Дивертор — устройство для отвода потока¶
Дивертор — устройство (клапан, задвижка или кран), предназначенное для изменения направления потока рабочей среды (жидкости, газа, шлака) путём переключения его между различными трубопроводами или приёмными устройствами. Термин происходит от латинского divertere — «отворачивать, отклонять». Диверторы применяются в теплоэнергетике, металлургии, атомной энергетике, нефтегазовой отрасли и водоснабжении.
¶Принцип работы
Простейший дивертор представляет собой поворотный элемент (заслонку, шибер или пробку), который перенаправляет поток из одного входного канала в один из нескольких выходных. В отличие от обычного запорного клапана, который только открывает или закрывает проход, дивертор обеспечивает выбор направления потока. Конструктивно это может быть:
- поворотный клапан с Т-образным или L-образным корпусом;
- задвижка с двумя выходными патрубками;
- кран-тройник с фиксированными положениями переключения.
Управление осуществляется вручную (механический привод), электроприводом, пневмо- или гидроцилиндром. В энергетике и металлургии нередко применяются быстродействующие диверторы с автоматическим управлением, переключающие поток за доли секунды.
¶Применение в теплоэнергетике
В тепловых электростанциях диверторы используются в котельных установках для отвода горячих газов. Классическая схема — дымовой дивертор (газоходная задвижка), установленный за топкой котла. В нормальном режиме продукты сгорания направляются через экономайзер и воздухоподогреватель в дымовую трубу, а при пуске, остановке или ремонте котла переключаются мимо теплообменников — в дымовую трубу напрямую. Это защищает поверхности нагрева от переохлаждения и коррозии.
Также диверторы применяются в системах водоподачи котла (для переключения между основным и резервным питательным насосом), в системах пароперекачки и в схемах уборки золы.
¶Применение в металлургии
В доменном производстве дивертор — ключевой элемент газоочистки. Доменный газ, вырабатываемый при плавке чугуна, содержит большое количество пыли и вредных примесей. Дивертор устанавливается на газоотводах к вертикальным колодцам («мокрым» скрубберам) и позволяет отводить газ либо в систему очистки, либо (при авариях и превышении давления) — факельным путём, то есть сжигать в факеле. Быстродействующие диверторы доменных печей переключают поток за 2–5 секунд.
В сталеплавильном производстве диверторы применяются в системах отвода дымовых газов из мартеновских печей и конвертеров, а также в схемах уборки шлака.
¶Применение в атомной энергетике
В атомной энергетике термин «дивертор» имеет специальное значение. В токамаках — установках магнитного удержания плазмы — дивертор расположен в нижней части вакуумной камеры и служит для отвода тепла и продуктов реакции из зоны плазмы. Он принимает на себя основной тепловой поток (в tokamak ITER — до 10 МВт/м²), предотвращая разрушение стенок камеры. Плазменный поток направляется по магнитным силовым линиям к пластинам дивертора, выполненным из вольфрама или других тугоплавких материалов.
Разработка диверторов для ITER и перспективных термоядерных реакторов — одна из ключевых инженерных задач термоядерной энергетики. В России исследования в этой области ведутся в Институте физики высоких температур РАН и на предприятиях атомного комплекса.
¶Классификация
| Признак | Виды |
|---|---|
| Назначение | газовый, шлаковый, водяной, плазменный |
| Привод | ручной, электрический, пневматический, гидравлический |
| Конструкция | поворотный, задвижной, крановой |
| Скорость переключения | обычный, быстродействующий |
¶Материалы и надёжность
Диверторы работают в агрессивных условиях: высокие температуры (до 1000–1600 °C в котельных и доменных печах), абразивная пыль, коррозионная среда. Корпуса изготавливаются из жаропрочных и износостойких сталей, рабочие поверхности — с наплавкой твёрдых сплавов. В атомной энергетике применяются вольфрамовые моноблоки и композитные материалы. Средний срок службы дивертора доменной печи — 5–10 лет с периодическим ремонтом футеровки и заменой рабочих элементов.
Источники:
- Котельные установки и вспомогательное оборудование / под ред. В. А. Пермякова. — М.: Энергоатомиздат.
- Доменное производство: учебник / под ред. В. И. Батищева. — М.: Металлургия.
- Физика плазмы токамаков / под ред. В. Д. Шафранова. — М.: Наука.
- Термоядерная энергетика: современное состояние и перспективы / И. В. Алисанов и др. — М.: Физматлит.