КОЛЛЕКТОР ТЕПЛООБМЕННИКА Российский патент 1998 года по МПК F28F9/02 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в парогенераторах.

Известна выходная ступень пароперегревателя, который содержит выходной коллектор с торцевым отводом пара и шунтовым трубопроводом, соединяющим глухой торец коллектора с отводящим торцом [1] Выполнение шунтового трубопровода таким образом уменьшает надежность всей выходной ступени пароперегревателя из-за наличия в схеме термонапряженных элементов, таких как тройниковые соединения.

Наиболее близким техническим решением к предложенному устройству является коллектор, содержащий корпус, внутри которого соосно установлена перепускная труба с перфорированным участком и отводящей трубой [2] Выполнение собирающего узла подобным образом не надежно, так как перепускные трубы, подсоединенные к коллектору, и корпус коллектора прогреваются неравномерно по времени в переходные режимы работы котла, что вызывает циклические знакопеременные напряжения в металле и приводит к разрушению металла и сварки в месте соединения перепускной трубы с отводящим трубопроводом.

Предложенное устройство направлено на создание собирающего коллектора теплообменника, который обеспечивает снижение коллекторного эффекта при высокой степени надежности.

Коллектор теплообменника, преимущественно собирающий, содержит цилиндрический корпус, заглушенный с одной стороны и имеющий патрубок с другой и перфорированную открытую с обоих торцов и коаксиально установленную внутри трубу, причем площадь перфорации увеличивается по длине трубы в направлении от патрубка к заглушенному торцу корпуса.

На фиг. 1 изображен собирающий коллектор, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А фиг.1; на фиг.3 разрез Б-Б на фиг.1.

Собирающий коллектор теплообменника содержит цилиндрический корпус 1 с торцевым патрубком отвода среды 2, подводящим патрубком 3, заглушенным торцом 4 и перепускную трубу 5, закрепленную штангами 6 в корпусе 1 с образованием кольцевого зазора 7. Перепускная труба 5, открытая с двух сторон, имеет перфорацию 8, причем площадь перфорации неравномерна по длине трубы и изменяется постепенно от наибольшей со стороны заглушенного торца 4 коллектора, до наименьшей со стороны, обращенной к торцевому патрубку отвода среды.

Собирающий коллектор теплообменника работает следующим образом. Пар поступает из теплообменных труб, подсоединенных к входным патрубкам 3 в цилиндрический корпус 1. При этом вдоль корпуса коллектора 1 возникает перепад давлений по длине, так называемый коллекторный эффект, который чем выше, тем менее надежно работает система из-за неравномерной раздачи среды по трубам. Статическое давление движущегося пара по длине коллектора не одинаково, со стороны глухого торца 4 оно наибольшее, а со стороны торцевого патрубка отвода среды 2 наименьшее. По трубкам теплообменника 3, подсоединенным к коллектору со стороны тупикового торца 4, проходит меньше пара, чем по трубкам, подсоединенным к коллектору со стороны торцевого отвода 2. Для снижения влияния гидравлического эффекта и равномерной раздачи пара по трубному пакету необходима установка перепускной трубы 5. Пар из трубок, обращенных к тупиковому торцу, направляется к открытому торцу перепускной трубы 5 и перетекает из зоны с повышенным статическим давлением в зону с меньшим статическим давлением. Таким образом, выравниваются располагаемые перепады давлений, под которым работают трубы теплообменника. Из труб теплообменника, подсоединенных в середине, пар поступает в перепускную трубу 5 по перфорации 8, чем больше статическое давление в сечении коллектора, тем больше и площадь перфорации. Это позволяет уменьшить гидравлическое сопротивление прохода пара в перепускную трубу и усилить отток пара из труб теплообменника, расположенных ближе к заглушенному торцу коллектора.

Таким образом, распределение пара по всему трубному пакету осуществляется равномерно, что ведет к снижению гидравлической разверки, а это в свою очередь к повышению надежности собирающего коллектора теплообменника.

Использование: в теплоэнергетике, в частности в парогенераторах. Сущность изобретения: снижение коллекторного эффекта при высокой степени надежности обеспечивается тем, что коллектор содержит цилиндрический корпус 1, заглушенный с одного торца и имеющий патрубок 2 с другого, и перфорированную перепускную трубу 5, открытую с обоих торцев и коаксиально установленную внутри корпуса 1. Новым является то, что оба торца перепускной трубы 5 расположены с зазором 7 к стенкам корпуса 1, а перфорация в ней выполнена с площадью, увеличивающейся по ее длине от патрубка 2 к заглушенному торцу корпуса 1. 3 ил.

Коллектор теплообменника, преимущественно собирающий, содержащий цилиндрический корпус, заглушенный с одного торца и имеющий патрубок с другого, и перфорированную перепускную трубу, открытую с обоих торцов и коаксиально установленную внутри корпуса, отличающийся тем, что оба торца перепускной трубы расположены с зазором к стенкам корпуса, а перфорация в ней выполнена с площадью, увеличивающейся по ее длине от патрубка к заглушенному торцу корпуса.