Пароводяной теплообменник

Пароводяной теплообменник

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ПАРОВОДЯНОЙ ТЕПЛООБМЕННИК, содержащий корпус с патрубками подвода и отвода воды, подвода пара и отвода конденсата и неконденсирующихся газов, трубную систему, размещенные между последней и патрубком отвода неконденсирующихся газов сборник переохлажденного конденсата и сообщенный с паровым межтрубным пространством отсек контактной конденсации, разделенные горизонтальной и вертикальной перегородками, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности, горизонтальная перегородка имеет центральное отверстие , под углом к стенкам последней установлена перфорированная перегородка , образующая по периферии корпуса совместно с горизонтальной и вертикальной перегородками сборник переохлажденного конденсата, а над § центральным отверстием дополнительно установлен перфорированный конус (Л ный отражатель.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.ЯУ„„111

З(51) F 22 D 1/32

ЩСУДАРСТВЕННЫЙ КСМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ф, 1 У «д

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1"" -:

2. Авторское свидетельство СССР

И 613159, кл. F 22 D 1/32, 1976.

H ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3414886/24-06 (22) 31,03.82 (46) 15.09.84. Бюл. Я 34 (72) М.П. Белоусов и В.А. Пермяков (53) 621. 187 ° 14.(088.8) (56) 1 Теплообменное оборудование.

Каталог 18-2-76. М., НИИЭИнформэнергомаш, 1977, лист 50. (54) (57) ПАРОВОДЯ НОЙ ТБППООБМЕННИК, содержащий корпус с патрубками подвода и отвода воды, подвода пара и отвода конденсата и неконденсирующихся газон, трубную систему, размещенные между последней и патрубком отвода неконденсирующихся газов сборник переохлажденного конденсата и сообщенный с паровым межтрубным пространством отсек контактной конденсации, разделенные горизонтальной и вертикальной перегородками, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения экономичности, горизонтальная перегородка имеет центральное отверстие, под углом к стенкам последней установлена перфорированная перегородка, образующая по периферии корпуса совместно с горизонтальной и вертикальной перегородками сборник переохлажденного конденсата, а над центральным отверстием дополнительно установлен перфориронанный конусный отражатель.

1113630

Изобретение относится к теплообменным аппаратам, устанавливаемым, в частности, в регенеративных схемах энергетических паровых турбин или используемым в качестве подогревателей сетевой воды и предназначен-. ных для подогрева воды паром, отбираемым из промежуточных ступеней турбин.

Известен пароводяной теплообменt0 ннк, предназначенный для подогрева воды, протекающей в трубках, за счет тепла, выделяемого при конденсации пара (1) .

В таком теплообменнике над направляющими перегородками за счет стекания с труб поверхности нагрева образуется слой переохлажденного по отношению к температуре насыщения в данном месте конденсата пара. Этот переохлажденный конденсат хаотически стекает с кромок всех перегородок в виде капель или струй, которые при этом омываются потоком пара и нагреваются до температуры, близкой

25 к температуре насыщения. Таким обра-I зом, разница температур конденсата и насьш ения пара на выходе из таких теплообменников практически равна нулю. Скорость. пара в конце пути его движения в межтрубном пространстве также близка к нулю, что способствует образованию застойных и плохо вентилируемых потоком пара областей. Это обстоятельство, особенно в аппаратах, З5 ю работающих при давлении ниже атмосферного, способствует накоплению неконденсирующихся газов в корпусе и резкому снижению экономичности работы теплообменника. 40

Известен пароводяной теплообменник, содержащий корпус с патрубками подвода и отвода воды, подвода пара, отвода конденсата и неконденсирующихся газов, трубную систему, размещен- 45 ные между последней и патрубком отво" да неконденсирующихся газов сборник переохлажденного конденсата и сообщенный с паровым межтрубным пространством отсек контактной конденсации, разделенные горизонтальной и вертикальной перегородками (2), Внутри сборника переохлажденного конденсата размещается часть поверхности нагрева трубной системы, которая омывается конденсатом греющего пара, стекающим в сборник с направляющих перегородок с температурой, близкой к температуре насыщения, 3а счет контакта конденсата с трубками поверхности нагрева, размещенных в сборнике, через которые проходит нагреваемая вода, конденсат переохлаждается и в виде струй стекает через перфорацию и попадает в отсек контактной конденсации. На этих струях, располагаемых за пределами трубной системы, конденсируется пар. Количество его определяется величиной переохлаждения конденсата по отношению к температуре насыщения греющего пара и расходом переохлажденного конденсата. Пар, сконденсировавшийся на струях, транзитом проходит всю трубную систему, увеличивая среднюю скорость пара в межтрубном пространстве.

Благодаря этому пару, скорость его на выходе из трубной сиотемы уже не равна нулю, что способствует интенсивной вентиляции парового межтрубного пространства и уменьшает воэможность образования застойных областей.

Кроме того, создание каскада струй, ва которых конденсируется пар, повышает концентрацию неконденсирующихся газов (воздуха) в оставшейся ыа выходе из струй паровоздушнай смеси, что резко облегчает условия для ее . отвода из аппарата.

Однако переохлаждение конденсата достигается за счет затопления поверхности нагрева, располагаемой в сборнике, а переохлажденный конденсат стекающий с.направляющих перегоУ родок, не используется для повышения скорости пара в межтрубном пространстве, так как его нагрев потоком пара до температуры насыщения происходит по всей высоте аппарата. Поэтому известный подогреватель требует необходимости затопления части поверхности нагрева и исключения ее из работы в режиме конденсации, Струи, вытекающие через перфорированную горизонтальную перегородку, разделяющую сборник конденсата и отсек контактной конденсации, должны иметь опредвленную длину, что требует удлинения корпуса для их размещения. Значительная величина поверхности конденсата в сборнике, соприкасающаяся с греющим паром, ухудшает процесс его переохлаждения, что требует дополнительного затопления поверхности нагрева трубной системы для достижения необходимого переохлаждения.

1113630

Цель изобретения — повышение экономичности.

Поставленная цель достигается в пароводяном теплообменнике, содержащем корпус с патрубками подвода и отвода воды, подвода пара, отвода конденсата и неконденсирующихся газов, трубную систему, размещенные между последней и патрубком отвода неконденсирующихся газов сборник пе- 1О реохлажденного конденсата и сообщенный с паровым межтрубным пространст- вом отсек контактной конденсации, разделенные горизонтальной и вертикальной перегородками, горизонталь- 15 ная перегородка имеет центральное отверстие, под углом к стенке последней установлена перфорированная перегородка, образующая по периферии корпуса совместно с горизонтальной 20 и вертикальной перегородками сборник переохлажденного конденсата, а над центральным отверстием дополнительно установлен перфорированный конусный отражатель. 25

На чертеже представлен пароводяной теллообменник, общий вид.

Пароводяной теплообменник содержит корпус 1, патрубки 2-6 подвода и отвода воды, подвода пара, отвода

30 конденсата и неконденсирующихся газов соответственно, трубную систему 7,. размещенные между последней и патрубком 6 отвода неконденсирующихся газов сборник 8 переохлажден- 35 ного конденсата и сообщенный с паровым межтрубным пространством 9 отсек

10 контактной конденсации, разделенные горизонтальной и вертикальной перегородками 11 и 12. Горизонталь- 40 ная перегородка 11 имеет центральное отверстие 13, под углом к стенкам последнего установлена перфорированная перегородка 14, образующая по периферии корпуса 1 совместно с гори- 45 зонтальной и вертикальными перегородками 11 и 12 сборник 8 переохлажденного конденсата, а над центральным отверстием 13 дополнительно установлен перфорированный конусный отражатель 15. Теплообменник имеет также водяную камеру 16, направляющие перегородки 17, водоукаэательное стекло 18. Отсек 10 контактной конденсации сообщен с паровым межтрубным 55 пространством 9 посредством канала 19, образованного коробом 20 и стенкой корпуса 1, имеющего входное и выходное отверстия 21 и 22 соответственно. Трубная система 7 крепится в трубной доске 23, размещенной с зазором

24 относительно корпуса 1.

Пароводяной теплообменник работа ет следующим образом.

Переохлажденный конденсат с направляющих перегородок 17 поступает в сборник 8 по каналу, имеющему минимальную ширину, что уменьшает зеркало" конденсата в нем, а следовательно, сводит к минимуму подогрев в этом месте конденсата паром. Через перфорацию в перегородке 14 переохлажденный конденсат "фонтанирует струями под определенным углом к вертикали, достигает перфорированного конусного отражателя 15 и с него в виде струй и капель стекает через центральное отверстие !3 горизонтальной перегородки 1! на уровень конденсата в корпусе 1. Часть струй не достигает щита и после достижения максимальной высоты, что определяется подпором столба воды в сборнике 8 переохлажденного конденсата, падает в виде струй и капель в центральное отверстие 13 горизонтальной перегородки 11, 3а счет движения струи конденсата сначала вверх (от верхней перфорированной перегородки 14 до перфорированного конусного отражателя 15), а затем вниз (от отражателя 15 до уровня конденсата в корпусе 1) достигается необходимая суммарная длина струи, которая обеспечивает конденсацию пара иэ паровоздушной смеси в отсеке 10 контактной конденсации. На нижней части перфори рованной перегородки 14, наклоненной к центральному отверстию 13, степень перфорации минимальная и по мере удаления от центрального отверстия 13 степень перфорации возрастает. Изменение степени перфорации и установка перфорированной перегородки 14 под углом к горизонту с наклоном к центральному отверстию 13 обеспечивает необходимое истечение струй конденсата вверх при малых нагрузках теплообменника. Патрубок 6 отвода неконденсирующихся газов располагается под горизонтальной перегородкой 11 и установлен таким образом, что на него не попадают струи и капли конденсата, стекающие в центральное отверстие 13.

1113630

ВНИИПИ Закаэ 6600/32 Т аж 404 По сыре

Филиал GIIO Патент, г.укгород, ул.Проектная, 4

Поток неконденсирующихся газов и остатков пара омывает нижнюю часть трубной системы 7, выходит иэ нее и через зазор 24 между трубной доской 23 и корпусом 1, а также через канал 19 поступает в отсек 10 контактной конденсации на струи переохлажденного конденсата,-истекающие из перфорации перегородки 14. Далее при своем движении неконденсирующиеся газы и остатки пара совместно со струями и каплями переохлажденного ,конденсата поступают через центрапьное отверстие 13 в нижнюю часть корпуса 1. При таком движении остатки пара интенсивно конденсируются на переохлажденном конденсате, концентрация воздуха в паровоэдушной смеси при этом возрастает и эффективно выводится через патрубок 6 иэ теплообменника.

Создание в теплообменниках за счет установки под трубной системой отсека контактной конденсации позволяет резко повысить концентрацию

10 воздуха в отводимои паровоэдушной смеси, устранить вероятность образования застойных, плохо вентилируемьтх потоком пара зон, повысить среднюю скорость пара на всем пути его движения в межтрубном пространстве, а это приводит к повышению экономичности работы таких теплообменников.