Система для очистки внутренней поверхности трубок теплообменника

 

Изобретение относится к сн.-. течам очистки внутренней поверхности емкостей от отложений минерального и биологического происчо/сдечил , ь частности трубок конденсаторов паровых турбин. Цель изобретения - повышение эффективности очистки. Г,е использонание обеспечивает повышение эффективности процесса очистки за счет прокачивания через очищаемые трубки водовоздушного потока с наполнителем в виде ледяных конусообразных шайб с отверстиями в центре. Система очистки содерт т основной напорный и байпасный трубопроводы для подачи охлаждающем поды в очищаемый трубчатый теплообменник, генератор холода в виде вихревой трубы, трубопровод подачи возцуха к генератору холода. В баипагпом. трубопроводе установлено формующее устройство ледяных конусоопр г чьгх элементов, соединенное с гежратгром хонода основным трубопроводе14 . Фгц-мую дое устройство выполнено в виде цилиндрического корпу ,- с Kpu UKofi, ни дне которого закрепче Пы цилиндры, соединенные с байпасным трубопроводом и ачолнегшые конусообразными тарел ами с патрубком. Все TapejiKM чаЛиксированы в цилиндрах винтовым прижимом. Имеются другие признаки., 3 з.п. ф-лы, 4 ил. Ј СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (IQI SU(iII

А1 (1) F 28 С 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ по изОБРетениям и ОтнРытиям

ПРИ I7(HT СССР

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4630405/12 (22) 28.(1.88 (46) 30.05.91. Бюл, 1;- 20

1(71) Горьковский политехнический 1гнститут и Горьковский телевизионный завод им. В.И.Ленина (72) В.И,11индрин и В.II.Калентьев (53) 621.643.002.2(088.8)

1 (56) Лвторское свидетельство СССР к- 1221476, кл . Е 28 С 9/00, 1984. (54) CHCTENA ЛЛР О 1ИСТ1 И 1111 РРЕ1Н18 1

ПОВЕРХНОСТИ ТРУБ1НС 1 ЕПЛОО1 11ГНШ1КЛ (57) Изобретение относится 1; си; темам

î IHc I ки внутренне»: Ilollcp:<11cc TII емкостей от отло;.<е1пгй минеральiIoã и биологического проис <о1сдс.1ил,:1 частности трубок конденсаторе л парс 13hlx турбин. Цель изобретения — повышение эффективности очистки. 1 .е использос,ание обеспечивает поп1,1шение эффективности процесса о «IcòlIè за счет проИзобретение относится к системам очистки внутренней поверхности емкости от отложений минерального и биологического происхождения и может быть использовано в теплоэнергетике, например. IIa тепловых электростанциях, в частности для о с истки трубок конденсаторов п;.ровых турбин.

Цель изобретения — повьппение эффективности очистки.

На фиг.1 приведена схема системы очистки внутренней поверхности теплообменник» на фиг.2 — формуюцее устройство для получения ледяных конусокачивания чере1 очищаемые трубки водовоздушного потока с наполнителем п виде ледяных конусообразных шайб с отверстиями в центре. Система очист си содержит основной напорный и байпасньп» трубопроводы для подачи охлаждаюце 1 подьl 11 очицаемьп1 трубчатый теплообменник, генератор холода в виде вихреной трубы, трубопропод подачи во злу:с;1 к гелер Ixnpy холода.

В бс1йпаснс1м труб проводе установлено формующее устрсгйстпо ледяных конусообр 11ых >лсментс1в, сос; и11енное с генс:Р,1т с.ром хоtloII l ос11опнс1м трубо11рс1поцс1м. фо, мун1шее устройство гы11с:1нено

В ГИЦС ПИ П НЦРИ 1С CIIÎÃО КОРПУ<:;: С

КРЫ:IIh<>II, Н; ДНЕ КО1ОРС ГО ЗаКРЕИси НЫ цили:1,1ры,;. с1сдиненнь е с байпасньсм трубопрспс,nII и "«;1олнениые 1 нусообраз11,1мц т.1рел1сами с патрубком. Все таре Iки зафиксированы в пилиндрссх винт; 1111м прижи11ом. 11меются другие

Ill II çнаки, 3 3, II ° ф-лы, 4 ил. образных элементов,обгсий вид; на фиг.3 — узел 1 на фиг.2; »а фиг.4 схема движения ледяных конусообразных

:лементов в потоке охлаждающей воды в трубках теплообмен1п1ка.

Система очистки внутренних поверхностей емкостей, например трубок 1 конденсатора 2 паровых турбин, содержит напорньп1 трубопровод 3 для подай чи охлаждающей воды, снабженньп1 задвижкой 4, воздуыный трубопровод 5 с вентилем 6 для подачи сжатого во:лидуха в генератор холода, выполненный в виде вихревой трубы 7. К основ1652791 ному 1»апорному трубопроводу 3 подк 1ючен байпасньп1 трубопровод 8 с ве»тилямц 9 н 10 формующим устройством

11 для получения ледяных конусообразных элементов. Воздушный трубопровод

5 с виуревой трубой 7 подсоединен к байпасному трубопроводу 8 натрубком

12 холодного воздуха с регулирующим вентилем 13 и патрубком f4 горячего 10 воздуха с вентилем 15.

Формующее устройство 11 для получения ледяных конусообразных элементов (фиг.2) содержит цилиндрический корпус 16, в котором, например, концен- 15 трично размещены цилиндры 17, снабженные наборамн соосно установлен»ых конусообразных тарелок 18 с патрубком 19 и цептральнымн отверстиями 20 и зафиксированные в цилиндрах 17 внн- 20 товым прижимом 21, состоящим из винта 22 с сальниковым уплотнителем и прижимного диска 23 с направляющей шпонкой 24 от поворота.

При этом высота h патрубка 19 ко- 25 нусообраэной тарелки 18 принимается равной 0,7-0,8 от диаметра d центральногo отверстия 20. Угол оь конуса тарелки 18 составляет 90+5, наружный диаметр D и диаметр Й централ1,»оro отверстия конусообразной тарелки выбираются из соотношений 1,02-1,05 и 0,3-0,4 от внутреннего диаметра очищаемых трубок 1 теплообменника 2.

Конусообразные тарелки 18 выполнены

35 из теплопроводного материала с большей по сравнению с водой плотностью.

Корпус 16 формующего устройства 11 снабжен коллектором 25 для подвода воды в цилиндры 17 из байпаса 8, хо- 40 лодного воздуха из вихревой трубы 7 цо патрубку 12 для образования ледяных конусообразных элементов или гoрячего воздуха по патрубку 14 для подтаивания ледяных элементов 26 и подачи их вместе с охлаждающей водои в напорньп1 трубопровод 3 и приемную камеру 27 теплообменника (фиг.4).Корпус 16 имеет дренажный вентиль 28 и воздупник 29.

Система очистки внутренних поверхностей теплообменников работает следующим образом.

Охлаждающая вода с температурой

5-25 С поступает по напорному тру0

55 бопроводу 3 через задвижку 4 в трубку 1 теплообменника 2. Часть охлаждающей воды отводят через байпасный трубопровод 8, вентиль 9 в корпус 16 формующего устройства 11, »рсцварительно ослабив прижим 21 для образования э;1зора между иатрубком 19 и Выше рас»оложе»»ой тарепкой 18. При этом происходит запол»ение водой пространства между конусообразными тарел1,ами 18 с цилиндрическими патрубками 19 и Высотой h и внутренних стенок цилиндров 17.

После заполнения устройства 11 водой прижим 21 затягивают, а избыток попавшей в корпус 16 воды дренируют вентилем 28.

Сжатый воздух по трубопроводу 5 через вентиль 6 подают в вихревую трубу 7, которая разде 1яет сго ., гo ря пгй с температурой +110...+115 С » о холодный с температ,poiI -5...-10 Г потоки. 1ерез патрубок 12, peI у. »1рующий вентиль 13 и коллектор 25 в IIImIIIInp11

17 формуюшего устройства 11 подают холодньп1 воздух.

При прохождении холодного воздуха через центральные отверстия 20 конусообразн»1х тарелок 18 происходит форм»рова»ие ледяных элементов (шайб)

13 1 о11ерсчном сечешш в видp усеченного конуса с центральным отверстиe1.I. Затем через натрубок 1-4 и регулирующий вентиль 15 подают горячий воздух в формующее устройство 11 через коллектор 25 для легкого цодтанвания ледяных конусообразных элементов с последующим удалением их из формующего устройства 11 через задвижку 10 в напорный трубопровод 3 с повторной подачей охлажда1пщей воды в корпус 16 после освобождения винтового принима 21. При этом происходит Выдавливание нз цилиндров 17 конусообразньгх тарелок 18 и раcIIGJIo женных между ними ледяных конусообразных элементов.

Ледяные элементы с плотност1ю, меньшей плотности воды, захватываются потоком воды и поступают через задвижку 10 во входную камеру 27 тепло= обменника 2 вместе с охлаждающей Во— цой и пузырьками Во здухя 30 у дви гаясь по линиям тока 31 н равномер»о распределяясь по трубкам 1 (см. фиг,4). Конусообразные тарелки 18, выполненные из теплопроводвого материала с большей по сравнению с водой плотностью, остаются в корпусе

16 формующего устройства 11. Расход колодного или горячего возду:-.а для

165279 формирон»ния или поцтаив»ния ледяных мерност ..ю их распределения как по всем трубк»м аппарата, так и по всему внутренне))у объему трубок в потоке охлаждающей воды. Повьш)»ется эффективность процесса очистки ледяными элементами за счет охлаждения и обр;зования температурных напряжений в слое отложений, а также за счет движения турбулизированного водовоздушного потока в трубках конденсатора.

45

50 элементов осуществляется открытием регулирующих ве))тилей 13 и 15,, также возцушников 29. При этом количе5 ство воздуха соответственной температуры определяется с учетом теплоты кристаллизации или таяния льца

8-10 м воздуха на 1 кг воды.

Очистка внутренних поверхностей трубок от имеющихся отложений происходит за счет трения кромок ледяных конусообразных элементов о внутренние стенки трубок и омывания стенок турбулизированным водовоздуншш потоком. Кроме того, благодаря резкому уменьшению температуры внутрешгих стенок трубок из-за плотного прилег»ния к ним ледянь)х элементов происходит быстрое охлаждение слоя отложе- 20 ний, его температурная деформация, вызывающая растрескивание, отслоение и дальнейший унос отложений водовоздушным потоком. Происходит т»кже дополнительное снижение темпер»туры ох- 25 лажцающей воды при таянии ледяных лементов, что способствует улучшению теплообмена в аппарате.

Высота патрубка конусообр»зных тарелок, определяющих толщину ледяных 30 конусообразных элемент,.в, . ри)н.м»ется равной 0,7-0,8 от ци»метр ц -нтрального отверстия конусообр»зных тарелок. Высота патрубка бо..ьшая 0,7

0,8 от диаметра центрального отверстия приведет к формирон»нию более массивных ледяных очищающих лементов, что нарушит ориентировании:. движение их в струях охл г)дающей воды и организованный вход в трубки (см,фиг.4). Высота патрубка меньшая

0,7-0,8 or диаметра центрального отверстия конусообразных тарелок приведет к формированию менее прочных ледяных очищающих элементов.

Угол конуса конусообразной тарело ки принимается равным 85-95, что гарантирует получение поверхностей ледяных элементов с оптимальными размерами, при обтекании которых струями водяного потока образуется перепад давлений до и после конусообразной поверхности элемента и соз дается их осенаправленное движение по струям потока, что способствует наиболее равномерному распределению элементов по трубкам для их очистки.

Наружньп) диаметр конусообразных чарелок формующего устройства припи1 ь м»ется р»в)на) 1,02-1,05 от пнуT) r II— него ци,пн TJ);I очищ»емых тру) ок.

При ш,п)олнении н»р умного ци»м< T));I тарелок меньшим, чем 1,02-1,05 от внутреннего диаметра трубок, н»ц»с, эффективность процесса очистки трубок, так как при поцтаивании .ледяных элементов их наружный диаметр становится меньше внутреннего ци»метра очищ»емых трубок. В случае выполнения наружного диаметр» т»релок большего, чем 1,02-1,05 от внутреннего циаметра трубок, увеличивается сопротивление при входе очищ»ющих ледяных элементов в трубку.

Диаметр центрального отверстия конусообразной т»релки выбираетгя из соотношения 0,3-0,4 от внутрс нного диаметра очищ»емых трубок. Ото оптимальное соотношение позволяет обеспечить расход охлажд»юг)ей воды в период очистки трубок в количестве 20-25 от номинального р»схода. Уменьшение ци»метра центрального отверстия приводит к повьш)ению гидравлического сопротивления, »

el o увеличение — к уменьшению прочности и массы ледяных элементов

Продл»г»см»я система имеет ряц

1IpeèìóöeeTв lIo ср»внению с извеc TIIIIми. Эффек ги) ность очистки внутренних попер хп.ic тей трубок и тепл ообменном аппарате, в частности н» конде!Iсаторах паровых турбин, с и т..o. II »ованием очищ»ющих элементов в шгце ледяных ко).усообразных шайб с отверстиями Е,о многом определяется равно— формула изобре)ения

1. Система для очистки внутренней поверхности TpvGQK теплообменника, содержащая основной и байпасный трубопроводы для подачи охлаждающей воды, генератор холода, соединенный входом с трубопроводом подачи воздуха, а выходом холодного воздуха

165? /91 с байпасным трубопроводом, и регулирующие вентили, о т л и ч а ю щ а я— с я теи, что, с целью повьппения эффективности очистки, она снабжена устройством для формования ледяных конусообразных элементов, установленным в байпасном трубопроводе, генератор холода выполнен в виде вихревой трубы, при этом байпасный тру— бопровод дополнительно через регулирующий вентиль соединен с выходом горячего воздуха вихревой трубы и через регулирующий вентиль устройство для формования связано с основным трубопроводом. е

2. Система по п.1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что устройство для формования выполнено в виде цилиндрического корпуса с крьппкой и ци- 20 линдрами, установленными внутри него, и снабжено конусообразными тарелками с патрубкаии, размещенными в цилиндрах и диском с винтовым llpHBo дом для фиксации тарелок в цилиндрах, смонтированным в крьппке корпуса, при этом соединение байпасной линии с устройствои для формования осуществлено со стороны генератора холода, подключенного к нижней части цилиндров °

3. Система по п.2. о т л и ч а ющ а я с я тем, что высота патрубка конусообразной тарелки равна 0,7—

0,8 диаметра его отверстия, а угол о конуса тарелки составляет 85-95

4. Систеиа по п.2, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что наружный диаметр конусообразной тарелки и диаметр отверстия патрубка выбирают из соотнощений 1,02-1,05 и 0,3-0,4 от внутреннего диаметра очищаемых трубок соответственно.

1652791

Фиг.2

1б5? 791

Составитель B. Слышкин

Техред М.Моргентал Корректор Л.Патаи

Редактор Л. Герасимова

Заказ 2187 Тир г>< 188 Подписное

ВНИИПИ Государстве1гного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

>1 11

Производственно-издательский комбиггат Патент, г, Ужгород, ул. Гагарина, 101