Пароводяной телообменник
Владельцы патента RU 2559105:
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" (RU)
Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано при проектировании и модернизации пароводяных теплообменников. Изобретение заключается в том, что на поверхностях U-образных труб закреплены кольцевые вставки под углом к горизонту с возможностью отвода конденсата с поверхностей U-образных труб между горизонтальными перегородками. Технический результат: уменьшение толщины пленки конденсата на нижних частях труб поверхности теплообмена стекающим конденсатом пара с верхних частей U-образных труб. 5 ил.
Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано при проектировании и модернизации пароводяных теплообменников.
Известна система сбора стекающего по поверхности U-образных трубок конденсата, включающая в себя промежуточные перегородки, на которых имеются бортики, а отвод его осуществляется по трубам каркаса трубного пучка. С этой целью в трубах каркаса имеются специальные окна на уровне прохода их через промежуточные перегородки (Вспомогательное оборудование тепловых электростанций. Л.А. Рихтер, Д.П. Елизаров, В.М. Лавыгин. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - Стр. 7).
Недостатком этой системы является нарушение теплообмена из-за пленки конденсата на U-образных трубках.
Известно, что утолщение пленки конденсата ухудшает теплообмен. Поэтому организация промежуточного отвода конденсата пара с U-образных труб поверхности теплообмена с целью уменьшения заливания конденсатом нижних частей U-образных труб и уменьшение толщины пленки является техническим решением, повышающим эффективность работы теплообменников.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является пароводяной теплообменник с системой сбора конденсата греющего пара, которая включает в себя корпус с патрубками входа пара и выхода его конденсата, распределительную водяную камеру с патрубками входа и выхода нагреваемой воды, размещенную в кожухе трубную систему с вертикальными перегородками, прямыми или U-образными трубами поверхности теплообмена, при этом между вертикальными перегородками установлены под углом к горизонту наклонные перегородки с конденсатосборниками в их нижней части (Патент RU 2305227, МПК F22D 1/32, дата публикации патента: 27.08.2007).
Недостатками этой системы является сложность при изготовлении подогревателя, поскольку необходимо установить перегородки без повреждения U-образных труб трубного пучка, а также заливание конденсатом греющего пара нижних частей U-образных труб с верхних частей, что ухудшает теплообмен из-за увеличения толщины стекающей с U-образных труб поверхности теплообмена пленки конденсата.
Задача изобретения - увеличить эффективность теплообменника за счет увеличения коэффициента теплопередачи.
Технический результат - уменьшение заливания, то есть уменьшение толщины пленки конденсата на нижних частях U-образных труб поверхности теплообмена стекающим конденсатом пара с верхних частей U-образных труб.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в пароводяном теплообменнике, включающем корпус с патрубками входа пара и выхода его конденсата, распределительную водяную камеру с патрубками входа и выхода нагреваемой воды, размещенную в кожухе трубную систему с вертикальными перегородками, U-образными трубами поверхностей теплообмена, согласно изобретению на поверхности U-образных труб закреплены кольцевые вставки под углом к горизонту с возможностью отвода конденсата с поверхностей U-образных труб между горизонтальными перегородками.
Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фигуре 1 изображен продольный разрез пароводяного теплообменника, на фигуре 2 - вид спереди, на фигуре 3 - разрез А, на фигуре 4 - вид Б, на фигуре 5 - трубы с кольцевыми вставками.
Пароводяной теплообменник включает крышку водяной камеры 1 (фиг. 1) с отсеками водяной камеры 2 и верхней трубной доской 3, трубную систему 4, корпус 5 и опорные лапы 6 (фиг. 2), воздушник 7, транспортировочные рамы 8 (фиг. 3), патрубки входа греющего пара 9 и основного конденсата 10, патрубки выхода основного конденсата 11 и отвода конденсата греющего пара 12, патрубок отсоса паровоздушной смеси 13, указатель уровня конденсата греющего пара 14, патрубок подвода дренажа из другого подогревателя 15, регулятор уровня конденсата 16, обратный клапан 17 (фиг. 4), нижнюю трубную доску 18, патрубок подвода паровоздушной смеси из другого подогревателя 19, отбойный щиток 20, предохранительный клапан 21 и гильзу термометра 22 и закрепленные на поверхностях U-образных труб кольцевые вставки 23 (фиг. 5).
Пароводяной теплообменник работает следующим образом. Нагревательный конденсат поступает в первый отсек водяной камеры 2 через патрубок входа основного конденсата 10. Из первой ступени поступает в латунные U-образные трубки 4, заделанные в трубной доске 3. Протекая внутри латунных U-образных трубок и нагреваясь в них, конденсат попадает во второй отсек водяной камеры 2. Нагрев конденсата осуществляется за счет теплоты конденсации греющего пара, который конденсируется на наружных поверхностях этих U-образных трубок.
Нагретый конденсат отводится из аппарата через патрубок 11, соединенный с последним из отсеков камеры.
Греющий пар поступает в корпус подогревателя через патрубок 9. Защитный лист 20 защищает трубные системы от динамического воздействия струи пара и способствует более равномерному разделению потока по корпусам. Для обеспечения необходимого числа ходов пара в корпусе применяется горизонтальная перегородка.
В результате конденсации на холодных поверхностях U-образных трубок образуется конденсат, который при помощи кольцевых вставок 23 отводится с поверхностей U-образных труб и скапливается в нижней части аппарата.
Итак, заявленное изобретение позволяет путем уменьшения толщины пленки конденсата на нижних частях U-образных труб поверхностей теплообмена стекающим конденсатом пара с верхних частей U-образных труб при помощи кольцевых вставок, расположенных под углом к горизонту, решить поставленную задачу.
Пароводяной теплообменник, включающий корпус с патрубками входа пара и выхода его конденсата, распределительную водяную камеру с патрубками входа и выхода нагреваемой воды, размещенную в кожухе трубную систему с вертикальными перегородками, U-образными трубами поверхностей теплообмена, отличающийся тем, что на поверхностях U-образных труб закреплены кольцевые вставки под углом к горизонту с возможностью отвода конденсата с поверхностей U-образных труб между горизонтальными перегородками.
