Теплообменник

 

ТЕПЛООБМЕННИК, содержащий корпус с патрубками подвода пара и отвода конденсата, размещенную в ; верхней части корпуса водяную камеру, разделенную перегородкой на входную и выходнзпо полости, пучок теппообменных труб, подключенных к водяной камере , основной конденсатосборник, охладитель конденсата IB виде за.ключенного в вертикальный кожузс части труб пучка, при этом кожух имеет в нижней части отверстие для входа конденсата, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности и надеяшости работы теплообменника , последний снабжен дополнительньм конденсатосборниксш, размещенным над основным и соединенным посредством дополнительно установленной трубы с верхней частью охладителя конденсата, при этом нижняя часть кожуха охладителя конденсата размещена в дополнительном конденсатосборннке , а верхняя имеет перфорацию. (Л

СОЮЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 Р 22 D 1/32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

О ТНРЫТИЙ (21) 3766169/24-06 (22) 28.06.84 (46) 07.12.85. Бюл. Ф 45 (72) М.П.Белоусов (53) 621.187.144(088.8) (56) ОСТ 101.123.01-79.

Авторское свидетельство СССР

В 317858, кл. Р 22 1 Р 1/32, 1970. (54)(57) ТЕПЛООБИЕННИК, содержащий. корпус с патрубками подвода пара и отвода конденсата, размещенную в верхней части корпуса водяную камеру, разделенную перегородкой на входную и выходную полости, пучок теплообменных труб, подключенных к водяной ка„„SUÄÄ 1196607 мере, основной конденсатосборник, охладитель конденсата в виде заключенного в вертикальный кожух части труб пучка, при этом .кожух имеет в нижней части отверстие для входа конденсата, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности и надежности работы теплообменника, последний снабжен дополнительным конденсатосборником, размещенным над основным и соединенным посредством дополнительно установленной трубы с верхней частью охладителя конденсата, при этом нижняя часть кожуха охладителя конденсата размещена в дополнительном конденсатосборни- Е ке, а верхняя имеет перфорацию.

1 !196

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в теплообменных аппаратах, применяемых в системах регенерации паровых турбин и предназначенных для подогре- 5 ва воды паром промышленных котельных или паром, отбираемым из промежуточных ступеней турбины.

Целью изобретения является повьппение экономичности и надежности работы>0 теплообменника за счет использования встроенного охладителя конденсата с гидравлическим сопротивлением межтрубного пространства, не влияющим на величину перепада давления на ре- 15 гулирующем клапане.

На чертеже изображен теплообменник.

Теплообменник содержит корпус 1 с патрубками 2 и 3 подвода пара и от- 20 вода конденсата соответственно, размещенную в верхней части корпуса 1 водяную камеру 4, разделенную перегородкой на входную и выходную полости, пучок 5 теплообменных труб, подклю- 25 ченных к водяной камере 4, основной конденсатосборник 6, размещенный в нижней части корпуса l, охладитель 7 конденсата, выполненный в виде заключенной в вертикальный кожух 8 30 части пучка 5 труб и имеющий.отверстие в нижней части и перфорацию в верхней, дополнительный конденсатосборник 9, установленный,над основным конденсатосборником. Нижняя часть кожуха 8 размещена в дополнительном конденсатосборнике 9, а верхняя часть охладителя 7 соединена с основным конденсатосборником посред-. ством трубы 10. В нижней части кор- п0 пуса 1 установлены водоуказательный прибор 11 и разделительная перегородка 12. Патрубки 13 и 14 подвода и отвода воды соответственно подклю" чены к входной и выходной полостям водяной камеры 4. В корпусе 1 установлена также перфорированная труба

l5 отвода воздуха.

Теплообменник работает следующим образом. 50

Нагреваемая вода поступает через патрубок 13 в водяную камеру 4, далее в трубы пучка 5, часть которых размещена в кожухе 8 охладителя 7.

Из труб пучка 5, совершив первый ход 55 нагреваемая вода поступает в трубы, подключенные к выходной полости водяной камеры 4, и через патрубок 14

607 2 выводится из теплообменника. Поток греющего пара через патрубок 2 направляется в корпус 1, распределяется по всей высоте труб пучка 5 н конденсируясь на трубах, движется к трубе 15 отвода воздуха, Конденсат греющего пара с труб стекает в дополнительный конденсатосборник 9.

Этот конденсатосборник 9 установлен над максимальным уровнем конденсата в корпусе 1 теплообменника и выше верхнего штуцера водоуказательного прибора 11 ° В дополнительном конденсатосборнике 9 ниже верхних кромок его бортов находится входное (для конденсата греющего пара) отверстие в кожухе 8 охладителя 7 конденсата.

Из этого конденсатосборника 9 через отверстие кожуха 8 конденсат поступает в охладитель 7, В начальный момент включения в работу подогревателя давление в межтрубном пространстве корпуса 1 и охладителя 7 конденсата одинаково. При наборе нагрузки, что связано с увеличением расхода пара, давление в корпусе 1 повышается быстрее, чем давление в охладителе 7, за счет конденсации в верхней части межтрубного пространства охладителя 7 пара, ограниченного перфорацией кожуха 8. Минимально возможное давление в верх- ней части охладителя 7, где расположена перфорация и участок поверхности нагрева труб при входе в них нагреваемой воды, определяется в основном начальной температурой воды.

При конденсации пара, расход которого ограничен отверстиями перфорации в верхней части кожуха 8 на относительно (по отношению к расходу пара) большой по величине поверхности верхней части труб, размещенных в охладителе 7, в последнем создается давление, меньшее чем в корпусе 1, что определяет условия для поступления конденсата греющего пара из дополнительного конденсатосборника 9 через отверстие в нижней части хожуха 8 в межтрубное пространство охладителя 7. Одновременно повьппается уровень и в трубе 10, но он всегда ниже по отношению к уровню конденсата в охладителе 7 благодаря тому, что расстояние между дополнительным .конденсатосборником 9 и уровнем конденсата в основном конденсатосборнике 6 корпуса 1 принимается больше

1196607

20

40

50 величины гидравлического сопротивле- . ния межтрубного пространства охладителя 7 при максимальном расходе конденсата через него.

С увеличением давления в корпусе

1 ! растет с одновременным охлаждением sa счет омывания труб уровень конденсата в охладителе 7. При дости» женин этим уровнем водослива в кожухе 8 охлажденный конденсат через него поступает в трубу 10, .которая,изолирована, чтобы предотвратить нагрев проходящего через нее охлажденного в охладителе 7 конденсата. Введение трубы 10 под уровень конденсата в основном конденсатосборнике б, а именно в объем, ограниченный разделительной перегородкой 12, сводит к минимуму подогрев охлажденного конденсата паром. Далее через патрубок

3 этот конденсат выводится из теплообменника. Через этот же патрубок 3 отводится конденсат греющего пара, когда уровень его в кожухе 8 охладителя 7 занимает промежуточное положение между водосливом в кожухе 8 и дополнительным конденсатосборником 9, и часть конденсата переливается через боковые стенки (борта) дополнительного конденсатосборника 9. При дальнейшем увеличении уровня конденсата в кожухе 8 охладителя 7 им перекрывается часть отверстий перфораций в кожухе 8 и одновременно уменьшается (заливается} поверхность, на которой конденсировался пар, прошедший через отверстия перфорации. Уменьшение этой поверхности приводит к увеличению давления в паровом объеме охладителя 7 и уменьшению перепада давления между корпусом 1 и межтруб-. ным пространством.охладителя 7. Это, в свою очередь, сдерживает рост уровня конденсата в охладителе 7. При выравнивании давления в кожухе 8 охладителя 7 (с учетом столба жидкости в охладителе 7 и его гидравлического сопротивления) и корпусе 1 уровеньконденсата в охладителе 7 начинает понижаться, освобождая поверхность труб охладителя 7 для конденсации пара, Начавшаяся конденсация вызовет уменьшение давления, а следовательно, увеличение перепада давлений между кожухом 8 охладнтеля 7 и корпусом 1.

В свою очередь, возросший перепад давления прекратит понижение уровня конденсата в охладителе 7 и он снова начнет подниматься, а затем опять понижаться, колеблясь около среднего положения, саиорегулируясь и изменяя это положение в зависимости от изменения давления пара на входе в теплообменник.

Таким образом, достигнув высоты водослива в кожухе 8, охлажденный конденсат начинает постоянно переливаться через трубу 10 в основной конденсатосборник 6 в нижней части корпуса 1, а его уровень, достигнув в кожухе 8 охладителя 7 над водосливом расчетной поверхности конденсации, устанавливается автоматически.

Использование изобретения позволяет устанавливать встроенный охладитель конденсата в теплообменнике даже в тех случаях, когда рядом нет источника или аппарата с давлением меньшим, чем минимальное давление в межтрубном пространстве рассматриваемого теплообменника.

При включении в работу теплообменника из "горячего" состояния возможно вскипание конденсата в трубе

10, что затруднит быстрое включение в работу охладителя 7. Для устранения влияния вскипания конденсата в трубе 10 целесообразно на ней установить гидроэатвор (узел )) . В этом случае пар самовскипания, конденсируясь при температуре, соответствук щей пониженному по отношению к корпусу 1 давлению в кожухе 8 охладителя 7, стекает в гидрозатвор, заполняет его, предотвращая поступление в трубу 10 "горячего" конденсата, а после поступления в трубу 10 охлажденного конденсата из охладителя 2 вопрос о вскипании отпадает.

За счет ограниченной конденсации пара в верхней части охладителя 7 создается разница давлений между межтрубным пространством охладителя 7 и корпуса 1, благодаря которой н осуществляется движение конденсата в межтрубном пространстве охладителя 7, поэтому его гидравлическое сопротивление не уменьшает давления конденсата перед регулирующим клапаном.! 196607 !

Составитель В.Чирков

Редактор Т.Кугрьппева Техред З.Палий Корректор И.Муска

Заказ 7549/35 Тираж 403 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, -Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4