ПОВЕРХНОСТНЫЙ ПАРООХЛАДИТЕЛЬ Российский патент 2000 года по МПК F28D5/00 

Изобретение относится к области теплоэнергетики, а именно к котлостроению, в частности к устройствам для регулирования температуры перегретого пара котла - поверхностным переохладителям.

Известны широко применяемые поверхностные пароохладители, содержащие корпус с расположенными в нем змеевиками, трубную доску, расположенную поперек корпуса, и установленные в пароперегревателе "в рассечку", между I и II ступенями [1].

Испытания, проведенные ОАО "Уралтехэнерго" на котлах БКЗ-75 Дзержинской ТЭЦ, выявили существенные недостатки данной конструкции.

Основным недостатком существующей конструкции поверхностных пароохладителей является попадание конденсата из пароохладителя в крайние 1-5 змеевиков пароперегревателя. В первых двух змеевиках имеют место заливание конденсатом, снижение температуры пара при температуре насыщения (t_н ^o), тепловые удары в выходных коллекторах пароперегревателя и соответственно, трещинообразование в их стенках с развитием трещин вплоть до сквозных. Кроме этого известны два случая поражения сквозными трещинами выходных коллекторов пароперегревателей котлов БКЗ-75 на ТЭЦ завода им. Я.М. Свердлова, а также несколько случаев значительного трещинообразования в указанных коллекторах, приведших к их замене.

Известно несколько конструктивных решений, направленных на устранение указанных недостатков.

1. Устанавливают в указанных выше пароохладителях щиты и дефлекторы в нижней их части на входе в трубы пароперегревателя [2].

Указанное решение защищает вальцовку труб пароохладителя, но не защищает выходной коллектор, и по крайнему змеевику в торцевой части конденсат попадает в выходной коллектор.

2. Поперечные перегородки в пароохладителе также не защищают от попадания конденсата в крайние змеевики [3].

3. Установка продольного щита, который отводит конденсат вглубь камеры пароохладителя, полностью не решает вопроса, т.к. при этом слив конденсатора перемещается в центральную часть коллектора, не обеспечив его равномерное распределение [4].

4. Дренирование концевых участков пароохладителя [5].

Температурная развертка при этом снижается только на 60^oC, а разница температур достигает 240^oC. Остающаяся разница температур 180^oC остается опасной.

5. Равномерное распределение пара по всей длине пароохладителя [6].

Модернизация пароохладителей при этом путем сверления коллекторов и разведки змеевиков достаточно сложна и решает поставленную задачу лишь частично, так как испытания показывают наличие попадания конденсата и тепловые удары в выходном коллекторе пароперегревателя.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является пароохладитель котла, установленный "в рассечку" пароперегревателя, содержащий корпус, змеевики с охлаждающей водой, продольные и поперечные щиты, дефлекторы и защитный кожух, охватывающий пакет змеевиков [7].

Недостатком указанного технического решения является образование конденсата в торцевой части корпуса, попадание его в первые змеевики пароперегревателя и далее в его выходной коллектор и, как следствие, трещинообразование в выходном коллекторе.

Техническая задача, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, - повышение надежности работы выходного коллектора пароперегревателя путем предупреждения трещинообразования.

Для решения поставленной задачи в известном поверхностном пароохладителе котла, содержащем корпус, змеевики с охлаждающей водой, продольные и поперечные щиты, дефлекторы и защитный кожух, охватывающий пакет змеевиков, днище; в нижней части пароохладителя между защитным кожухом и корпусом установлено корыто для сбора и распределения конденсата, которое плотно крепится к днищу, а по его краям выполнен порог со щелевыми прорезями, обеспечивающими равномерное расширение и слив конденсата при его максимальном и минимальном расходах на участке корпуса с отверстиями для отвода пара.

Предлагаемая конструкция поверхностного пароохладителя котла поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображен поверхностный пароохладитель (продольный разрез).

На фиг. 2 - разрез I-I (поперечный разрез).

Поверхностный пароохладитель котла содержит корпус 1 с расположенными на нем змеевиками 2, днище 3, кожух 4, охватывающий пакет змеевиков 2, дефлектор 5, перегородку 6 (трубная доска), корыто 7, расположенное в нижней части пароохладителя, между защитным кожухом 4 и корпусом 1, по краям корыта 7 выполнен порог 8 со щелями 9.

Работает пароохладитель следующим образом.

При прохождении пара через пароохладитель частично происходит его конденсация на охлаждающих змеевиках 2. Образующийся конденсат стекает в корыто 7 и, проходя через его нижнюю часть, равномерно распределяется через щели 9 по длине корпуса 1. В результате чего конденсат в незначительных количествах поступает в каждый из отводящих патрубков (позицией не обозначены), и благодаря равномерному распределению конденсата последний не оказывает влияния на температурный режим выходного коллектора. Температурная развертка при этом, как показало реконструирование переохладителей [1], не превышает 60^oC против 240^oC по прототипу, что не вызывает развитие трещин, повышая тем самым надежность выходного коллектора.

Источники информации
1. Журнал "Энергетик", N 1, 1997 г., с. 28-29.

2. Казарновский Е.М. Регулирование температуры перегретого пара в мощных паровых котлах. - М.: Металлургиздат, 1960 г., с. 151.

3. Там же, с. 106.

4. Там же.

5. Там же, с. 168.

6. Там же, с. 121.

7. Там же (прототип), с. 101, 102, рис. 80, с. 151, рис. 106.

Устройство предназначено для применения в области теплоэнергетики, в котлостроении, в частности в устройствах для регулирования температуры перегретого пара котла - поверхностного пароохладителя. Техническая задача: повышение надежности работы выходного коллектора пароперегревателя путем предупреждения трещинообразования. Пароохладитель содержит корпус, где расположены змеевики с охлаждающей водой, продольные и поперечные щиты, дефлекторы, защитный кожух, охватывающий пакет змеевиков и днище. В нижней части пароохладителя между защитным кожухом и корпусом установлено корыто для сбора и распределения конденсата, которое крепится к днищу, а по краям корыта выполнен порог со щелевыми прорезями с обеспечением равномерного распределения и слива конденсата при его максимальном и минимальном расходах на участке корпуса с отверстиями для отвода пара. Изобретение позволяет повысить надежность работы выходного коллектора пароперегревателя путем предупреждения трещинообразования. 2 ил.

Поверхностный пароохладитель котла, содержащий корпус, змеевики с охлаждающей водой, продольные и поперечные щиты, дефлекторы и защитный кожух, охватывающий пакет змеевиков, днище, отличающийся тем, что между защитным кожухом и корпусом установлено корыто для сбора и распределения конденсата, при этом корыто плотно крепится к днищу, а по его краям выполнен порог со щелевыми прорезями с обеспечением равномерного распределения и слива конденсата при его максимальном и минимальном расходах на участке корпуса с отверстиями для отвода пара.