ПАРООХЛАДИТЕЛЬ С ПОДАВЛЕНИЕМ ВИХРЕОБРАЗОВАНИЯ Российский патент 2016 года по МПК F22G5/16 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится в общем к пароохладителям и, в частности, к пароохладителям с подавлением вихреобразования.

Уровень техники

Системы подачи пара обычно производят или генерируют перегретый пар с относительно высокой температурой (например, температурой, выше температуры насыщения), превышающей максимально допустимую температуру для оборудования, расположенного далее по потоку. В некоторых случаях перегретый пар с температурой, превышающей максимально допустимую температуру для оборудования, расположенного далее по потоку, может вызвать повреждение упомянутого оборудования.

Таким образом, в системах подачи пара обычно используют пароохладитель для уменьшения или регулирования температуры текучей среды или пара за пароохладителем. Некоторые известные пароохладители (например, пароохладители впрыскивающего типа) содержат часть корпуса, подвешенную или установленную главным образом перпендикулярно каналу потока текучей среды пара, движущегося по каналу (например, по трубе). Такой пароохладитель включает канал для впрыскивания или распыления охлаждающей воды в поток пара для снижения температуры пара после пароохладителя.

Однако в некоторых применениях перегретый пар движется с относительно большой скоростью по каналу текучей среды, что может привести к образованию турбулентного течения при обтекании корпуса пароохладителя, расположенного по пути потока текучей среды. Такая высокая скорость турбулентного течения может приводить к образованию вихревой тени, что приводить к возникновению вызванных вихрями вибраций и/или подъемных сил, действующих на корпус пароохладителя и способных вызвать вибрацию корпуса. В частности, в некоторых случаях вызванные вихрями вибрации, резонирующие с частотами, близкими или идентичными собственной частоте корпуса пароохладителя, могут привести к образованию трещин в пароохладителе или вызвать другие повреждения, тем самым снижая срок службы пароохладителя.

Раскрытие изобретения

В одном варианте воплощения пример пароохладителя содержит часть корпуса, имеющую канал для подачи охлаждающей воды в канал потока текучей среды и устройство вихреподавления, расположенное рядом с концом корпуса. Устройство вихреподавления располагают в канале потока текучей среды для ослабления или подавления вихреобразования или создаваемых потоком вибраций, действующих на пароохладитель со стороны текучей среды, движущейся в канале потока текучей среды.

В другом варианте воплощения пример пароохладителя включает корпус, имеющий канал между фланцем на первом конце корпуса и по меньшей мере одним отверстием в части с углублением, расположенным недалеко от второго конца корпуса. Корпус подвешен в канале потока текучей среды, в то время как пароохладитель соединен с каналом потока текучей среды при помощи фланца таким образом, что корпус оказывается главным образом перпендикулярным потоку текучей среды, и по меньшей мере одно отверстие оказывается главным образом параллельным потоку текучей среды. Пароохладитель включает устройство вихреподавления, составляющее одно целое с корпусом, расположенным вблизи его второго конца, и часть с углублением, предназначенную для ослабления или подавления вихреобразования или созданных вихрями вибраций, действующих на корпус пароохладителя со стороны потока текучей среды, обтекающей корпус.

Краткое описание чертежей

На ФИГ. 1 показана система подачи текучей среды, оборудованная пароохладительным аппаратом известного типа.

На ФИГ. 2А показана система подачи текучей среды, оборудованная описанным здесь примером пароохладителя, имеющим аппарат вихреподавления.

На ФИГ. 2В показан пример пароохладителя по ФИГ. 2А.

НА ФИГ. 3 показан другой описанный здесь пример пароохладителя.

НА ФИГ. 4 показан еще один описанный здесь пример пароохладителя.

Осуществление изобретения

Описанный здесь вариант воплощения пароохладительного аппарата обеспечивает вихреподавление, позволяя существенно уменьшить или устранить создаваемые вихрями вибрации, возникающие в результате образования вихревой тени, и тем самым увеличить срок службы пароохладителя. Описанный здесь пример пароохладителя можно использовать в системах подачи пара для существенного уменьшения вибраций, создаваемых вихрями, возникающими при обтекании пароохладителя перегретым паром с относительно большой скоростью (например, 100 м/с (300 футов в секунду)).

В частности, описанный здесь пример пароохладителя включает аппарат вихреподавления, расположенный вблизи конца корпуса пароохладителя. Аппарат вихреподавления подавляет или существенно уменьшает образование вихревой тени с целью изменения или ослабления резонансных вибраций, созданных вихрями, и связанного с ними прироста стационарного гидравлического сопротивления и/или разрушения, или предотвращения формирования вихревого следа (например, двумерной вихревой дорожки или турбулентного следа).

В некоторых вариантах воплощения аппарат вихреподавления образует одно целое с корпусом пароохладителя. В этих вариантах воплощения аппарат вихреподавления может включать спиральный буртик, пакет ребер, пазов, некоторое количество выступов (например, криволинейных поверхностей), несколько диафрагм щелевой формы и/или любой другой геометрии или формы для подавления или существенного уменьшения вихревой тени, которая, иначе, может развиваться при движении потока текучей среды поперек корпуса пароохладителя. Пароохладитель и/или аппарат вихреподавления могут быть выполнены из металла (например, нержавеющей стали), и аппарат вихреподавления может быть сформирован вместе с корпусом пароохладителя или присоединяться к нему при помощи, например, металлообработки, сварки, литья и/или любого другого подходящего производственного процесса(ов).

На ФИГ. 1 показан пример системы подачи текучей среды 100 (например, системы подачи пара), оборудованной пароохладителем известного типа 102. Как видно из иллюстрации, пароохладитель 102 подключен к трубопроводу 104 при помощи фланцев 106 и 108 между первой стороной или подводом 110 и второй стороной или отводом 112 трубопровода 104. Перегретая текучая среда (например, пар, аммиак и т.п.) движется с относительно большой скоростью между подводом 110 и отводом 112, обтекая корпус 114 пароохладителя 102.

Как показано на иллюстрации, корпус 114 включает канал текучей среды 116 между первым концом 118 и вторым концом 120. В этом варианте воплощения корпус 114 имеет цилиндрическую форму (например, имеет вид плохо обтекаемого тела). Первый конец 118 включает фланцевую часть 122, расположенную между фланцами 106 и 108 для подсоединения пароохладителя 102 к трубопроводу 104. Как показано на иллюстрации, при подключении к трубопроводу 104 корпус 114 подвешен в канале потока текучей среды 124 главным образом перпендикулярно направлению движения потока перегретой текучей среды по каналу потока текучей среды 124. Иными словами, второй конец 120 корпуса 114 не закреплен или никак иначе не присоединен к трубопроводу 104 и может отклоняться, изгибаться и/или перемещаться относительно продольной оси 126 в процессе работы.

В процессе работы поток перегретой текучей среды движется поперек корпуса 114 пароохладителя 102 с относительно большой скоростью между подводом 110 и отводом 112 при температуре перегретого состояния (например, температуре, превышающей температуру насыщения текучей среды). Пароохладитель 102 используется для впрыскивания или распыления охлаждающей воды в канал потока текучей среды 124 через канал 116 и отверстия 128 с целью охлаждения или уменьшения температуры перегретой текучей среды в отводе 112 (например, до температуры насыщения текучей среды). Такое охлаждение может быть необходимо для предотвращения поломок оборудования, расположенного далее по каналу после отвода 112.

Однако, так как корпус 114 расположен в канале потока текучей среды 124, скорость и/или давление перегретой текучей среды могут изменяться или претерпевать флуктуации в различных точках части корпуса 114. Такие изменения или флуктуации давления и/или скорости могут способствовать возникновению турбулентного или неустановившегося течения (например, течения текучей среды с относительно большим значением числа Рейнольдса), возникающего при течении потока перегретой текучей среды перпендикулярно корпусу 114 пароохладителя 102. В тяжелых условиях работы, когда перегретая текучая среда имеет относительно высокую скорость, неустановившееся течение может приводить к образованию отрывного течения или срыву потока на значительной части корпуса 114, что может способствовать образованию вихревой тени.

Образование вихревой тени может привести к образованию поля потока текучей среды с вихревым следом (например, двумерной вихревой дорожкой или турбулентным следом) ниже по течению за корпусом 114, стимулирующего или вызывающего флуктуации давления или вибрации (например, турбулентного течения), воздействующие на корпус 114. С увеличением скорости потока перегретой текучей среды происходит срыв вихрей попеременно (например, ассиметрично) с каждой стороны корпуса 114, расположенного главным образом перпендикулярно потоку текучей среды. Кроме того, асимметричное образование вихревой тени часто способствует развитию или созданию колебательных характеристик потока, имеющих дискретную или срывающуюся частоту, что может вызвать колебания или вибрацию корпуса 114 в процессе работы.

Эти вихри или колебания потока текучей среды могут быть причиной возникновения вредных периодических сил или вибраций, передающихся на корпус 114 пароохладителя 102. Например, такие силы могут вызывать чрезмерные вибрации и/или подъемные силы, передающиеся на корпус 114. В некоторых случаях частота срыва вихрей, которая главным образом близка или идентична собственной частоте корпуса 114 пароохладителя 102, способствует возникновению резонансных вибраций, приводящих к интенсивным вибрациям и колебаниям корпуса 114, которые могут привести к разрушению, возникновению трещин и/или других повреждений корпуса 114.

На ФИГ. 2А показан пример системы подачи текучей среды 200, оборудованной описанным здесь примером пароохладителя 202. На ФИГ. 2В показан пример пароохладителя 202 по ФИГ. 2А. В отличие от пароохладителя 102 по ФИГ. 1, пароохладитель 202 включает аппарат или устройство вихреподавления 204 для подавления или существенного уменьшения образования вихревой тени и, таким образом, снижения вибраций, создаваемых вихрями, которые могут быть вызваны текучей средой (например, перегретым паром, перегретым аммиаком и т.д.), движущейся перпендикулярно пароохладителю 202 с относительно большой скоростью (например, 100 м/с (350 футов в секунду)).

В этом варианте воплощения пароохладитель 202 соединен с трубопроводом 206 текучей среды, обеспечивающим канал потока текучей среды или канал 208. Например, система подачи текучей среды 200 может представлять собой систему рекуперации тепла генератора, систему регулирования температуры перегретого пара парового котла или любую другую систему подачи текучей среды. Как показано на иллюстрации, пароохладитель 202 расположен между подводом или первой стороной 210а трубопровода 206 и отводом или второй стороной 210b трубопровода 206. Подвод 210а может быть гидравлически соединен с первым источником пара (например, пароперегревателем или выходом цилиндра паровой турбины), а отвод 210 b может быть гидравлически соединен с оборудованием, установленным далее по потоку текучей среды, таким как, например, паровая турбина. Пример пароохладителя 202 можно использовать в тяжелых условиях работы, когда пароохладитель 202 подвергается воздействию высоких периодических тепловых нагрузок и напряжений, больших скоростей потока текучей среды и/или вибраций, создаваемых текучей средой или вихрями.

Как показано на ФИГ. 2А и 2В, пароохладитель 202 включает корпус 212, имеющий канал или проток 214 между первым концом 216 корпуса 212 и по меньшей мере одним отверстием 218а, расположенным в части с выборкой или в плоской части 220 рядом со вторым концом 222 корпуса 212. Как показано на иллюстрации, корпус 212 представляет собой главным образом удлиненный цилиндрический корпус и включает отверстие 218а и другое отверстие 218b. Корпус 212 и канал 214 являются главным образом параллельными оси 226 (например, главным образом перпендикулярными потоку текучей среды), и каждое из отверстий 218а, b имеет ось 228, которая главным образом перпендикулярна оси 226 (например, главным образом параллельна потоку текучей среды). Кроме того, в каждое из отверстий 218а, b могут устанавливаться форсунки (не показаны), которые могут быть сконфигурированы для распыления охлаждающей текучей среды (например, воды) в охлаждаемую текучую среду (например, пар). Дополнительно или альтернативно, хотя и не показано, корпус 212 может содержать клиновидный профиль между первым концом 216 и вторым концом 222.

Первый конец 216 корпуса 212 включает фланец 230 для подсоединения пароохладителя 202 к трубопроводу 206. Этот фланец 230 может быть приварен к корпусу 212 или образовывать одно целое с корпусом 212, например, при изготовлении элементов методом литья, механической обработки или при помощи любого другого подходящего производственного процесса(ов). Так же, как показано на иллюстрации, крепежный фланец 232 образует одно целое с фланцем 230 и/или корпусом 212 для соединения пароохладителя 202 с трубопроводом 206 при помощи фланца 234 трубопровода 206. Крепежные детали 236 соединяют крепежный фланец 232 и фланец 234 трубопровода 206. Однако в других вариантах воплощения крепежный фланец 232 может представлять собой отдельную деталь, а фланец 230 корпуса 212 может располагаться или устанавливаться между фланцем 232 и фланцем 234 трубопровода 206. Крепежный фланец 232 может содержать прокладку и/или проточку (не показана) для соединения с фланцем 230 корпуса 212. При соединении с трубопроводом 206 корпус 212 подвешен в канале потока текучей среды 208 и может в процессе работы изгибаться или перемещаться (например, слегка перемещаться или вибрировать) относительно продольной оси 226. Иными словами, второй конец 222 корпуса 212 не подсоединяется и не крепится к трубопроводу 206. Пароохладитель 202 представляет собой пароохладитель впрыскивающего типа, вставленный или расположенный в канале потока текучей среды 208 главным образом перпендикулярно направлению потока текучей среды.

Регулирующий клапан 238 (например, клапан с поступательным движением штока) гидравлически соединен с подводом 240 канала 214 корпуса 212 для

регулировки подачи охлаждающей текучей среды в канал 214. Крепежный фланец клапана 244 соединяется с крепежным фланцем 232 при помощи, например, сварки.

Как показано на ФИГ. 2А и 2В, устройство вихреподавления 204 образует одно целое с корпусом 212 (например, изготавливается методом механической обработки), расположенным рядом со вторым концом 222 и частью с выборкой 220. Например, устройство вихреподавления 204 может быть выполнено как одно целое с корпусом 212 путем механической обработки прутковой заготовки или металлической литой заготовки (например, из нержавеющей стали). В других вариантах воплощения устройство вихреподавления 204 может быть сформировано совместно или присоединено к корпусу 212 методом литья, сваркой или при помощи любого другого подходящего производственного процесса(ов). Например, устройство вихреподавления 204 может быть соединено с корпусом 212 при помощи сварки или любого другого подходящего крепежного механизма(ов).

Корпус и/или устройство вихреподавления 204 можно изготавливать из углеродистой стали (например, ASTM SA105, ASTM WCC и т.п.), легированной стали (например, ASTM F91, ASTM С12А и т.п.), нержавеющей стали (например, нержавеющей стали 316) и/или любого другого подходящего материала(ов). Хотя в данном варианте воплощения устройство вихреподавления 204 изготовлено из того же материала, что и корпус 212, в других вариантах воплощения устройство вихреподавления 204 и корпус 212 могут изготавливаться из разных материалов.

Устройство вихреподавления 204 по ФИГ. 2А и 2В включает несколько спиральных буртиков. Как показано в данном варианте воплощения, устройство вихреподавления 204 включает спиральные буртики 246а-с (или штопорообразную конфигурацию), изготовленные, например, из углеродистой стали или нержавеющей стали. Спиральные буртики 246а-с расположены вдоль части корпуса 212 рядом со вторым концом 222 и навиты в разрывной конфигурации вокруг внешней поверхности 248 корпуса 212 (например, буртики прерываются или срезаны в зоне выборки 220). Однако в других вариантах воплощения спиральные буртики 246а-с могут быть непрерывными и уложенными вокруг внешней поверхности 248 корпуса 212 и/или части с выборкой 220. Например, спиральный буртик может быть расположен на внешней поверхности 248 корпуса 212 и/или в зоне выборки 220 между отверстиями 218а, b. Устройство вихреподавления 204 может содержать любое количество спиральных буртиков любой толщины и размера, и может выступать на любое расстояние из внешней поверхности 248 корпуса 212, создавая непрямую или главным образом негладкую внешнюю поверхность 248 для подавления или существенного уменьшения образования вихревой тени, чтобы,

таким образом, устранить или предотвратить образование вибраций, создаваемых вихрями, или колебаний при обтекании потоком текучей среды корпуса 212 в процессе работы.

Например, количество спиральных буртиков может определяться коэффициентом или соотношением наружного диаметра корпуса 212. Как показано на иллюстрации, устройство вихреподавления 204 включает три спиральных буртика 246а-с, которые в общем параллельны друг другу. Шаг навивки спиральных буртиков 246а-с может, например, составлять примерно 3,5-5 наружных диаметров корпуса 212, а их высота может составлять, например, примерно 0,1 наружного диаметра корпуса 212. В других вариантах воплощения спиральный буртик 246а может иметь другой шаг и/или высоту, чем спиральные буртики 246 b и/или 246с. Спиральные буртики 246а-с могут составлять одно целое с корпусом 212 и изготавливаться методом механической обработки или спиральные буртики 246а-с могут представлять собой отдельные детали, приваренные к корпусу 212. В других вариантах воплощения, как показано на ФИГ. 3 и 4, устройство вихреподавления 204 может иметь любую другую подходящую форму или поверхность для подавления или уменьшения образования вихревой тени и, соответственно, вибраций или колебаний, создаваемых вихрями и передаваемых на корпус 212.

В процессе работы перегретая текучая среда (например, перегретый пар, перегретый аммиак и т.п.) обтекает пароохладитель 202 с относительно высокой скоростью (например, 100 м/с (350 футов в секунду)) и относительно высокой температурой (например, в диапазоне температур 593°С-704°С (1100°F - 1300°F)), двигаясь между подводом 210а и отводом 210 b трубопровода 206. В процессе поперечного обтекания перегретым потоком текучей среды корпуса 212 пароохладителя 202 между подводом 210а и отводом 210 b пароохладитель 202 впрыскивает или распыляет охлаждающую текучую среду (например, воду) в поток перегретой текучей среды, движущийся поперек пароохладителя 202 для снижения или регулирования температуры перегретой текучей среды в отводе 210 b до примерно, например, температуры насыщения перегретой текучей среды. В частности, пароохладитель 202 впрыскивает или распыляет мелкие капли охлаждающей текучей среды (например, охлаждающей воды) в канал потока текучей среды 208 по каналу 214 через отверстия 218а, b. Охлаждающая текучая среда испаряется, отбирая энергию у перегретой текучей среды для снижения температуры перегретой текучей среды до, например, близкой к температуре насыщения перегретой текучей среды (например, температуре насыщения пара).

Интенсивность охлаждения можно регулировать при помощи размера капель, распределения капель, и/или скорость подачи охлаждающей текучей среды и температуру перегретой текучей среды (например, пара) в канале потока текучей среды 208 можно регулировать путем изменения расхода охлаждающей текучей среды при помощи регулирующего клапана 238. Кроме того, регулирующий клапан 238 может иметь контроллер, чтобы принимать сигнал от расположенного ниже по потоку датчика, показывающего температуру потока перегретой текучей среды, протекающей в отводе 210 b трубопровода 206. Исходя из температуры, измеренной датчиком, регулирующий клапан 238 перемещает привод регулирующего клапана для изменения или регулирования расхода охлаждающей текучей среды, подаваемой в канал потока текучей среды 208 через канал 214 и отверстия 218а, b, для регулирования температуры перегретой текучей среды в отводе 210 b. Как указано выше, такое охлаждение перегретой текучей среды может быть необходимо, чтобы избежать повреждений оборудования (например, паровой турбины), расположенного ниже по потоку после отвода 210 b.

По мере того как поток текучей среды обтекает корпус 212 пароохладителя 202 с относительно большой скоростью, устройство вихреподавления 204 подавляет или значительно уменьшает образование вихревой тени, ликвидируя неустановившееся течение, которое, в ином случае, могло бы развиться при поперечном обтекании потоком перегретой текучей среды корпуса 212 пароохладителя 202. Как указывалось выше, неустановившееся течение (например, течение текучей среды при относительно больших значениях числа Рейнольдса) может стать причиной образования вихревой тени, приводящей к формированию поля потока текучей среды с вихревым следом, простирающимся вниз по потоку от корпуса 212. Этот вихревой след может создавать колебания потока или вибрации, создаваемые вихрями, которые могут стать причиной возникновения вредных периодических сил, передающихся на корпус 212 пароохладителя 202.

Однако устройство вихреподавления 204 устраняет или существенно уменьшает образование вихревой тени для предотвращения или ослабления формирования вихревого следа, простирающегося вниз по потоку от корпуса 212 пароохладителя 202. В результате устройство вихреподавления 204 снижает вибрации, создаваемые вихрями, или колебания потока, которые, в ином случае, могли бы передаваться на корпус 212 пароохладителя 202. При поперечном обтекании потоком перегретой текучей среды корпуса 212 устройство вихреподавления 204 значительно уменьшает или предотвращает формирование перемежающейся или асимметричной вихревой тени на любой из сторон корпуса 212, главным образом перпендикулярного направлению потока текучей среды. Иными словами, устройство вихреподавления 204 способствует отрыву или отделению граничного слоя от корпуса 212 при обтекании корпуса 212 потоком перегретой текучей среды.

В частности, устройство вихреподавления 204 или спиральные буртики 246а-с снижают или изменяют частоту вихрей в вихревой тени в потоке текучей среды, ослабляя вибрационные влияния течения или вибраций, созданных вихрями, и соответствующие подъемные силы, передающиеся на корпус 212 пароохладителя 202. Таким образом, устройство вихреподавления 204 или спиральные буртики 246а-с препятствуют развитию условий резонанса между частотой срыва или колебаниями вихрей, которые могут оказаться главным образом подобными или идентичными собственной частоте или частоте колебаний корпуса 212 пароохладителя 202. В результате, пароохладитель 202 не попадает в условия резонанса или избегает резонансных вибраций между частотой срыва вихрей и собственной частотой корпуса, которые могут вызвать разрушение, трещины и/или иные повреждения корпуса 212, в результате чего повышается срок эксплуатации пароохладителя 202.

На ФИГ. 3 показан другой пример пароохладителя 300, который можно использовать для реализации примера системы 200 по ФИГ. 2А и 2В. Пароохладитель 300 включает другой пример аппарата или устройства вихреподавления 302 для ослабления или снижения образования вихревой тени и/или вибраций, созданных вихрями. Те компоненты примера пароохладителя 300 по ФИГ. 3, которые являются главным образом подобными или идентичными компонентам примера пароохладителя 202, описанного выше применительно к ФИГ. 2А и 2В, и имеют функции главным образом подобные или идентичные функциям этих компонентов, обозначены условными номерами, аналогичными условным номерам компонентов, описанных применительно к ФИГ. 2А и 2В, и далее подробно описываться не будут. Вместо этого заинтересованному читателю следует обратиться к соответствующим описаниям, приведенным для ФИГ. 2А и 2В.

Аппарат или устройство вихреподавления 302 расположены вдоль корпуса 212 рядом со вторым концом 222 и частью 220, имеющей выборку. В этом варианте воплощения устройство вихреподавления 302 включает некоторое количество ребер или пазов 304, расположенных рядом со вторым концом 222 корпуса 212. Например, некоторое количество ребер или пазов 304 могут формировать или образовывать шлицованный конец. Некоторое количество ребер или пазов 304 может быть непрерывно расположено вокруг внешней поверхности 306 корпуса 212 на равных или случайным образом изменяющихся расстояниях друг от друга. В других вариантах воплощения некоторое количество ребер 304 может быть расположено под углом или под наклоном по отношению к оси 226 корпуса 212 или уложено (например, спирально уложено) вокруг внешней поверхности 306 корпуса 212. Некоторое количество ребер или пазов 304 могут быть сформированы методом механической обработки или при помощи любого другого подходящего производственного процесса(ов).

На ФИГ. 4 показан другой пример пароохладителя 400, который можно использовать для реализации примера системы 200 по ФИГ. 2А и 2В. Пароохладитель 400 включает другой пример аппарата или устройства вихреподавления 402, предназначенного для ослабления или снижения образования вихревой тени и/или вибраций, созданных вихрями. Те компоненты примера пароохладителя 400 по ФИГ. 4, которые являются главным образом подобными или идентичными компонентам примера пароохладителя 202, описанным выше применительно к ФИГ. 2А и 2В, и имеют функции главным образом подобные или идентичные функциям этих компонентов, обозначены условными номерами, аналогичными условным номерам компонентов, описанных применительно к ФИГ. 2А и 2В, и далее подробно описываться не будут. Вместо этого заинтересованному читателю следует обратиться к соответствующим описаниям, приведенным для ФИГ. 2А и 2В.

В этом варианте воплощения устройство вихреподавления 402 включает некоторое количество выступов или бугорков 404, расположенных рядом со вторым концом 222 корпуса 212 и частью с выборкой 220. Например, некоторое количество выступов или бугорков 404 могут представлять собой сферические или круглые выступы, выступающие над внешней поверхностью 406 корпуса 212. Некоторое количество бугорков 404 могут иметь любой радиус или радиус кривизны (например, линейно изменяющийся, постоянный или переменный) и могут быть расположены на внешней поверхности 406 корпуса 212 на равных или изменяющихся расстояниях друг от друга. Упомянутое некоторое количество выступов или бугорков 404 могут быть сформированы методом механической обработки, литья или при помощи любого другого подходящего производственного процесса(ов). В других вариантах воплощения аппарат вихреподавления 402 может иметь несколько поверхностей с выборкой или отверстиями или любую другую подходящую форму для подавления или уменьшения образования вихревой тени и, соответственно, вибраций, создаваемых вихрями в канале потока текучей среды (канале потока текучей среды 208 на ФИГ. 2А).

Кроме того, примеры пароохладителей 202, 300 или 400, описанные здесь, могут поставляться в качестве установленного заводского варианта или, альтернативно, для модернизации существующих в отрасли систем подачи текучей среды (например, системы подачи текучей среды 200 по ФИГ. 2А).

Хотя здесь описаны конкретные примеры методов и аппаратов, область применения данного патента ими не ограничивается. Наоборот, действие настоящего патента распространяется на все методы, аппараты и промышленные изделия, подпадающие под приведенную далее формулу изобретения, как в буквальном смысле, так и в соответствии с доктриной эквивалентов.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в системах подачи пара для регулирования температуры текучей среды или пара за пароохладителем. Описаны пароохладители с подавлением вихреобразования. Пароохладитель содержит часть корпуса, имеющую канал для подачи охлаждающей воды в канал потока текучей среды трубопровода текучей среды, при этом указанная часть корпуса содержит канал текучей среды между первым концом корпуса и, по меньшей мере, одним отверстием, расположенным рядом со вторым концом корпуса, выборку, находящуюся рядом со вторым концом корпуса, и, по меньшей мере, одно отверстие, расположенное в части корпуса, имеющей выборку; и устройство вихреподавления, расположенное рядом со вторым концом корпуса и которое устанавливается в канале потока текучей среды для ослабления или подавления образования вихревой тени или создаваемых потоком вибраций, передаваемых на пароохладитель через текучую среду, находящуюся в канале потока текучей среды, при этом устройство вихреподавления проходит вокруг внешней поверхности корпуса в разрывной конфигурации, где разрывная конфигурация прерывается частью корпуса, имеющей выборку. Устройство обеспечивает вихреподавление, позволяя существенно уменьшить создаваемые вихрями вибрации и увеличить срок службы пароохладителя. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Пароохладитель, содержащий часть корпуса, имеющую канал для подачи охлаждающей воды в канал потока текучей среды трубопровода текучей среды, при этом указанная часть корпуса содержит канал текучей среды между первым концом корпуса и по меньшей мере одним отверстием, расположенным рядом со вторым концом корпуса, причем первый конец соединяется с трубопроводом с целью подвесить корпус в канале потока текучей среды, часть корпуса, имеющую выборку, находящуюся рядом со вторым концом корпуса, и по меньшей мере одно отверстие, расположенное в части корпуса, имеющей выборку; и устройство вихреподавления, расположенное рядом со вторым концом корпуса и которое устанавливается в канале потока текучей среды для ослабления или подавления образования вихревой тени или создаваемых потоком вибраций, передаваемых на пароохладитель через текучую среду, находящуюся в канале потока текучей среды, при этом устройство вихреподавления проходит вокруг внешней поверхности корпуса в разрывной конфигурации, где разрывная конфигурация прерывается частью корпуса, имеющей выборку.

2. Пароохладитель по п. 1, отличающийся тем, что часть корпуса соединена с трубопроводом потока текучей среды при помощи фланца.

3. Пароохладитель по п. 1, отличающийся тем, что часть его корпуса включает неклиновидный профиль между фланцем и концом корпуса.

4. Пароохладитель по п. 1, отличающийся тем, что часть его корпуса подвешивается главным образом перпендикулярно направлению движения потока текучей среды.

5. Пароохладитель по п. 1, отличающийся тем, что упомянутое устройство вихреподавления включает спиральный буртик недалеко от конца корпуса.

6. Пароохладитель по п. 5, отличающийся тем, что упомянутый спиральный буртик образует одно целое с корпусом и изготавливается методом литья.

7. Пароохладитель по п. 1, отличающийся тем, что упомянутое устройство вихреподавления включает шлицованную поверхность.

8. Пароохладитель по п. 7, отличающийся тем, что упомянутая шлицованная поверхность образована некоторым количеством пазов, расположенных рядом со вторым концом корпуса.

9. Пароохладитель по п. 1, отличающийся тем, что упомянутое устройство вихреподавления включает некоторое количество выступов недалеко от конца корпуса.

10. Пароохладитель по п. 9, отличающийся тем, что упомянутое некоторое количество выступов включает выступы сферической формы.

11. Пароохладитель по п. 1, отличающийся тем, что упомянутая текучая среда содержит перегретый пар.

12. Пароохладитель, подсоединяемый к трубопроводу, причем упомянутый пароохладитель включает корпус, имеющий канал между фланцем на первом конце корпуса и по меньшей мере одним отверстием в части корпуса, имеющей выборку, и расположенный рядом со вторым концом корпуса, причем корпус подвешивается в потоке текучей среды, когда упомянутый пароохладитель подсоединен к каналу потока текучей среды при помощи фланца таким образом, что корпус располагается главным образом перпендикулярно потоку текучей среды, и по меньшей мере одно отверстие располагается главным образом параллельно потоку текучей среды, и устройство вихреподавления, образующее одно целое с корпусом и расположенное вдоль внешней поверхности корпуса рядом со вторым концом и частью корпуса, имеющей выборку, причем упомянутое устройство вихреподавления предназначено для ослабления или подавления образования вихревой тени или вибраций, создаваемых вихрями, передаваемых на корпус пароохладителя через поток текучей среды, движущийся поперек корпуса пароохладителя, при этом устройство вихреподавления прерывается частью корпуса, имеющей выборку, так что проходит вокруг внешней поверхности корпуса в разрывной конфигурации.

13. Пароохладитель по п. 12, отличающийся тем, что упомянутый канал предназначен для подачи охлаждающей воды в канал потока текучей среды.

14. Пароохладитель по п. 12, отличающийся тем, что упомянутое устройство вихреподавления прикреплено к корпусу при помощи сварки.

15. Пароохладитель по п. 12, отличающийся тем, что упомянутое устройство вихреподавления включает спиральный буртик.

16. Пароохладитель по п. 12, отличающийся тем, что упомянутое устройство вихреподавления включает некоторое количество пазов.

17. Пароохладитель по п. 12, отличающийся тем, что упомянутое устройство вихреподавления включает некоторое количество выступов недалеко от конца корпуса.

18. Пароохладитель по п. 17, отличающийся тем, что упомянутое некоторое количество выступов включает выступы сферической формы.