КОНДЕНСАТОР С РЕГУЛИРОВАНИЕМ ПОТОКА ОХЛАЖДАЮЩЕЙ СРЕДЫ Российский патент 2018 года по МПК F01K7/00 

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано при создании паротурбинных установок атомных судов.

Известны конденсаторы (например, конденсаторы паровых турбин), содержащие корпус, водяные камеры с приемными и сливными трубами и установленный между ними трубный пучок [В.И. Козлов, П.И. Титов, Ф.Л. Юдицский, Судовые энергетические установки. Судостроение. Л. 1969, с. 143-146; И.И. Костылев, В.А. Петухов, К.Ю. Князевский, Судовая ядерная энергетическая установка ледокола «Таймыр», с 45-47].

Ближайшим аналогом настоящего изобретения является одноходовой поверхностный конденсатор [В.А. Агафонов, В.Г. Ермилов, Е.В. Панков. Судовые конденсационные установки. Л., 1963, с. 32-33]. В одноходовых конденсаторах охлаждающая вода поступает в одну из водяных камер, проходит одновременно через весь трубный пучок и выходит в противоположную водяную камеру.

Недостатком известного технического решения является значительная неравномерность распределение локальных тепловых нагрузок в трубном пучке конденсатора, обусловливаемая условиями поступления в трубный пучок отработавшего пара из турбины, а главное, особенностями условий его конденсации, которые приводят к изменению показателей работы конденсатора при изменении режимных условий.

По пути движения пара в конденсаторе образуются характерные зоны поверхности охлаждения, отличающиеся одна от другой условиями теплообмена с паровой стороны.

Граница между зонами поверхности охлаждения не является стабильной, а перемещается в том или ином направлении при изменении режима работы и состояния конденсатора. Ее положение зависит от совокупного влияния паровой нагрузки конденсатора, расхода и температуры охлаждающей воды, степени чистоты поверхности охлаждения и ряда других факторов.

Задачей изобретения является улучшение работы конденсатора за счет обеспечения распределения потока охлаждающей среды через трубки трубного пучка в соответствии с их тепловой нагрузкой.

Поставленная задача решается следующим образом. Конденсатор, выполненный одноходовым и состоящий из корпуса, теплообменных трубок, внутри которых движется охлаждающая среда, снаружи - пар, трубных досок, в сквозных отверстиях которых плотно закреплены концы трубок, входной и выходной камер охлаждающей среды, образованных торцевыми частями корпуса и трубными досками. Во входной камере размещено секционированное устройство распределения потока охлаждающей среды по потокам выделенных групп трубок, объединенных по тепловой нагрузке, снабжен измерителями температуры охлаждающей среды, установленными на выходе по крайней мере одной трубки из группы и регуляторами, которые используют сигналы от измерителей температуры охлаждающей среды для изменения расхода охлаждающей среды.

Сигналы с измерителей температуры поступают на регуляторы, которые выполнены и предусмотрены для того, чтобы изменять расход охлаждающей среды поступающей в группы теплообменных трубок.

Регуляторы расхода осуществляют поддержание одинаковой температуры охлаждающей среды на выходе из всех групп теплообменных трубок (равной средней температуре на выходе из конденсатора - t_cp).

Благодаря такому решению при изменении режимных условий и состояния конденсатора трубок будет обеспечиваться подача в группу требуемого расхода воды, обеспечивающего пропорциональную тепловую нагрузку всех трубок.

Сущность настоящего изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлен в разрезе конденсатор.

Конденсатор содержит: корпус 1, входную А и выходную В камеры охлаждающей среды и заключенный между ними в трубных досках 5 трубный пучок С. Входную камеру А предложено снабдить секционированным устройством распределения охлаждающей среды 2, которое позволяет распределять входящий поток охлаждающей среды по группам трубок и регуляторами 3, которые используют сигналы от измерителей температуры охлаждающей среды 4, 6 для изменения расхода охлаждающей среды.

Устройство работает следующим образом. Охлаждающая среда, поступая во входную камеру, секционированным устройством 2 делится по потокам и распределяется регуляторами 3, использующими один из известных способов изменения расхода. На выходе по крайней мере одной трубки из каждой группы установлены измерители температуры охлаждающей среды 4, также измеритель температуры 6 установлен и на выходе из конденсатора.

Сигналы (t₁…t₄) с измерителей температуры 4, а также сигнал (t_cp) с измерителя температуры 6 поступают на регуляторы расхода 3, которые выполнены и предусмотрены для того, чтобы изменять расход охлаждающей среды, поступающей в группу теплообменных трубок.

Регуляторы расхода 3 осуществляют поддержание одинаковой температуры охлаждающей среды на выходе из всех групп теплообменных трубок.

Таким образом, предложенное техническое решение позволяет повысить эффективность теплообмена за счет более равномерного распределения локальных тепловых нагрузок в трубном пучке конденсатора.

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано при создании паротурбинных установок (ППУ) атомных судов. Конденсатор с регулированием потока охлаждающей среды выполнен одноходовым и состоит из корпуса, теплообменных трубок, внутри которых движется охлаждающая среда, снаружи - пар, трубных досок, в сквозных отверстиях которых плотно закреплены концы трубок, входной и выходной камер охлаждающей среды, образованных торцевыми частями корпуса и трубными досками. Во входной камере размещено секционированное устройство распределения охлаждающей среды по потокам, формируемым выделенной группой трубок, объединенных по тепловой нагрузке. Конденсатор снабжен измерителями температуры охлаждающей среды, установленными на выходе по крайней мере одной трубки из группы, а также и на выходе из конденсатора, кроме того, конденсатор снабжен регуляторами, которые используют сигналы от измерителей температуры охлаждающей среды для изменения расхода охлаждающей среды. Изобретение позволяет повысить эффективность теплообмена за счет более равномерного распределения локальных тепловых нагрузок в трубном пучке конденсатора. 1 ил.

Конденсатор, выполненный одноходовым и состоящий из корпуса, теплообменных трубок, внутри которых движется охлаждающая среда, снаружи - пар, трубных досок, в сквозных отверстиях которых плотно закреплены концы трубок, входной и выходной камер охлаждающей среды, образованных торцевыми частями корпуса и трубными досками, отличающийся тем, что во входной камере размещено секционированное устройство распределения потока охлаждающей среды по потокам выделенных групп трубок, объединенных по тепловой нагрузке, снабжен измерителями температуры охлаждающей среды, установленными на выходе по крайней мере одной трубки из группы, и регуляторами, которые используют сигналы от измерителей температуры охлаждающей среды для изменения расхода охлаждающей среды.