ПОВЕРХНОСТЬ НАГРЕВА Российский патент 1999 года по МПК F22B37/10 

Изобретение относится к парогенерирующим трубчатым элементам и может быть использовано в паровых котлах и энерготехнологических агрегатах.

Известны поверхности нагрева паровых котлов, выполненные из параллельно включенных труб разной длины [1].

Недостатком известной конструкции является ее пониженная надежность вследствие имеющей место из-за разной длины труб разверки расходов и температур между соседними трубами, что может привести к пережогу отдельных труб при допустимых средних значениях температуры стенки трубы. В трубах с двухфазной средой "вода-пар" возникают пульсации, гидроудары.

Этот недостаток может быть устранен искусственной регулировкой расхода рабочей среды, в частности воды и пароводяной смеси, для чего применяют регулировочное шайбование системы [2]. В этом случае в трубы на входе в них вводится дополнительное сопротивление в виде шайб с разными проходными сечениями с таким расчетом, чтобы добиться распределения расхода рабочей среды, пропорпионального тепловой нагрузке на трубу.

Недостатками такой поверхности нагрева являются бесполезное срабатывание давления на дроссельных шайбах и возможность перекрытия отверстия в них, например, окалиной.

Целью изобретения является устранение недостатков известной поверхности нагрева.

Поставленная цель достигается тем, что упомянутое устройство выполнено в виде продольной турбулизирующей вставки, причем вставки разных труб выполнены с различной длиной, при этом труба наибольшей длины имеет вставку с наименьшей длиной, а труба наименьшей длины - вставку с наибольшей длиной.

Сущность изобретения иллюстрируется на примере змеевиковой поверхности нагрева.

На фиг. 1 представлен общий вид поверхности нагрева, установленной в газоходе котла, на фиг. 2 - узел А фиг. 1.

Поверхность нагрева выполнена из ┌└

- образных труб 1 разной длины, параллельно подключенных к входному 2 и выходному 3 коллекторам. Внутри труб 1 установлены турбулизирующие вставки 4 известной конструкции. Длина турбулизирующих вставок 4 изменяется обратно пропорционально изменению длины труб 1. Более длинные вставки 4 устанавливают в более короткие трубы 1 и наоборот. Для двухфазных сред вставки 4 устанавливают на входе в трубы 1, для однофазных сред целесообразна установка вставок 4 в зоне наиболее интенсивного теплообмена, что позволяет более эффективно охлаждать трубы 1.

Рабочая среда поступает во входной коллектор 2 и раздается по параллельно включенным трубам 1. При этом благодаря установке в последних турбулизирующих вставок 4 разной длины рабочая среда распределяется по трубам 1 пропорционально тепловой нагрузке на них. Образовавшаяся в трубах 1 пароводяная смесь поступает в выходной коллектор и отводится из него.

Установка в трубах продольно турбулизирующих вставок разной длины, создающих соответствующее дополнительное сопротивление, позволяет добиться распределения расхода рабочей среды в трубах пропорционально тепловой нагрузке на них. При этом также срабатывается давление. Однако в данном случае за счет этого происходит турбулизация рабочей среды и повышение эффективности теплообмена, что в свою очередь может привести к уменьшению поверхности нагрева. Кроме того, исключается расслоение пароводяной смеси на пар и воду на горизонтальных участках труб и снижается возможность шламовых отложений.

Поверхность нагрева предназначена для использования в паровых котлах и энерготехнологичесних агрегатах. Поверхность нагрева состоит из параллельно включенных труб разной длины, в каждой из которых размещено устройство для создания дополнительного сопротивления выполненное в виде турбулизирующей вставки, причем труба наибольшей длины имеет вставку с наименьшей длиной, а труба наименьшей длины - вставку с наибольшей длиной. Установка в трубах продольно турбулизирующих вставок разной длины позволяет добиться распределения расхода рабочей среды в трубах пропорционально тепловой нагрузке на них и повышения эффективности теплообмена. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Поверхность нагрева, содержащая параллельно включенные трубы, имеющие разную длину, причем в каждой из труб размещено устройство для создания дополнительного сопротивления, отличающаяся тем, что упомянутое устройство выполнено в виде продольной турбулизирующей вставки, причем вставки разных труб выполнены с различной длиной. 2. Поверхность по п.1, отличающаяся тем, что труба наибольшей длины имеет вставку с наименьшей длиной, а труба наименьшей длины - вставку с наибольшей длиной.