Способ вибрационного воздействия на конденсационное оборудование Российский патент 2023 года по МПК G01M7/02 F28F13/04 F28F27/00 

Область техники

Изобретение относится к области теплоэнергетики, касается, в частности, эксплуатации теплоэнергетического оборудования и может быть использовано на тепловых и атомных электростанциях.

Уровень техники

Известен способ, который реализуется с помощью устройства для создания акустических колебаний в теплообменном аппарате (SU 699314, МПК F28F 13/10, В06В 1/18, опубл. 25.11.1979), в котором с помощью резонансных полостей при обтекании их потоком теплоносителя генерируют колебания пара заданной частоты. Частоту определяют расчетом по соотношению глубины полости к ее диаметру и регулируют подвижными ограничителями. При отношении глубины полости к ее диаметру, равном единице, полостью генерируют колебания с максимальной частотой. Обеспечивают обтекание теплообменных труб закрученным потоком пара с заданной частотой колебаний, в результате создают вибрацию труб, разрушая пленку конденсата на трубах, уменьшая пограничный слой на участке стенка - нагреваемый раствор.

Недостатком данного технического решения является необходимость наличия высоких скоростей пара - 10-40 м/сек для генерации колебаний пара заданной частоты резонансными полостями.

Известно ударное встряхивающее устройство (RU 2421673, МПК F28G 7/00, опубл. 20.03.2011), содержащее стационарную наковальню, объединенную с встряхиваемой поверхностью и имеющую ось удара, перпендикулярную указанной поверхности, ударник, выполненный с возможностью перемещения соосно оси удара для соударения с ударной поверхностью наковальни, и средства для перемещения ударника, при этом наковальня и ударник образуют компактный узел, который может быть собран в любом положении, отличающееся тем, что ударник поддерживается для опоры на наковальню и, по меньшей мере, один скользящий элемент размещен между наковальней и ударником с обеспечением перемещения ударника только параллельно оси удара.

Недостатком данного технического решения является интенсивное механическое воздействие на поверхность теплообменного оборудования, что существенно сокращает срок его службы.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ, который реализуется с помощью кожухотрубчатого теплообменника (SU 1125461, МПК F28D 7/00, F28F 13/10, опубл. 23.11.1984), в котором интенсифицируют теплообмен, создавая звуковые колебания теплоносителя в межтрубном пространстве, для этого в трубных досках выполняют кольцевые проточки, образующие при совмещении досок резонирующие полости, сообщающиеся через переточные отверстия с межтрубным пространством. Целью изобретения является интенсификация теплообмена путем создания звуковых колебаний теплоносителя в межтрубном пространстве.

Недостатком данного технического решения является низкая интенсивность теплообмена, связанная с необходимостью наличия звуковых колебаний высокой интенсивности для возникновения устойчивых колебаний теплоносителя.

Раскрытие сущности изобретения

Техническим результатом заявленного изобретения является снижение температурного напора и расхода топлива, а также повышение экономичности работы турбоустановок, за счет интенсификации теплообмена в конденсационном теплообменном оборудовании на ТЭС и АЭС.

Технический результат достигается тем, что используют способ вибрационного воздействия на конденсационное оборудование, в котором создают механические колебания, устанавливают механический генератор колебаний в паровом пространстве конденсационного оборудования, размещают устройство контроля, включающее оптическую систему, состояния конденсата относительно контролируемого участка горизонтальной трубной системы, таким образом, чтобы в поле зрения оптической системы устройства контроля попадал весь контролируемый участок горизонтальной трубной системы, генерируют механические колебания начальной частоты, осуществляют контроль состояния конденсата на поверхности горизонтальной трубной системы с помощью оптической системы устройства контроля, меняя частоту механических колебаний, выбирают и фиксируют параметры частоты механических колебаний в момент, когда состояние конденсата переходит из пленочного в капельное, осуществляют вибрационное воздействие с зафиксированным параметром частоты механических колебаний до завершения технологического процесса.

В результате использования изобретения осуществляется образование механических колебаний, создаваемых механический генератор колебаний, воздействующих на горизонтальную трубную систему и состояние конденсата на поверхности горизонтальных трубок конденсационного оборудования, позволяющих интенсифицировать теплообмен в конденсационном теплообменном оборудовании за счет увеличения коэффициента теплопередачи, что ведет к снижению температурного напора и расхода топлива, а также повышению экономичности работы турбоустановок.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 показана визуализация способа вибрационного воздействия на конденсационное оборудование.

На фиг. 1 приняты следующие обозначения:

1. Конденсатор;

2. Горизонтальная трубная система;

3. Перегородки трубной системы;

4. Механический генератор колебаний;

5. Термостойкий кабель;

6. Гермоввод;

7. Видеокамера;

8. Монитор;

9. Кабель;

10. Сеть переменного тока.

Осуществление изобретения

Способ вибрационного воздействия на конденсационное оборудование реализуют следующим образом:

- устанавливают механический генератор колебаний 4 (фиг. 1) в паровом пространстве конденсационного оборудования,

- размещают устройство контроля состояния конденсата посту относительно контролируемого участка горизонтальной трубной системы 2 (фиг. 1), таким образом, чтобы в поле зрения оптической системы устройства контроля попадал весь контролируемый участок горизонтальной трубной системы 2 (фиг. 1),

- генерируют механические колебания начальной частоты,

- осуществляют контроль состояния конденсата на поверхности горизонтальной трубной системы 2 (фиг. 1) с помощью устройства контроля, меняя частоту механических колебаний,

- выбирают и фиксируют параметры частоты механических колебаний в момент, когда состояние конденсата переходит из пленочного в капельное,

- осуществляют вибрационное воздействие на горизонтальную трубную систему 2 (фиг. 1) с зафиксированным параметром частоты механических колебаний до завершения технологического процесса.

Реализация заявленного способа показана на следующем примере: Механический генератор колебаний 4 (фиг. 1) устанавливают в паровом пространстве внутри корпуса конденсатора 1 (фиг. 1), например, на центральной перегородке 3 (фиг. 1) горизонтальной трубной системы 2 (фиг. 1) с помощью хомутов или кронштейнов с болтовыми соединениями, термостойкий кабель 5 (фиг. 1) к механическому генератору колебаний 4 (фиг. 1) заводят внутрь конденсационного оборудования через гермоввод 6 (фиг. 1) и подключают через выключатель к сети переменного тока 10-220 В. Также в паровое пространство конденсационного оборудования устанавливают и закрепляют на его стенках относительно контролируемого участка горизонтальной трубной системы 2 (фиг. 1) устройство контроля состояния конденсата, включающее оптическую систему, состоящую, например, из видеокамеры 7 (фиг. 1) с подсветкой, которая соединяется посредством кабеля 9 (фиг. 1) через гермоввод 6 (фиг. 1) с монитором 8 (фиг. 1). Видеокамеру 7 (фиг. 1) ориентируют таким образом, чтобы в поле зрения ее попадал весь контролируемый участок горизонтальной трубной системы 2 (фиг. 1), при этом на монитор 8 (фиг. 1) выводится изображение контролируемого участка горизонтальной трубной системы 2 (фиг. 1).

Генерируют механические колебания начальной частоты от механического генератора 4 (фиг. 1), которые передаются перегородке 3 (фиг. 1) и всей горизонтальной трубной системе 2 (фиг. 1). Осуществляют вибрационное воздействие на конденсат пара, который образуется на трубках горизонтальной трубной системы 2 (фиг. 1), и непосредственно на саму горизонтальную трубную систему 2 (фиг. 1). Рабочие значения частоты механических колебаний выбирают, изменяя их, до момента перехода состояния конденсата из пленочного в капельное. Изображение на мониторе 8 (фиг. 1) позволяет контролировать состояние конденсата на поверхности горизонтальной трубной системы 2 (фиг. 1), переход состояния конденсата из пленочного в капельное (фиг. 1). В момент перехода конденсата из пленочного состояния в капельное фиксируют частоту механических колебаний. Далее вибрационное воздействие осуществляют с зафиксированным параметром частоты механических колебаний до завершения технологического процесса.

Оптимальное значение частоты колебаний подбирается экспериментальным путем с помощью анализа поведения конденсата на поверхности горизонтальной трубной системы 2 (фиг. 1), а также анализа температурного напора на конденсационном оборудовании.

Изобретение относится к области теплоэнергетики, касается, в частности, эксплуатации теплоэнергетического оборудования и может быть использовано на тепловых и атомных электростанциях. Cпособ вибрационного воздействия на конденсационное оборудование заключается в том, что механические колебания устанавливают механический генератор колебаний в паровом пространстве конденсационного оборудования, размещают устройство контроля, включающее оптическую систему состояния конденсата относительно контролируемого участка горизонтальной трубной системы, таким образом, чтобы в поле зрения оптической системы устройства контроля попадал весь контролируемый участок горизонтальной трубной системы. Выбирают и фиксируют параметры частоты механических колебаний в момент, когда состояние конденсата переходит из пленочного в капельное, осуществляют вибрационное воздействие с зафиксированным параметром частоты механических колебаний до завершения технологического процесса. Технический результат - снижение температурного напора и расхода топлива за счет интенсификации теплообмена в конденсационном теплообменном оборудовании на ТЭС и АЭС. 1 ил.

Способ вибрационного воздействия на конденсационное оборудование, в котором создают механические колебания, устанавливают механический генератор колебаний в паровом пространстве конденсационного оборудования, размещают устройство контроля, включающее оптическую систему состояния конденсата относительно контролируемого участка горизонтальной трубной системы, таким образом, чтобы в поле зрения оптической системы устройства контроля попадал весь контролируемый участок горизонтальной трубной системы, генерируют механические колебания начальной частоты, осуществляют контроль состояния конденсата на поверхности горизонтальной трубной системы с помощью оптической системы устройства контроля, меняя частоту механических колебаний, выбирают и фиксируют параметры частоты механических колебаний в момент, когда состояние конденсата переходит из пленочного в капельное, осуществляют вибрационное воздействие с зафиксированным параметром частоты механических колебаний до завершения технологического процесса.