КОНДЕНСАТОР ПАРА С ВОЗДУШНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ И ЗАЩИТОЙ ОТ ЗАЛЕДЕНЕНИЯ КОНДЕНСАТА Российский патент 2008 года по МПК F28D1/06 

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в теплосиловых установках малой мощности энергетической и химической промышленности, а также на заводах по мусоросжиганию.

Известен выбранный в качестве ближайшего аналога изобретения конденсатор пара с воздушным охлаждением, содержащий трубный теплообменный пучок с верхним парораспределительным коллектором и нижним коллектором для сбора конденсата, а также средство предотвращения заледенения конденсата в холодное время года [1]. Серьезной эксплуатационной проблемой конденсаторов такого типа является то, что в холодное время года низкая температура охлаждающего атмосферного воздуха может привести к заледенению конденсата в нижней части теплообменного пучка с возможным повреждением его труб. Для предотвращения заледенения конденсата в холодное время года в соответствии с [1] предусмотрено средство как по пароконденсатному тракту в виде двухстороннего подвода пара к теплообменному пучку (в его верхний и нижний коллекторы), так и с воздушной стороны в виде жалюзи для регулирования потока охлаждающего воздуха на входе в теплообменный пучок. Вместе с тем, осуществление подвода пара к нижнему коллектору теплообменного пучка конструктивно сложно и требует установки арматуры (для отключения подачи пара в летнее время), работающей в условиях агрессивной среды (влажного пара). Что касается жалюзи, то регулирование с их помощью расхода охлаждающего воздуха может обеспечить лишь уменьшение интенсивности теплообмена с воздушной стороны, не устраняя непосредственный контакт холодного воздуха с теплообменными трубами, в результате чего полностью исключить заледенение конденсата в холодное время года при таком решении не представляется возможным.

Достигаемым результатом изобретения является повышение эксплуатационной надежности конденсатора путем исключения непосредственного контакта холодного воздуха с наиболее опасной по условиям заледенения конденсата частью теплообменного пучка при сохранении достаточной интенсивности теплообмена.

Это обеспечивается тем, что в конденсаторе пара с воздушным охлаждением, содержащем трубный теплообменный пучок с верхним парораспределительным коллектором и нижним коллектором для сбора конденсата, а также средство предотвращения заледенения конденсата в холодное время года, согласно изобретению указанное средство выполнено в виде защитного полукороба, ограждающего опасную по условиям заледенения конденсата часть теплообменного пучка со стороны подачи в конденсатор охлаждающего воздуха, причем конденсатор дополнительно содержит второй полукороб, примыкающий к теплообменному пучку с противоположной стороны со сдвигом относительно первого полукороба в сторону парораспределительного коллектора. При этом между трубами теплообменного пучка и расположенной против них стенкой каждого полукороба может быть установлена, по меньшей мере, одна поперечная перегородка. Расположенные против труб теплообменного пучка стенки полукоробов могут быть выполнены съемными. Каждый полукороб может быть снабжен, по меньшей мере, одним клапаном для возможности пропуска через теплообменный пучок охлаждающего воздуха. По меньшей мере, один клапан может быть выполнен регулирующим.

На фиг.1 схематически изображен конденсатор согласно изобретению в продольном разрезе с тремя ходами поперечного движения охлаждающего воздуха в нижней части теплообменного пучка; на фиг.2 - то же с пятью ходами поперечного движения охлаждающего воздуха; то же со снятыми защитным и дополнительным полукоробами.

Конденсатор пара согласно изобретению содержит трубный теплообменный пучок 1 с верхним парораспределительным коллектором 2 и нижним коллектором 3 для сбора конденсата, а также средство предотвращения заледенения конденсата в холодное время года, выполненное в виде защитного полукороба 4 (фиг.1, 2), ограждающего опасную по условиям заледенения конденсата часть теплообменного пучка 1 со стороны подачи в конденсатор охлаждающего воздуха, причем конденсатор дополнительно содержит второй полукороб 5, примыкающий к теплообменному пучку 1 с противоположной стороны со сдвигом относительно первого полукороба 4 в сторону парораспределительного коллектора 2. Сдвиг позволяет обеспечить прохождение части потока охлаждающего воздуха через нижнюю (огражденную) часть теплообменного пучка 1 по многоходовому (зигзагообразному) тракту. Величина сдвига может быть произвольной в пределах, обеспечивающих перекрытие каждым из полукоробов 4, 5 общего для них участка труб теплообменного пучка 1. Таким образом, величина сдвига лежит в пределах меньше длины полукороба. Наиболее предпочтительно из оптимальных условий усредненного для всего пучка теплообмена величину указанного сдвига устанавливать, исходя из того, чтобы длина участка теплообменных труб пучка 1 в пределах каждого хода потока охлаждающего воздуха была одинаковой. Каждый из полукоробов 4, 5 выполнен разборным со съемной фронтальной стенкой соответственно 6, 7 и примыкающими к трубам теплообменного пучка 1 боковыми стенками соответственно 8, 9. Между трубами теплообменного пучка 1 и расположенной против них фронтальной стенкой 6, 7 каждого полукороба 4, 5 установлена по меньшей мере одна поперечная перегородка 10 (фиг.2), разделяющая полукороб 4, 5 на две части (с теми же позициями чертежа). При этом разделенный перегородкой 10 полукороб может иметь одну общую фронтальную стенку 6 (не показано) или две фронтальные стенки 6 отдельно на каждую часть полукороба (фиг.2). При наличии перегородок величина возможного сдвига полукоробов 4, 5 лежит в пределах меньше длины полукороба до перегородки. Каждый полукороб 4, 5 может быть снабжен по меньшей мере одним клапаном (не показаны) для обеспечения пропуска через теплообменный пучок охлаждающего воздуха. Клапаны могут быть, например, жалюзийного типа с ручным или дистанционным управлением. При этом по меньшей мере один клапан может быть выполнен регулирующим. Теплообменный пучок 1 помещен внутри кожуха 11, имеющего входной проем 12 в нижней части кожуха 11 для забора охлаждающего воздуха и в верхней части кожуха 11 выходной патрубок 13, в котором установлен вентилятор 14 для прокачки охлаждающего воздуха через теплообменный пучок 1.

Конденсатор пара согласно изобретению работает следующим образом. Охлаждающий воздух поступает к теплообменному пучку 1 через проем 12 кожуха 11, разделяясь на два потока. Основной поток проходит через верхнюю свободную (не огражденную) часть пучка, а дополнительный - по внутреннему пространству полукоробов 4 и 5, совершая в межтрубном пространстве нижней (огражденной) части опускное зигзагообразное движение. Дополнительный воздушный поток, проходя по межтрубному пространству огражденной части пучка 1, нагревается, в результате чего в полукоробе 4, размещенном со стороны подачи в конденсатор охлаждающего воздуха, создается тепловая воздушная подушка, предотвращающая заледенение конденсата в холодное время года. По варианту фиг.1 дополнительный воздушный поток совершает внутри теплообменного пучка 1 три поперечных хода, а по варианту фиг.2 - пять ходов, обеспечивая повышенную температуру воздушной подушки в нижней части полукороба 4. Тем самым достигается повышенная надежность защиты теплообменных труб от повреждения, связанного с заледенением конденсата даже в экстремальных условиях холодной зимы. Оба воздушных потока смешиваются за теплообменным пучком 1. Отработавший (нагретый) воздух вентилятором 14 выбрасывается в атмосферу.

При переходе к летнему времени года фронтальные стенки 6 и 7 полукоробов 4, 5 демонтируются для обеспечения свободного доступа охлаждающего воздуха ко всем теплообменным поверхностям трубного пучка 1 (фиг.3). Вместо демонтажа стенок возможен вариант обеспечения свободного доступа охлаждающего воздуха ко всем поверхностям трубного пучка 1 путем открытия не показанных на чертеже клапанов на этих стенках.

Источник информации:

1. Патент RU №2208750, F28D 1/06, 1998.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в теплосиловых установках малой мощности энергетической и химической промышленности, а также на заводах по мусоросжиганию. Предложенное устройство содержит защитный полукороб, ограждающий опасную, по условиям заледенения конденсата, часть теплообменного пучка со стороны подачи в конденсатор охлаждающего воздуха, причем конденсатор дополнительно содержит второй полукороб, примыкающий к теплообменному пучку с противоположной стороны со сдвигом относительно первого полукороба в сторону парораспределительного коллектора. При этом между трубами теплообменного пучка и расположенной против них стенкой каждого полукороба может быть установлена, по меньшей мере, одна поперечная перегородка. Расположенные против труб теплообменного пучка стенки полукоробов могут быть выполнены съемными. Каждый полукороб может быть снабжен, по меньшей мере, одним клапаном для возможности пропуска через теплообменный пучок охлаждающего воздуха. По меньшей мере, один клапан может быть выполнен регулирующим. Изобретение позволяет повысить эксплуатационную надежность конденсатора путем исключения непосредственного контакта холодного воздуха с наиболее опасной по условиям заледенения конденсата частью теплообменного пучка, при сохранении достаточной интенсивности теплообмена. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Конденсатор пара с воздушным охлаждением, содержащий трубный теплообменный пучок с верхним парораспределительным коллектором и нижним коллектором для сбора конденсата, а также средство предотвращения заледенения конденсата в холодное время года, отличающийся тем, что указанное средство предотвращения заледенения конденсата выполнено в виде защитного полукороба, ограждающего опасную, по условиям заледенения конденсата, часть теплообменного пучка со стороны подачи в конденсатор охлаждающего воздуха, причем конденсатор дополнительно содержит второй полукороб, примыкающий к теплообменному пучку с противоположной стороны со сдвигом относительно первого полукороба в сторону парораспределительного коллектора.2. Конденсатор по п.1, отличающийся тем, что между трубами теплообменного пучка и расположенной против них стенкой каждого полукороба установлена, по меньшей мере, одна поперечная перегородка.3. Конденсатор по п.1 или 2, отличающийся тем, что расположенные против труб теплообменного пучка стенки полукоробов выполнены съемными.4. Конденсатор по п.1 или 2, отличающийся тем, что каждый полукороб снабжен, по меньшей мере, одним клапаном для возможности пропуска через теплообменный пучок охлаждающего воздуха.5. Конденсатор по п.4, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один клапан выполнен регулирующим.