КОНДЕНСАТООТВОДЧИК Российский патент 2002 года по МПК F16T1/00 

Изобретение относится к теплоэнергетике и предназначено для отвода конденсата от теплопотребляющего оборудования.

Известны многошайбовые конденсатоотводчики [1, стр.50], содержащие установленные в цилиндрическом корпусе по ходу конденсата шайбы с дросселирующими отверстиями.

Недостатком конструкции конденсатоотводчиков такого типа является низкая надежность вследствие засорения дросселирующих отверстий в шайбах, кроме того, эррозия поверхностей этих отверстий приводит к проникновению паровой фазы через конденсатоотводчик, что снижает долговечность его работы.

Известен конденсатоотводчик [2], содержащий корпус с элементами присоединения на концах, установленные по ходу конденсата и закрепленные в нем шайбы с дросселирующими отверстиями на периферии, причем шайбы установлены таким образом, что отверстия образуют лабиринтную систему типа "гидрозатвор", а на входе конденсатоотводчика установлен фильтр-сепаратор.

Однако и данная конструкция не исключает возможность проникновения конденсата из конденсатной линии в теплопотребляющее оборудование при отключении пара.

Известен конденсатный горшок "Рапид" [1, стр.35], который имеет на выходе обратный клапан, установка которого предназначена для защиты теплопотребляющего оборудования от обратного хода конденсата. Такое техническое решение, несмотря на преимущество, имеет и недостатки, а именно сложность конструкции, технологии сборки, низкую ремонтопригодность и надежность, обусловленную повышенной степенью старения конструкции узлов и их элементов, низкой степенью герметичности, невозможностью эксплуатации конденсатоотводчика при отрицательной температуре окружающей среды, ограниченном диапазоне перепада давлений вх./вых. и, как следствие, низкой безопасности.

Предлагаемый конденсатоотводчик содержит корпус с элементами присоединения на концах, установленные по ходу конденсата и закрепленные в нем с помощью уплотняющего кольца или колец через распорные кольца шайбы с дросселирующими отверстиями на периферии. Шайбы установлены таким образом, что отверстия в соседних шайбах расположены диаметрально противоположно в вертикальной плоскости и образуют лабиринтную систему типа "гидрозатвор".

На входе конденсатоотводчика в его корпусе установлен фильтр-сепаратор, "живое сечение" каждого отверстия которого равно или меньше сечения дросселирующего отверстия в шайбе, а количество шайб определяется исходя из того, что среднее падение давления на одной шайбе не должно превышать 3 атм. Шайбы имеют одно, ряд или несколько рядов дросселирующих отверстий, выполненных в пределах сегмента с высотой не более 1/3 диаметра шайбы. Дросселирующие отверстия в шайбах могут быть выполнены параллельно хорде или дуге окружности и имеют круглое сечение. Элементы присоединения конденсатоотводчика выполнены в виде фланцев или пробок с проходными отверстиями и соединены путем резьбового соединения или сварки. Уплотняющее кольцо, как минимум одно, имеет наружную резьбу, сопряженную с резьбой в корпусе и может быть установлено с одного или обоих концов корпуса конденсатоотводчика. Кроме того, как минимум один из элементов присоединения и уплотняющее кольцо выполнены в виде одной детали. Фильтр-сепаратор выполнен в виде сетки или перфорированного диска, форма отверстий которого имеет круглое или многоугольное сечение, причем "живое сечение" каждого отверстия в фильтре составляет 0,1-1 сечения дросселирующего отверстия в шайбе. Фильтр-сепаратор и уплотняющее кольцо могут быть выполнены в виде одной детали. Кроме того, на выходе конденсатоотводчика может быть также установлен фильтр-сепаратор.

Отличие предлагаемой конструкции конденсатоотводчика заключается в том, что по крайней мере одна из шайб выполнена с обратным клапаном. Шайба с функцией обратного клапана представляет собой диск, в теле которого имеется полость, связанная каналом(ми) с входным(и) и выходным(и) отверстиями, выполненными с противоположных торцов диска, и имеющий рабочую поверхность, сопряженную с рабочей поверхностью запорного органа обратного клапана.

Выполнение шайбы с обратным клапаном внутри позволяет сохранить и повысить герметичность конденсатоотводчика засчет минимизации уплотняющих соединений. Расположение рабочего органа обратного клапана внутри шайбы расширяет диапазон применения конденсатоотводчика в сторону отрицательных температур окружающей среды, так как исключает возможность разрушения конденсатоотводчика при замерзании в нем конденсата. Технологичность сборки и повышение ремонтопригодности обеспечивается простотой конструкции. Все это тем самым повышает надежность, эффективность и безопасность предлагаемого конденсатоотводчика.

На фиг.1 - 3 изображен конденсатоотводчик с вариантами установки шайб с обратным клапаном, их конструктивным исполнением и расположением. Конденсатоотводчик содержит корпус 1, элементы присоединения 2, шайбы 3 с дросселирующими отверстиями 4, распорные кольца 5, фильтр-сепаратор 6 с отверстиями 7, уплотняющее кольцо 8, шайбу 9 с обратным клапаном с запорным органом 10 и входным(и) отверстием(ями) 11 и выходным(и) отверстием(ями) 12.

Устройство работает следующим образом.

Конденсат, отводимый по трубопроводу от теплопотребляющего оборудования, поступает на вход конденсатоотводчика, где, проходя через отверстия 7 фильтра-сепаратора 6 и очистившись от загрязнений в виде окалины и других твердых включений, попадает в камеру, образованную фильтром-сепаратором 6, распорным кольцом 5 и шайбой 3 или шайбой 9 с обратным клапаном. Далее конденсат через дросселирующие отверстия 4 в шайбах 3 или шайбу 9 с обратным клапаном и дросселирующие отверстия в последующих шайбах, пройдя лабиринтную систему гидрозатворов непосредственно или через фильтр-сепаратор 6, установленный на выходе, отводится по конденсатопроводу в систему конденсатоотведения.

Использование предлагаемого конденсатоотводчика имеет существенные преимущества перед известными. Установка фильтра-сепаратора на входе конденсатоотводчика препятствует проникновению в него загрязнений (окалин и других включений), которые могут забить дросселирующие отверстия в шайбах, а его установка на выходе препятствует проникновению в конденсатоотводчик таких загрязнений из конденсатной линии при обратном токе конденсата, кроме того, лабиринтная система исключает гидроудары, что позволяет обеспечить надежность работы теплоэнергетического оборудования. Установка на входе-выходе конденсатоотводчика шайбы с обратным клапаном позволяет исключить обратный ток пароконденсатной смеси при останове теплоэнергетического оборудования.

Конденсатоотводчик может эффективно работать в широком диапазоне теплоэнергетических параметров (Р, t, G - расход) конденсата. Это обусловлено двумя причинами:
1. Изменение давления пара приводит к соответствующему изменению температурного режима в теплообменном аппарате, интенсивности теплообменного процесса и, следовательно, к изменению давления и количества образующегося в единицу времени конденсата. Соответствующим образом изменение давления конденсата изменяет пропускную способность конденсатоотводчика, представляющего собой дросселирующее устройство.

2. Многошайбовая конструкция конденсатоотводчика обеспечивает автоматическое регулирование его пропускной способности по конденсату и препятствует пропуску пролетного пара.

Это обусловлено тем, что давление конденсата, имеющего на входе в конденсатоотводчик теплофизические параметры, близкие к точке насыщения, и проходящего последовательно через дросселирующие отверстия шайб, снижается. В результате понижения давления конденсат в межшайбовом пространстве вскипает с образованием пара вторичного вскипания. Этот пар, проходя через последующие дросселирующие отверстия шайб, резко снижает пропускную способность этих отверстий для конденсата, а значит и пропускную способность самого конденсатоотводчика. Снижение производительности конденсатоотводчика влечет за собой некоторое переохлаждение конденсата в теплообменном аппарате. Переохлажденный ниже точки насыщения конденсат, проходя через первые шайбы, не образует паров в.в. в межшайбовом пространстве этих шайб. В результате этого общее гидравлическое сопротивление конденсатоотводчика снижается и производительность конденсатоотводчика повышается. Таким образом, изменение параметров конденсата на входе в конденсатоотводчик перемещает точку насыщения от первой шайбы до последней, допуская незначительное переохлаждение конденсата в теплообменном аппарате, но не позволяя пролетному пару проходить через конденсатоотводчик.

Источники информации
1. А. М.Далин. Сбор и возврат конденсата. М.-Л.: Госэнергоиздат, с.50 и 35, 1949.

2. Л.М.Торгов. Конденсатоотводчик. Заявка на полезную модель 2000109858/20, приоритет от 18.04.2000, решение о выдаче свидетельства от 17.07.2000.

Конденсатоотводчик относится к теплоэнергетике и предназначен для отвода конденсата от теплопотребляющего оборудования. Конденсатоотводчик содержит корпус с элементами присоединения на концах, установленные по ходу конденсата и закрепленные в нем с помощью уплотняющего кольца или колец через распорные кольца шайбы с дросселирующими отверстиями на периферии, причем шайбы установлены таким образом, что отверстия в соседних шайбах расположены диаметрально противоположно и образуют лабиринтную систему типа "гидрозатвор", фильтр-сепаратор, установленный в корпусе на входе или на входе и выходе конденсатоотводчика, причем, по крайней мере, одна из шайб выполнена с обратным клапаном. Шайба, содержащая обратный клапан, представляет собой диск, в теле которого имеется полость, связанная каналами с входным(и) и выходным(и) отверстиями, выполненными с противоположных торцов диска, и имеющий рабочую поверхность, сопряженную с поверхностью запорного органа обратного клапана. Изобретение позволяет повысить надежность, эффективность и безопасность конденсатоотводчика. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Конденсатоотводчик, содержащий корпус с элементами присоединения на концах, установленные по ходу конденсата и закрепленные в нем с помощью уплотняющего кольца или колец через распорные кольца шайбы с дросселирующими отверстиями на периферии, причем шайбы установлены таким образом, что отверстия в соседних шайбах расположены диаметрально противоположно и образуют лабиринтную систему типа "гидрозатвор", фильтр-сепаратор, установленный в корпусе на входе или на входе и выходе конденсатоотводчика, отличающийся тем, что, по крайней мере, одна из шайб выполнена с обратным клапаном. 2. Конденсатоотводчик по п. 1, отличающийся тем, что шайба, содержащая обратный клапан, представляет собой диск, в теле которого имеется полость, связанная каналами с входным(и) и выходным(и) отверстиями, выполненными с противоположных торцов диска, и имеющий рабочую поверхность, сопряженную с поверхностью запорного органа обратного клапана.