнетания при давлении в котле и более
высоком давлении, так что давление может изменяться или преобразовываться из любого более низкого
давления в давление в котле.
Трансформатор давления может включать вертикально 105 подвижный поршень, установленный в цилиндре
с достаточной герметичностью, образуя паровое пространство над ним и водяное пространство под ним, в
последнее подается горячая питательная вода через обратный клапан из промежуточной или пониженной
секции давления с помощью насоса или другого средства подачи под давлением для подъема поршня,
который во время этого такта наполнения выпускает пар (поступающий под давлением котла) из парового
пространства через регулируемый выпускной патрубок, поддерживающий постоянное давление отходящего
пара, что поддерживает давление подачи насоса в трансформатор и предотвращает испарение горячей
питательной воды. Эта регулируемая отводка, являющаяся важной особенностью данного изобретения, также
позволяет выгодно использовать отработанный пар в связи с работой турбин или в заводских службах и т. д.,
как указано ниже.
После того, как трансформатор (расположенный над уровнем рабочей воды в котле) заправлен, и поршень
1:30 -254,772 поднят до упора, пар под давлением котла поступает в паровое пространство над поршнем, и,
поскольку давление воды под поршнем увеличивается до давления над поршнем, последний, который всегда
находится под водой и является свободным поршнем, опускается под действием силы тяжести, а напор воды
в сочетании с весом поршня вызывает сброс воды под поршнем в котел через обратный или питательный
клапан, расположенный на котле или рядом с ним. Поддержание отработанного пара при минимальном
давлении, заданном в форме uni-16, осуществляется с помощью «ключевого» клапана, который может быть
настроен на определение минимального давления, при котором пар выходит из парового пространства
трансформатора, и на обеспечение равномерного противодавления, против которого подается горячая
питательная вода насосами или аналогичными устройствами при загрузке трансформатора.
Клапан с регулировочным запорным механизмом обычно имеет пружинный привод и может представлять
собой любую подходящую или распространенную конструкцию клапана с регулируемым потоком. Для
регулирования подачи пара в пространство над поршнем трансформатора предусмотрен главный паровой
клапан, управление которым осуществляется пилотным клапаном, приводимым в действие движением
поршня трансформатора. Когда поршень достигает своего нижнего положения, пилотный клапан приводится в
действие, заставляя главный клапан выпускать пар под давлением из котла, находящийся в пространстве над
поршнем, через вышеупомянутый «ключевой» клапан, который может широко открываться под действием
внешней пружины, настроенной на заданное давление ниже давления в котле, и остается открытым до тех
пор, пока давление выходящего пара не снизится до этого значения (которое находится чуть ниже давления
питательной воды в секции промежуточного и пониженного давления), после чего «ключевой» клапан
закрывается под действием своей пружины, и питательный насос, подающий пар в секцию промежуточного
или пониженного давления, начинает заряжать трансформатор под поршнем, выталкивая его вверх так,
чтобы он слегка сжимал пар между собой и закрытым «ключевым» клапаном.
Это небольшое сжатие открывает «ключевой» клапан, позволяя выйти достаточному количеству пара, чтобы
снова снизить давление до заданного значения, при котором клапан автоматически закроется.
Это действие продолжается до тех пор, пока поршень трансформатора не достигнет верхней точки такта
зарядки, после чего главный паровой клапан срабатывает под действием поршня, закрывая выпускной
патрубок к «ключевому» клапану и обеспечивая сообщение парового пространства над поршнем
трансформатора с рабочим паровым пространством котла.
Таким образом, зарядка трансформатора осуществляется при равномерно поддерживаемом заданном
давлении, и поршень трансформатора во время своего подъема должен выталкивать оставшийся пар по мере
своего движения вверх; следовательно, давление питательной воды во всей промежуточной или
уменьшенной секции системы, к которой подключены подогреватели питательной воды и другое
вспомогательное оборудование, будет поддерживаться питательным насосом на заданном уровне.
Регулировка давления отработанного пара с помощью «ключевого» клапана позволяет выгодно использовать
этот пар в различных соединениях. Если пар, проходящий через «ключевой» клапан, отводится в систему
низкого давления, где колебания давления незначительны, достаточно простого пружинного ключа. Когда
отработанный пар используется в корпусах турбин, где колебания нагрузки и давления могут быть
значительными, что нарушает пружинную нагрузку на ключевой клапан, может быть предусмотрен
сбалансированный регулируемый по потоку ключевой клапан, который может содержать поршень (и кольца)
того же типа:
Для компенсации изменяющегося давления в корпусе турбины и обеспечения возможности закрытия ключа
всегда при заданном давлении, несмотря на колебания нагрузки и давления в турбине, может использоваться
отверстие в седле ключа или диафрагма с поршнем. В качестве примера использования аппарата приводится
следующее; первостепенное значение имеет максимальная температура I, до которой водонагреватели,
экономайзеры и тому подобные устройства могут довести питательную воду до того, как она достигнет котла.
Например, на электростанциях температура обычно находится в диапазоне от 2500 до 300 °F, хотя может
быть и выше, и, например, ее можно принять за 275 °F, что соответствует давлению в котле приблизительно в
30 фунтов на квадратный дюйм.
на квадратный дюйм, так что после нагрева питательной воды до 275 °F давление не должно опускаться ниже
30 фунтов на квадратный дюйм во время прохождения к котлам, иначе произойдет испарение с потерей
тепла, а также возникнут механические неполадки в системе. Для обеспечения возможности реагирования на
все возможные чрезвычайные ситуации следует предусмотреть запас, скажем, в 20 фунтов на квадратный
дюйм, чтобы рабочее давление составляло фунтов на квадратный дюйм, которое всегда должно
поддерживаться подающим насосом в промежуточной или пониженной секции системы подачи, включающей
вспомогательные устройства, создающие давление. Что касается использования пара высокого давления из
котла после его подачи в трансформатор, следует понимать, что пар высокого давления из котла не
совершает работы в трансформаторе, и если его можно использовать в другом месте, это снижает
эксплуатационные расходы системы подачи пара смешанного давления в котлы в соответствии с настоящим
планом по сравнению с любой другой системой, в настоящее время широко используемой. Крупные
паротурбинные установки не являются идеальным средством для использования этой стали, например, на
электростанции, где основные турбинные установки при работе на максимальной перегрузке создают
давление в корпусе турбины на выходе из паровых форсунок около 1 фунта на квадратный дюйм.
Отработанный пар из трансформатора должен иметь достаточно высокое давление, чтобы поступать в
турбины в течение времени, пока питательный насос заряжает трансформатор; 105 фунтов на квадратный
дюйм было бы достаточно для любой из этих главных турбин, и это определило бы настройку ключа для
экономичного или выгодного использования отработанного пара из трансформаторов. Основная часть
отработанного пара (начиная с давления в котле) проходит с высокой скоростью через широко открытый
клапан, но после его закрытия поршень трансформатора все еще должен вытеснить оставшийся пар, так что
для экономичного использования пара из трансформатора в данном конкретном случае необходимо повысить
конечное давление, скажем, с 50 фунтов на квадратный дюйм, требуемого из-за температурных условий в
питательной воде, как указано выше, до, скажем, 105 фунтов на квадратный дюйм.
Таким образом, вся секция системы промежуточного или пониженного давления, включающая подогреватели
питательной воды, экономайзеры и т. д., будет подвергаться рабочему давлению 105 фунтов на квадратный
дюйм, вместо того чтобы, согласно существующим методам, в данном конкретном примере конструкция
должна была выдерживать давление 275 фунтов на квадратный дюйм.
- 40 дюймов, что соответствует рабочему давлению в котле. Таким образом, сравнительно низкое давление в
105 фунтов на квадратный дюйм позволяет использовать чугунные вспомогательные элементы в системе без
ущерба для эффективности, и это является основной целью настоящего изобретения. Приведенные выше
цифры являются примером для одного конкретного случая. Если отработанный пар из трансформаторов
использовался для работы в условиях низкого давления на заводе при температуре -50°C, его можно было бы
использовать (при той же температуре питательной воды) при давлении, скажем, 50 фунтов на квадратный
дюйм.
Трансформатор давления, посредством подающего или питательного насоса или иным способом, а также
запорного клапана, может перекачивать питательную воду любой температуры вплоть до температуры,
соответствующей давлению в котле; он также может быть сконструирован с помощью насоса и запорного
клапана для подачи пара 6O, необходимого для его работы, при любом конечном давлении на выходе,
которое считается экономически целесообразным. Благодаря настоящему изобретению можно снизить
первоначальную стоимость любой новой системы подачи пара, а также существенно уменьшить потребление
энергии для питания котла по сравнению с наиболее экономичными существующими системами. Особая
конструкция пилотного клапана и главного парового клапана, а также механизмов управления пилотным
клапаном являются важными особенностями настоящего изобретения, как описано ниже. Конструкция
аппарата может быть такой, чтобы обеспечить автономный блок, в котором все подвижные элементы
полностью закрыты, все изнашиваемые поверхности пыленепроницаемы, отсутствуют вращающиеся
поверхности, каждая изнашиваемая поверхность сбалансирована и не подвержена воздействию воды или
пара высокой температуры, что позволяет использовать аппарат без масляной смазки и ежедневного
обслуживания.
Для того чтобы указанное изобретение было ясно понято и легко реализовано на практике, оно будет описано
более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых: Рисунок 1 представляет собой вид сбоку
одной из конструкций аппарата согласно данному изобретению, схематически показывающий соединения с
паровым котлом и магистралью или трубой подачи питательной воды.
Рисунок 2 представляет собой вид сбоку, перпендикулярный изображению на рисунке 1, при этом нижняя
часть под углом 95 градусов показана в разрезе, как видно по линии 2-2 на рисунке 1.
На рисунке 3 представлен план аппарата, выполненный в несколько увеличенном масштабе.
На рисунке 4 представлен увеличенный вертикальный поперечный вид главного парового регулирующего
клапана.
На рисунке 5 представлен вид в разрезе, частично демонстрирующий управляющий клапан пилотного типа и
часть удлинителя штока поршня трансформатора, который приводит этот клапан в действие.
Рисунок 6 представляет собой поперечный разрез, выполненный по линии 6-6 на рисунках 4 и 5.
На рисунке 7 представлен частичный разрез, демонстрирующий удлинитель штока поршня трансформатора,
установленный в расширении парового пространства цилиндра трансформатора.
A — цилиндр трансформатора давления, содержащий поршень B. C — корпус, содержащий главный паровой
клапан D (см. рис. 4, стр. 115). E — это корпус пилотного клапана F, который регулирует подачу пара к клапану
D. G — это труба, посредством которой цилиндр трансформатора давления соединен с основной трубой
подачи питательной воды 120 H, представляющей собой секцию высокого давления системы и ведущей к
котлу I, который показан на схеме. J обозначает основной трубопровод подачи питательной воды на
промежуточном или пониженном участке системы, к которому подключены вспомогательные устройства
высокого давления, указанные выше, и который питается самотеком, городскими водопроводами или
насосами низкого давления при любом подходящем давлении ниже давления в котле, как указано выше.
Клапан K является «ключевым» клапаном, обеспечивающим заданное давление отработанного пара, как
описано ниже.
Цилиндр трансформатора давления А, расположенный вертикально, как показано на рисунке, снабжен
вкладышем из нержавеющей стали AI, в котором приводится в действие поршень B, к штоку B' которого
прикреплен или на котором образован удлинительный стержень B2, предпочтительно прямоугольного
сечения. Поршневой шток B' проходит через крышку цилиндра At в направляющей A3, имеющей отверстия A4
(см. рисунки 2 и 7), которые обеспечивают связь с закрытым удлинителем A5, в котором расположен
удлинитель поршневого штока B. Это закрытое расширение или паровое пространство А позволяет избежать
необходимости использования уплотнений и тому подобного для образования паронепроницаемого
соединения в точке прохождения штока поршня B' через крышку цилиндра А2. Удлинитель штока поршня BP
имеет на противоположных сторонах и на соответствующем расстоянии друг от друга стальные клинья B3 и
B4, которые регулируемо установлены и предназначены для управления пилотным клапаном F при
вертикальном перемещении поршня B. Поршень B имеет торцевое кольцо B5 из нержавеющей стали, которое
плотно прилегает к гильзе A' из нержавеющей стали и снабжено водяными кольцами или канавками B6, как
показано на рисунке.
Нижняя часть цилиндра А образует своего рода поддон А6 ниже предела хода поршня В вниз и верхнего
конца трубы G, которая предпочтительно расположена вертикально без изгиба. Поддон соединен с этой
частью, как показано на рисунке 2, причем его нижний конец соединен с трубой H между обратным клапаном
подачи H', расположенным рядом с котлом I, и клапаном обратного давления J1, который служит для
изоляции или разъединения трубы J, представляющей секцию пониженного давления, от секции высокого или
котлового давления, представленной трубой H на рисунке 1; J2 — предохранительный клапан,
предусмотренный в трубе J секции пониженного давления. Нижняя, или поддонная, часть А'
трансформаторного цилиндра А расположена выше уровня воды в котле I и предпочтительно не менее чем на
Соседние файлы в папке патенты