Во избежание образования воронок на входе котловой воды в рециркуляционные трубы последние должны подключаться к нижней части верхних коллекторов ближе к торцам через промежуточные патрубки большего диаметра; так, при диаметре коллектора 0 273 x 10 мм диаметр указанного патрубка должен быть не менее 0 219 x 8 мм, что позволяет уменьшить скорость входа воды в рециркуляционные трубы в 4–5 раз. При таком присоединении рециркуляционных труб к верхнему коллектору экранной панели обеспечивается надежность работы этих труб при всех нагрузках парового контура.
Исследования работы таких паровых контуров комбинированных котлов, проведенные ПО «Союзтехэнерго», показали, что при подведении пароводяной смеси экранными трубами, имеющими в своей верхней потолочной части слабонаклонный участок (10° к горизонту) длиной l / d = 32 – 50, в них происходит значительное расслоение пароводяной смеси, которое сохраняется и в верхнем коллекторе экрана.
При изменении нагрузки парового контура от 40 до 100 % номинальной скорость воды в рециркуляционных трубах уменьшается с 1,9 до м/с (см. рис. 4.6), при этом скорость входа воды из коллектора в промежуточные присоединительные патрубки изменяется от 0,4 до3 м/с. Кратность циркуляции воды уменьшается с повышением нагрузки парового контура в пределах К = 85 + 20 (см. рис. 4.7).
Экспериментальные исследования этого парового контура показывают, что при номинальной нагрузке, когда общая кратность циркуляции составляет К =20, по рециркуляционным трубам контура из верхнего коллектора экрана в нижний коллектор поступает около 50 % всей циркулирующей воды.
При подводе пароводяной смеси экранными трубами, включенными в нижнюю часть верхнего коллектора (задний экран котла КВП?40/25), отсутствует расслоение в верхнем коллекторе (рис. 5.4). Весь коллектор заполнен пароводяной смесью, что значительно ухудшает поступление воды в рециркуляционные трубы за счет захвата большого количества пара. Скорость воды в рециркуляционных трубах в этом контуре изменяется от 0,8 до 0,4 м/с (рис. 4.6).
Улучшить работу рециркуляционных труб в таких контурах можно лишь за счет увеличения длины торцевой части верхних коллекторов. Необходимо отметить, что применение промежуточных патрубков большего диаметра на входе в рециркуляционные трубы и правильное их размещение (рис. 5.4) являются совершенно обязательными. Их отсутствие на котле КТК?100 показывает, что скорость воды в рециркуляционных трубах (см. рис. 4.10) с увеличением нагрузки уменьшается с 1,1 до 0,1 м/с, т. е. при номинальной 100 %-ной нагрузке контура рециркуляционные трубы практически выключаются из работы циркуляционного контура, несмотря на то что сечение этих труб составляет 15 % сечения экранных труб, в то время как в котле КВП?40 / 25 – около 10 %.