ПОДОГРЕВАТЕЛЬ ВОДЫ Российский патент 2003 года по МПК F22D1/32 

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в системах регенерации паротурбинных установок тепловых и атомных электростанций.

Известен подогреватель воды, содержащий горизонтальный корпус, выполненный в виде цилиндрической обечайки с торцевыми днищами и разделенный поперечными перегородками на отсеки, подключенные каждый к верхнему патрубку подвода греющего пара и нижнему патрубку отвода конденсата, а также пучки теплообменных труб, закрепленных концами в трубных досках соответственно входного, перепускных и выходного коллекторов, причем входной и выходной коллекторы закреплены в торцевых днищах корпуса, а перепускные коллекторы - в упомянутых перегородках (WO 97/13959, F 22 D 1/32, 1997).

Недостатком такого подогревателя является сложность монтажа, так как в общем корпусе приходится устанавливать большое количество пучков теплообменных труб, коллекторов и поперечных перегородок. При этом нужно особенно подчеркнуть сложность уплотнения поперечных перегородок относительно корпуса.

К настоящему изобретению наиболее близким техническим решением из известных является подогреватель воды, содержащий соосные горизонтальные корпусы, выполненные в виде цилиндрических обечаек и торцевых днищ и снабженные каждый верхним патрубком подвода греющего пара и нижним патрубком отвода конденсата, а также расположенные в корпусах пучки теплообменных труб, закрепленных концами в трубных досках соответственно входного, перепускного и выходного коллекторов, причем перепускной коллектор закреплен в днище одного из корпусов, прикрепленном к цилиндрической обечайке смежного корпуса (RU 1602127, F 22 D 1/32, 1997).

В таком подогревателе используются плоские трубные доски, которые при повышенных параметрах теплоносителей получаются очень толстыми (до 700 мм). При этом большая доля труб находится в отверстиях трубных досок и практически не участвует в теплообмене. В подогревателе используются горизонтальные корпусы, поэтому для реализации эффективной противоточной схемы движения теплоносителей в межтрубном пространстве пучков должны быть установлены направляющие перегородки. Все это повышает металлоемкость подогревателя.

Кроме того, толстые трубные доски приводят к усложнению технологии изготовления (сверление глубоких отверстий, вальцовка труб на большой глубине), а также к снижению надежности, так как в толстостенных элементах возникают большие напряжения при работе подогревателя в переменных режимах.

Целью изобретения являются снижение металлоемкости, повышение надежности и упрощение технологии изготовления подогревателя воды.

В подогревателе воды, содержащем соосные корпусы, выполненные в виде цилиндрических обечаек и торцевых днищ и снабженные каждый верхним патрубком подвода греющего пара и нижним патрубком отвода конденсата, а также расположенные в корпусах пучки теплообменных труб, закрепленных концами в трубных досках соответственно входного, перепускного и выходного коллекторов, причем перепускной коллектор закреплен в днище одного из корпусов, прикрепленном к цилиндрической обечайке смежного корпуса, поставленная цель достигается тем, что коллекторы выполнены с цилиндрическими трубными досками и размещены по оси корпусов, установленных вертикально, при этом входной коллектор закреплен в нижнем днище нижнего корпуса, а выходной коллектор - в верхнем днище верхнего корпуса.

Вертикальное расположение корпусов с закреплением входного коллектора в нижнем днище нижнего корпуса, а выходного коллектора - в верхнем днище верхнего корпуса позволяет реализовать эффективную противоточную схему движения теплоносителей практически без применения направляющих перегородок в межтрубном пространстве пучков теплообменных труб. Это снизило металлоемкость подогревателя. Дальнейшее снижение металлоемкости обеспечило применение цилиндрических трубных досок в коллекторах, которые при одинаковых параметрах теплоносителей получаются значительно тоньше плоских трубных досок. Снизилась доля труб, находящаяся в отверстиях трубных досок и не участвующая в теплообмене, что еще больше снизило металлоемкость подогревателя.

Кроме того, снижение толщины трубных досок упростило технологию изготовления и повысило надежность подогревателя при работе в переменных режимах.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где схематично изображен общий вид подогревателя воды.

Подогреватель воды содержит вертикально установленные соосные корпусы. Нижний корпус выполнен в виде цилиндрической обечайки 1 и нижнего торцевого днища 2 и снабжен верхним патрубком 3 подвода греющего пара и нижним патрубком 4 отвода конденсата. Верхний корпус выполнен в виде цилиндрической обечайки 5, нижнего торцевого днища 6 и верхнего торцевого днища 7. Верхний корпус снабжен верхним патрубком 8 подвода греющего пара и нижним патрубком 9 отвода конденсата. Нижнее днище 6 верхнего корпуса прикреплено к цилиндрической обечайке 1 нижнего корпуса.

В нижнем корпусе расположен пучок теплообменных труб 10, а в верхнем корпусе пучок теплообменных труб 11. Трубы 10 закреплены концами в трубных досках соответственно входного коллектора 12 и перепускного коллектора 13, а трубы 11 - в трубных досках соответственно перепускного коллектора 13 и выходного коллектора 14. Коллекторы 12, 13 и 14 выполнены с цилиндрическими трубными досками и размещены по оси корпусов. При этом входной коллектор 12 закреплен в нижнем днище 2 нижнего корпуса, перепускной коллектор 13 - в нижнем днище 6 верхнего корпуса, а выходной коллектор 14 - в верхнем днище 7 верхнего корпуса.

Коллекторы 12 и 13, а также коллекторы 13 и 14 соединены между собой трубами соответственно 15 и 16, предназначенными для дренирования воды и удаления воздуха из этого оборудования. Коллекторы 12, 13 и 14 имеют ремонтные люки соответственно 17, 18 и 19. Нижний корпус снабжен ремонтным люком 20, установленным в зоне, из которой можно было бы попасть в ремонтный люк 18 перепускного коллектора 13. Верхний корпус выполнен с ремонтным люком 21.

Нижний корпус снабжен патрубком 22 подвода конденсата из верхнего корпуса. Нижнее днище 6 верхнего корпуса является общим для обоих корпусов. Возможен вариант, в котором общим днищем для обоих корпусов служит верхнее днище нижнего корпуса.

На чертеже представлен подогреватель, составленный из двух корпусов. Однако таких корпусов может быть три и более. В этом случае в днищах средних корпусов закрепляются только перепускные коллекторы.

Подогреватель воды работает следующим образом.

Подогреваемая вода последовательно проходит входной коллектор 12, теплообменные трубы 10 нижнего корпуса, перепускной коллектор 13, теплообменные трубы 11 верхнего корпуса и выходной коллектор 14. Проходя по трубам 10 и 11, вода подогревается за счет конденсации на них греющего пара, поступающего в нижний корпус через патрубок 3 и в верхний корпус через патрубок 8.

Конденсат из верхнего корпуса выводится через патрубок 9 и подводится в нижний корпус через патрубок 22. В нижнем корпусе часть этого конденсата вскипает, вторичный пар конденсируется на трубах 10, а конденсат смешивается с конденсатом греющего пара нижнего корпуса. Общий поток конденсата, опускаясь вниз, охлаждается на трубах 10. Охлажденный конденсат выводится через патрубок 4. Тепло, полученное за счет охлаждения конденсата и конденсации вторичного пара, через трубы 10 передается подогреваемой воде.

При осмотре или ремонте теплообменных труб 10, 11, а также при осмотре или ремонте внутри корпусных устройств используют люки 17...21.

Изобретение предназначено для применения в системах регенерации паротурбинных установок тепловых и атомных электростанций. Изобретение содержит коллекторы, выполненные с цилиндрическими трубными досками и размещенные по оси вертикальных корпусов, входной коллектор, закрепленный в нижнем днище нижнего корпуса, перепускной коллектор - в нижнем днище верхнего корпуса, причем выходной коллектор закреплен в верхнем днище верхнего корпуса. Изобретение позволяет реализовать эффективную противоточную схему движения теплоносителей, что снижает металлоемкость подогревателя и упрощает технологию его изготовления. 1 ил.

Подогреватель воды, содержащий соосные корпусы, выполненные в виде цилиндрических обечаек и торцевых днищ и снабженные каждый верхним патрубком подвода греющего пара и нижним патрубком отвода конденсата, а также расположенные в корпусах пучки теплообменных труб, закрепленных концами в трубных досках соответственно входного, перепускного и выходного коллекторов, причем перепускной коллектор закреплен в днище одного из корпусов, прикрепленном к цилиндрической обечайке смежного корпуса, отличающийся тем, что коллекторы выполнены с цилиндрическими трубными досками и размещены по оси корпусов, установленных вертикально, при этом входной коллектор закреплен в нижнем днище нижнего корпуса, а выходной коллектор - в верхнем днище верхнего корпуса.