Судовые паропроизводящие установки

Двухконтурные паровые котлы

Появление двухконтурных паровых котлов было вызвано стремлением создать нечувствительную к качеству питательной воды конструкцию котла. Двухконтурный котел (или котел непрямого испарения) состоит из двух испарительных контуров (рис. 16).

Первый испарительный контур представляет собой обычный водотрубный котел с ЕЦ, включающий паровой и водяной коллекторы, соединенные пучками испарительных поверхностей нагрева (экранная и конвективная поверхности), ограничивающими топочный объем, опускных труб, и змеевика, в который поступает пар вырабатываемый в первом контуре. Рабочей средой первого контура является дистиллированная вода. Использование дистиллированной воды исключает накипеобразование

ПК 1К - паровой коллектор первого контура котла;

ПК2к - паровой коллектор второго контура котла;

ВК - водяной коллектор;

ИСП1К - испарительные поверхности нагрева первого контура;

ОП1К - опускные трубы первого контура;

3 - змеевик поверхности нагрева второго контура;

ПП - пароперегреватель;

ВП - воздухоподогреватель;

ДГ - дымовые газы;

Б1К - расход пара первого контура;

БПЕ - отбор перегретого пара второго контура;

Опв - подача питательной воды во второй контур котла.

Рис. 16. Схема двухконтурного парового котла.

В испарительных трубах первого контура. Пополнять первый контур водой практически не требуется, так как он герметичен и в нем отсутствуют протечки рабочей среды.

Пар, образующийся в паровом коллекторе первого контура (греющий пар), поступает в испарительный змеевик, расположенный в паровом коллекторе второго контура, отдает свою теплоту находящейся там воде, конденсируется и стекает в водяной коллектор первого контура.

Второй испарительный контур разомкнут и предназначен для получения рабочего пара, направляемого на главный двигатель. На поверхности змеевика, обогреваемого паром первого контура, происходит испарение воды. Пар собирается в верхней части парового коллектора, направляется в пароперегреватель, и далее - на потребители. Давление пара в паровом коллекторе первого контура поддерживается примерно в 2 ^ 3 раза большим, чем давление пара в коллекторе второго контура. Оно выбирается таким образом, чтобы температура первичного (греющего) пара была примерно на 50 °С больше температуры вторичного (рабочего) пара.

Расход пара, образовавшегося в паровом коллекторе второго контура, восполняется подачей в него питательной воды. С целью снижения концентрации солей в воде второго контура, из его парового коллектора организуется продувка части котловой воды. Небольшая часть солей осаждается в виде накипи на змеевике, который имеет сравнительно низкую температуру, не опасную для повреждения металла.

Преимуществами двухконтурных котлов перед одноконтурными являются;

- нечувствительность к качеству питательной воды, так как горячими газами омываются только поверхности нагрева первого контура, содержащие дистиллированную воду;

- способность выдавать пар относительно малой влажности без использования специальных сепарирующих устройств. Это качество обусловлено равномерным распределением по всей длине парового коллектора греющего змеевика (тепловой нагрузки), благодаря чему выравниваются нагрузки зеркала испарения и парового объема.

Недостатками двухконтурных котлов являются низкие параметры генерируемого пара, и поэтому непригодность их использования в мощных КТЭУ (для выработки пара более высоких параметров необходимо значительное увеличение давления пара в первом контуре котла).