Деаэраторный бак

 

Изобретение относится к теплоэнергетике , позволяет повысить надежность . На поверхности цилиндрической обечайки (ЦО) 3 свободно установлены ребра жесткости (РЖ), состоящие из дуговых патрубков 10, 11, 12, 13. Последние соединены между собой С-образными трубами 14, 15, 16, 1,7, расположенными в плоскости, перпендикулярной оси бака, и вьтолненными из скрепленных между собой продольными швами полуцилиндров из материалов с различными коэффициентами линейного расширения (КЛР). РЖ соединены между собой перепускными паропроводами , соединенными с коллектором подачи в них пара в зависимости от давления и т-ры паровой среды. РЖ м.б. установлены на внутренней поверхности ЦО 3. При этом наружные полуцилиндры С-образных труб 14, 15, 16, 17 вьтолнены из материала с меньшим КЛР по сравнению с КЛР материала внутренних полуцилиндров При установке РЖ на наружной поверхности ЦО 3 ; наружные полуцилиндры выполнены из материала с большим КЛР по сравнению ;с КЛР материала внутренних полуцилиндров . РЖ обеспечивают регулирование и поддержание заданной степени жесткости бака на переменных режимах нагружения внутренним давлением и при изменении тепловой нагрузки. 2 з.п. ф-лы, 6 ил. (С 6 cpuiz

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) дд 4 F 22 D 1/28; С 02 Р-1/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,.!3,."

H А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3985750/24-06 (22) 09.12.85 (46) 15.06.87. Бюл. ¹ 22 (71) Уральский филиал Всесоюзного теплотехнического научно-исследовательского института им.Ф.Э.Дзержинского (72) И.А.Пермитин, А.И.Корман, P.E.Áàðàç, А.В.Майер и А.А.Азнабаев (53) 62 1. 187(088.8)

I (56) Противоаварийный циркуляр № Ц-02-92(т) . N. Минэнерго СССР, 1982. (54) ДЕАЭРАТОРНЫЙ БАК (57) Изобретение относится к теплоэнергетике, позволяет повысить надежность. На поверхности цилиндрической обечайки (ЦО) 3 свободно установлены ребра жесткости (РЖ), состоящие из дуговых патрубков 10, 11, 12, 13. Последние соединены между собой С-образными трубами 14, 15, 16, 1.7, расположенными в плоскости, перпендикулярной оси бака, и выполненны— ми из скрепленных между собой продольными швами полуцилиндров из материалов с различными коэффициентами линейного расширения (КЛР). РЖ соединены между собой перепускными паропроводами, соединенными с коллектором подачи в них пара в зависимости от давления и т-ры паровой среды. РЖ м.б. установлены на внутренней поверхности ЦО 3.. При этом наружные полуцилиндры С-образных труб 14, 15, 16, 17 выполнены из материала с меньшим КЛР по сравнению с КЛР материала внутренних полуцнлиндров. При установке РЖ на наружной поверхности ЦО 3 наружные полуцилиндры выполнены из материала с большим КЛР по сравнению с КЛР материала внутренних полуцилиндров. РЖ обеспечивают регулирование и поддержание заданной степени жесткости бака на переменных режимах нагружения внутренним давлением и при изменении тепловой нагрузки. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

1317230

Изобретение относится к теплоэнергетике и промышленной теплотехнике, а именно к устройствам для деаэрации, и может быть использовано при создании деаэраторных баков различного давления.

Целью изобретения. является повышение надежности.

На фиг.1 схематично изображен деаэраторный бак с выполнением ребер жесткости внутри бака; на фиг.2— сечение А-А на фиг.1; на фиг.3— узел I на фиг.2; на фиг.4 — деаэра.— торный бак с выполнением ребер жесткости снаружи бака; на фиг.5 — сечение Б-Б на фиг.4; на фиг.6 — узел II на фиг,5.

Деаэраторный бак содержит днища.

1 и 2, цилиндрическую обечайку 3, 20 кольцевые ребра жесткости 4-9, со.стоящие из дуговых патрубков 10-13, свободно установленных в баке на внутренней или наружной поверхности цилиндрической обечайки 3 и соеди- 25 ненных между собой, например, сваркой расположенными в плоскости, пер- пендикулярной оси бака, С-образными трубами 14-17, выполненными из двух полуцнлиндров 18 и 19, скрепленных 30 между собой продольными сварными швами 20. При этом наружные и внутренние.полуцилиндры 18 и 19 выполнены из материалов с различными коэффициентами линейного расширения. Ребра жесткости 4-9 имеют внутренние перегородки 21 и скреплены между собой продольными стяжками 22-25 и перепускными паропроводами 26-30, соединенными с паровым коллектором @

31, на котором установлен регулятор

32 расхода пара, связанный с датчиками 33 температуры и 34 давления среды, установленными в баке, Крайние ребра 4 и 9 соединены с отводящими паропроводами 35 и 36. При установке ребер жесткости 4-9 на внутренней

9 говерхности обечайки 3 (фиг.1-3) наружные полуцилиндры 18 С-образных труб 14-17 выполнены из материала с меньшим коэффициентом линейного расширения по сравнению с коэффициентом линейного расширения материала внутреннего полуцилиндра 19, а при установке ребер жесткости на наружной поверхности обечайки 3 — наоборот, наружные нолуцилиндры 18 выполнены из материала с большим коэффициентом линейного расширения.

Деаэраторный бак работает следующим образом.

На номинальном режиме с установленной по посадочному поясу "б" деаэрационной колонкой (не показана) деаэраторный бак на три четверти объема заполнен водой при рабочем давлении среды. Под действием внутреннего давления среды цилиндрическая обечайка

3 деформируется и стремится принять форму правильной окружности, при этом кольцевые ребра жесткости 4-9, свободно установленные в баке на внутренней поверхности обечайки 3, не препятствуют первоначальной деформации и исправлению формы обечайки 3, но по мере нагрева среды нагреваются и детали, соединяющие ребра жесткости, в том числе С-образные трубы

14-17, биметаллические полуцилиндры

18 и 19, выполненные из материалов с неодинаковыми температурными коэффициентами линейного расширения, удлиняются неодинаково: наружные полуцилиндры 18, выполненные из материала с меньшим коэффициентом линейного расширения, удлиняются меньше, а внутренние полуцилиндры 19, выполненные из материалов с большим коэффициентом линейного расширения, удлиняются больше. В результате разности относительных линейных перемещений полуцилиндров 18 и 19 С-образные трубы 14-17 стремятся разогнуться и выпрямиться, а их концы в местах соединения с дуговыми патрубками 10-13 удалиться друг от,цруга. Эффект изменения геометрической формы сварных биметаллических гнутых С-образных труб вызывает появление сил, действующих на сопряженные детали — дуговые патрубки 10-13. Эти силы стремятся раздвинуть и увеличить зазор "в" (фиг.3) между торцами патрубков. Но так как зазор "в" между торцами патрубков является величиной постоянной, силы, действующие со стороны С-образных труб на дуговые патрубки, увеличивают усилие радиального поджима дуговых патрубков к цилиндрической обечайке 3.

В результате совместного действия . сил на обечайку. 3 от внутреннего дав ления среды и сил со стороны рабер жесткости, направление которых совпадает, происходит ускоренное исправление формы поперечного сечения бака да правильной окружности с одновре3 1317 менным повышением жесткости обечайкн °

Степень жесткости цилиндрической обечайки 3 регулируется путем изменения температуры нагрева С-образных труб

14-17 и, таким образом, силы поджатия отводов к обечайке.

При работе на основном режиме устанавливается номинальная степень открытия клапана регулятора 32 расхода пара для поддержания постоянной !О температуры нагрева С-образных труб

14-17 и заданной степени жесткости бака, при этом максимальное значение сил, действующих со стороны ребер жесткости на бак, не вызывает в обе.чайке 3 напряжений выше предела упругой деформации. При открытом клапане регулятора 32 расхода пара греющей пар последовательно поступает в коллектор 31, паропровод 30, ребра . 20 жесткости 6 и 7, паропроводы 27 и 28, ребра жесткости 5 и 8, паропроводы

26 и 29, ребра жесткости 4 и 9, в отводящие паролроводы 35 и 36, причем для обеспечения последовательного пропуска пара через ребра жесткости один из дуговых патрубков в каждом ребре жесткости разделен перегородкой 21.

При работе со сниженным давлением 30 в деаэраторном баке уменьшается внутренняя радиальная нагрузка на обечайку 3., которая под действием массы деаэрационной колонки и массы воды деформируется. Для устранения дефор- 35 мации обечайки 3 на переменных нагрузках при снижении давления в баке по сигналу с датчика 34 давления среды регулятор 32 расхода пара увеличивает степень открытия клапана, 40 в результате чего возрастает поток греющего пара через ребра жесткости и С-образные трубы, температура нагрева и деформация которых возрастает. 45

Усилие на концах С-образных труб.

14-17 также возрастает и передается через дуговые патрубки 10-13 на обечайку 3, увеличивая ее жесткость и сопротивление прогибу. .50

При возрастании температуры среды в баке по сигналу с датчика 33 регулятор 32 расхода пара увеличивает степень открытия клапана и (как в случае изменения давления) увеличивает поток пара через ребра жесткости. Температура С-образных труб возрастает, радиальные усилия со сторо230 4 ны ребер жесткости 4-9 на обечайку 3 увеличиваются, в результате чего жесткость обечайки возрастает, а ребра жесткости препятствуют изменению ее формы.

При установке ребер жесткости

4-9 на наружной поверхности (фиг.4-6) обечайка 3 под действием сил внутреннего рабочего давления в баке стремится приобрести форму правильной окружности в поперечном сечении, при этом частично выбираются зазоры между обечайкой 3 и кольцевыми ребрами жесткости 4-9. Для осуществления плотного. охвата кольцевыми ребрами цилиндрической обечайки 3 через открытый клапан регулятора 32 расхода пара по перепускным паропроводам греющий пар поступает в кольцевые ребра жесткости и нагревает С-образные трубы 14-17. Под действием температуры их наружные полуцилиндры 18 удлиняются больше, чем внутренние 19, в результате чего С-образные трубы стремятся сомкнуть концы, соединенные с дуговыми патрубками 10-13, что вызывает появление сил, стягивающих последние. В результате дейетвия стягивающих сил дуговые патрубки по торцам сближаются друг с другом и плотно охватывают обечайку 3. В результате плотного охвата обечайки кольцевыми ребрами жесткости появляются силы, действующие на обечайку со стороны дуговых патрубков в радиальном направлении, противоположном действию сил от внутреннего давления среды.

Наличие встречно направленных сил обеспечивает повышение плотности поджима дуговых патрубков к поверхности обечайки и повышение жесткости конструкции бака.

При уменьшении давления среды в баке на переменных режимах нагрузки силы, действующие на внутреннюю стенку бака, уменьшается, при этом уменьшается степень жесткости бака, вследствие чего под действием массы деаэрационной колонки и массы воды цилиндрическая обечайка 3 прогибается.

Для сохранения необходимой жесткости бака, препятствующей прогибу и деформации обечайки, по сигналу с датчика 34 давления регулятор 32 расхода пара увеличивает степень открытия клапана, возрастает поток греющего пара через ребра жесткости и температура биметаллических С-образных труб, что увеличивает эффект силового воздействия последних на дуговые патрубки и обечайку бака. Внешние радиальные силы со стороны ребре жесткости на бак увеличиваются, и так как ребра жесткости сохраняют форму правильной окружности, такую же геометрическую форму в поперечном сечении сохраняет обечайка 2. При повышении температуры по сигналу с датчика 10

33 регулятор 32 расхода пара умень-шает степень открытия клапана, поток греющего нара к ребрам жесткости уменьшается и, следовательно, уменьшается эффект силового воздействия 15 биметаллических С-образных труб на обечайку 3. Это необходимо для компенсации встречной радиальной нагрузки от температурного расширения обечайки 3, сохранения ее жесткости и 20 величины сил, не превышающих сопротивление материала обечайки упругой деформации.

Таким образом, кольцевые рабра в форме дуговых патрубков с С-образными 2 трубами обеспечивают регулирование и поддержание заданной степени жесткости деаэраторного бака на переменных режимах нагружения внутренним давлением и при изменении тепловой 30 нагрузки, что позволяет повысить надежность работы.

1. Деаэраторный бак, содержащий цилиндрическую обечайку с днищами и установленные симметрично относиФормула изобретения

1317230 6 тельно поперечной оси обечайки кольцевые ребра жесткости, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения надежности, бак снабжен паропроводящим трубопроводом, ребра жесткости выполнены в виде свободно установленных дуговых патрубков, соединенных между собой С-образными тру-, бами; расположенными в плоскости, перпендикулярной оси бака, и выполненными из скрепленных между собой продольными сварными швами полуцилиндров из материалов с различными коэффициентами линейного расширения, причем ребра жесткости соединены перепускными паропроводами, подсоединенными к подводящему паропроводу для подачи в них пара в зависимости от давления и температуры паровой среды.

2. Бак по п.1, отличаю " шийся тем, что, ребра жесткости установлены на внутренней поверхности обечайки„ а наружные полуцилиндры С-образных труб выполнены из материала с меньшим коэффицентом линейного расширения по сравнению с коэффициентом линейного расширения металла внутреннего полуцилиндра.

3. Бак по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что ребра жесткости установлены на наружной поверхности обечайки, а наружные полуцилиндры

С-образных труб выполнены из материала с большим коэффициентом линейного расширения по сравнению с коэффициентом линейного расширения материала внутреннего полуцилиндра.

Составитель Л. Симою

Редактор И.Рыбченко Техред И.Глушенко Корректор Г.Решетник

Заказ 2407/33 Тираж 387 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Ужгород, ул.Проектная,,4