يوجد مكونات مختلفة في دارة الماء والتغذية والبخار في المرجل ويجب أن نعرف بعض المكونات الأساسية لهذه الدائرة وهي المقتصد الحراري، أسطوانات المرجل، أنابيب الماء، والمحمى الفائق.
المقتصد الحراري هو مبادل حراري يأخذ الحرارة من الغازات الناتجة عن الاحتراق، ويرفع درجة حرارة الماء القادم من الماء التغذية العامة إلى حوالي درجة التشبع المقابلة لضغط المرجل.
إطلاق الغازات الناتجة عن الاحتراق ذات درجات الحرارة العالية في الجو يتسبب في خسائر كبيرة للطاقة. من خلال استخدام هذه الغازات في تسخين الماء التغذية، يمكن تحقيق كفاءة أعلى وأفضل اقتصاد، ومن ثم يُسمى المبادل الحراري "المقتصد الحراري".
من الناحية الهيكلية، المقتصد الحراري هو مجموعة من الأنبوبات المجوفة المنحنية التي يمر منها الماء التغذية. يتم تسخين الخارج من الأنابيب بواسطة غازات الاحتراق. كلما زاد عدد أنابيب الماء، زادت سطح التبادل الحراري. يتم تصميم عدد الأنابيب ومقطعها العرضي مسبقًا وفقًا للمعلمات المطلوبة للمرجل.
في الرسم البياني T-S أعلاه، الجزء المظلل يوضح منطقة المقتصد الحراري. الحرارة الممتصة بواسطة الماء التغذية تُرمز لها بـ ‘Qeco’.
مكون آخر أساسي في دارة الماء والتغذية والبخار
هو أسطوانة المرجل.
هناك نوعان من أسطوانات المرجل تستخدم في جميع أنواع المرجل وهما أسطوانة البخار وأسطوانة الطين. ولكل منهما وظائف محددة.
وظائف أسطوانة البخار في دارة الماء والتغذية والبخار هي:
تخزين الماء والبخار بشكل كافٍ لتلبية متطلبات الحمل المتغيرة.
تقديم رأس ومساعدة في الدورة الطبيعية للماء عبر أنابيب الماء.
فصل البخار من خليط الماء والبخار الذي ينبعث من الرايسرز.
مساعدة في المعالجة الكيميائية لإزالة الأكسجين المذاب وحفاظ على درجة الحموضة المطلوبة.
فصل البخار من الخليط الثنائي الطور في أسطوانة البخار:
يجب فصل البخار عن الخليط قبل مغادرته للأسطوانة لأن:
تحتوي أي رطوبة تحمل مع البخار على أملاح محلولة. في المحمى الفائق، يتبخر الماء وتبقى الأملاح مترسبة على السطح الداخلي للأنابيب لتشكل طبقة. هذه الطبقة تقلل من عمر المحمى الفائق.
بعض الشوائب في الرطوبة (مثل السيليكا المتطايرة) قد تسبب ترسبات على شفرات التوربين.
واحدة من الوظائف الهامة لأسطوانة البخار هي فصل البخار من خليط الماء والبخار. عند الضغوط المنخفضة (أقل من 20 بار؛ 1 بار = 1.0197 كجم/سم2) يستخدم الانفصال بالجاذبية. في طريقة الانفصال بالجاذبية، تنفصل جزيئات الماء عن البخار بسبب كثافتها الأعلى.
مع زيادة الضغط داخل أسطوانة المرجل، تزداد كثافة البخار لأنه قابل للضغط بشدة. بالتالي، تقل الفروق بين كثافات البخار والماء. وبالتالي، يصبح الانفصال بالجاذبية غير فعال.
لذا، في أسطوانة البخار للمرجل ذو الضغط العالي، هناك بعض الترتيبات الميكانيكية (تعرف باسم الأجزاء الداخلية للأسطوانة أو ترتيبات منع الرش) لفصل البخار عن الماء.
الصورة التالية توضح ترتيبات مختلفة لمنع الرش المستخدمة في محطات الطاقة الحرارية:
الفواصل هي أجهزة فصل تفصل الخليط الساخن من الماء والبخار عن البخار الجاف وتقدم مسارًا موجهًا للبخار الجاف.
في الفاصل الحلزوني، يسمح للخليط ثنائي الطور من الماء والبخار بالتحرك في مسار حلزوني ونتيجة للقوى المركبة تنفصل جزيئات الماء من الخليط ثنائي الطور. تجمع الأجنحة الصغيرة داخل الفاصل الحلزوني الجزيئات المترسبة من الماء.
في الغسالة، يسمح للخليط ثنائي الطور بالتحرك في مسار متعرج وهو يوفر المرحلة النهائية لتجفيف البخار.
بعد الغسالة، يسمح للبخار بالانتقال إلى المحمى الفائق عبر شاشة مثقوبة.
أسطوانة الطين هي رأس آخر يقع في القاع من المرجل وعادة ما يساعد في الدورة الطبيعية للماء عبر أنابيب البخار. تحتوي أسطوانة الطين عادة على ماء بدرجة حرارة التشبع، وكذلك الأملاح والشوائب المترسبة المعروفة باسم الرواسب. يتم غسلها دوريًا لإزالة الرواسب عن طريق فتح صمام التفريغ.
هذه أيضًا أساسية لـ دارة الماء والتغذية والبخار في المرجل
أنابيب الماء هي أنابيب مجوفة منحنية أو مستقيمة يدور فيها خليط الماء والبخار. هناك نوعان من أنابيب الماء، وهما النازل والصاعد. هذا التجميع من النازل والصاعد يعرف أيضًا باسم المبخر (أو المرجل الصحيح). يحدث التحويل الفعلي من الماء إلى بخار في المبخر. في الرسم البياني T-S المجاور، تم توضيح منطقة المبخر. ‘Qeva’ هو الحرارة الممتصة بواسطة المبخر. إنها أساسًا الحرارة الخفية للتقطير من الماء.
كما يشير الاسم، النازلات هي أنابيب الماء التي ينزل من خلالها الماء من أسطوانة البخار إلى أسطوانة الطين (انظر الشكل). لا يجب أن يتدفق أي فقاعات بخار مع الماء المشبع من الأسطوانة إلى النازلات. سيؤدي ذلك إلى تقليل الفرق في الكثافة والرأس الضاغط للدورة الطبيعية.
الصاعدات هي أنابيب الماء التي يصعد من خلالها خليط الماء والبخار ثنائي الطور عند درجة التشبع من أسطوانة الطين إلى أسطوانة البخار. عادة ما تكون الصاعدات قريبة من الأفران، بينما تكون النازلات بعيدة عن الأفران.
