Поверхностный конденсатор Советский патент 1983 года по МПК F28B1/00 F28B9/10 

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к конденсаторам судовых паротурбинных установок (ПТУ) и стационарных ПТУ малой мощности.

Известен поверхностный конденсатор, содержащий корпус, внутри которого установлен трубный пучок. Трубный -пучок разделен по длине на отсеки промежуточными перегородками. В каждом из отсеков со стороны, обращенной к боковой стенке корпуса в трубном пучке выделен воздухоохладитель и через выходное отверстие в этой стенке производится отсос кесконденсированной парогазовой смеси, для сбора паровоздущной смеси, отсасываемой из разных отсеков служит коллектор, примыкающий к боковой стенке корпуса 1.

Недостатками такого конденсатора являются больщое количество несконденсированного пара, поступающего в смеси с воздухом к воздухоотсасывающему устройству, и в то же время низкая интенсивность теплообмена в застойных зонах трубного пучка из-за необеспеченности поступления пара в данные зоны. Это обусловлено тем, что на выходе парогазовой смеси из разных отсеков трубного пучка в коллектор давление практически одинаково. Количество лара, которое может быть сконденсировано в разных отсеках, неодинаково, так как температура воды внутри трубок трубного пучка переменна по длине последних. Вследствие этого, значительная часть поверхности трубного пучка в первом по ходу охлаждающей воды отсеке и следующем за ним почти не участвует в теплообмене, в остальные же отсеки поступает больще пара, чем может сконденсироваться и, следовательно, много пара в смеси с воздухом из этих отсеков поступает в коллектор, а из него в воздухоотсасывающее устройство, перегружая последнее.

Известен также поверхностный конденсатор, содержащий корпус с водоподводящей и водоотводящей камерами, внутри которого установлены разделенный на отсеки промежуточными перегородками трубный пучок, воздухоохладитель, отделенный от трубного пучка перегородкой, и направляющие листы, установленные по меньщей мере, в нескольких отсеках, и отсасывающий патрубок, установленный на корпусе в районе во доп од водя щей камеры. В этом конденсаторе парогазовая смесь, проходящая через воздухоохладитель, поступает через отверстие в промежуточной перегородке из одного отсека трубного пучка в другой, расположенный ближе к во до подводя щей камере, и, встречая препятствие дальнейщему продольному перемещению в виде направляющего листа, выходит обратно в межтрубное пространство воздухоохладителя, но уже в другом отсеке, где температура воды в трубках воздухоохладителя ниже. При этом

смесь дополнительно охлаждается с одновременной дополнительной конденсацией из нее пара. За счет этого умеНЪщается количество парогазовой смеси, отсасываемой из конденсатора, а на выходе парогазовой

смеси из разных отсеков устанавливается неодинаковое давление, обеспечивая перепады давления, необходимые для поступления в отсеки разных количеств пара в соответствии с разной температурой охлаждающей

воды в трубках трубного пучка 2.

Недостатком такого конденсатора является то, что дополнительно охлаждаемая парогазовая смесь движется сначала по воздухоохладителю от. выхода к входу, причем проходное сечение на ее пути вначале

5 минимально, а затем увеличивается, т. е. больщое сопротивление течению в начале пути, где расход смеси максимален, сочетается с малой скоростью течения, следовательно низкой интенсивностью тепломассообмена на последующей большей части пути, где расход смеси убывает.

Цель изобретения - интенсификация теплообмена.

Указанная цель достигается тем, что в поверхностном конденсаторе, содержащем

5 корпус с водоподводящей и водоотводящей камерами, внутри которого установлены разделенный на отсеки промежуточными перегородками трубный пучок, воздухоохладитель, отделенный от трубного пучка перегородкой, и направляющие листы, установленные по меньщей мере в нескольких отсеках, и отсасывающий патрубок, установленный на корпусе в районе водоподводящей камеры, корпус снабжен ограничительным листом и продольным ребром, в промежуточных перегородках выполнены окна, в которых по всей длине трубного пучка параллельно последнему установлен ограничительный лист с образованием с корпусом и расположенным под ограничительным листом продольным ребром канала для прохода парогазовой смеси, а направляющие листы размещены в канале, причем направляющие листы центральных отсеков закреплены по ходу движения парогазовой смеси соответственно на верхней и нижней кромках окон перегородок, образующих отсек, а направляющий лист отсека, последнего по ходу движения парогазовой смеси, закреплен на верхней кромке окна перегородки и ограничительного листа.

На фиг. 1 изображен поверхностный конденсатор, разрез Г-Г на фиг. 2; на фиг. 2 -

Q сечение А-А на фиг. 1 (сечение последнего по движению парогазовой смеси отсека); на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1 (сечение первого по движению парогазовой смеси отсека); на фиг. 4 - сечение В-В на фиг. 1 (сечение одного из центральных отсеков);

5 на фиг. 5 - сечение Г-Г на фиг. 2 (вариант выполнения конденсатора без направляющих листов, размещающихся в центральных отсеках).

Поверхностный конденсатор содержит корпус 1 с водоподводящей и водоотводящей камерами 2 и 3 и патрубком 4 для подвода пара. Внутри корпуса 1 установлены разделенный на отсеки 5 промежуточными перегородками б трубный пучок 7.и воздухоохладитель 8, отделенный от трубного пучка 7 перегородкой 9 В промежуточных перегородках 6 выполнены окна 10, в которых по всей длине трубного пучка 7 параллельно последнему установлен ограничительный лист 11 с образованием с корпусом 1 и расположенным под ограничительным листом 11 продольным ребром 12 канала 13 для прохода парогазовой смеси. В канале 13 установлены, по меньшей мере в нескольких отсеках, направляющие листы 14, причем направляющие листы 14 центральных отсеков 5 закреплены по ходу движения .парогазовой сМеси соответственно на верхней и нижней кромках окон 10 промежуточных перегородок 6, образующих отсек 5, а направляющий лист отсека 5, последнего по ходу движения парогазовой смеси, закреплен на верхней кромке окна 10 промежуточной перегородки 6 и ограничительного листа 11. Для отвода парогазовой смеси на корпусе 1 в районе водоподводящей камеры 2 установлен отсасывающий патрубок 15. Конденсатор работает следующим образом.

Пар через патрубок 4 для подвода пара поступает в конденсатор и, распределяясь по отсекам 5, конденсируется на трубном пучке 7. Парогазовая смесь, оставшаяся после конденсации пара в двух отсеках, наиболее удаленных от водоподводящей камеры 2, проходит через воздухоохладитель 8 и поступает в канал 13, через который парогазовая смесь направляется в соседний отсек 5, расположенный ближе к водоподводящей камере .2, через щель, образованную ограничительным листом 11 и продольным ребром 12, выходит в межтрубное пространство воздухоохладителя 8. Здесь -она, охлаждаясь и уменьщаясь в количестве за счет конденсации пара, течет в сторону выхода из воздухоохладителя 8 и смешивается с движущимся в том же направлении потоком парогазовой смеси, оставшейся после конденсации пара в трубном пучке 7 данного отсека 5. Переходы парогазовой смеси из отсека в отсек с дополнительным охлаждением и присоединением очередного количества смеси, оставшейся после конденсации пара, поступившего на трубный пучок 7, расположенный в данном отсеке, повторяется аналогично рассмотренному столько раз, сколько направляющих листов 14 установлено в канале 13.

Парогазовая смесь, собранная из всех отсеков 5 трубного пучка 7, и смесь данного отсека поступает в воздухоохладитель 8 отсека 5 последнего по ходу движения парогазовой смеси и направляется через отсасывающий патрубок 15 к воздухоотсасыаающему устройству (не показано). Количество ее при этом меньше, чем при переходных из отсека в отсек, и примерно на порядок меньше, чем сумма количеств смеси, выходящих в канал 13 из всех отсеков.

Активизации течения и достижению глубо1 ого охлаждения парогазовой смеси способствует убывание по ходу движения парогазовой смеси проходного сечения в возду0 хоохладителе 8.

Разность между давлениями на участках канала 13, принадлежащих смежным отсекам, обеспечивающими неодинаковость поступления пара в отсеки в соответствии с переменностью вдоль труб температуры

5 охлаждающей воды, устанавливается автоматически за счет саморегулирования. Например, если в одном из центральных отсеков 5 давление на участке канала 13 оказывается недостаточно низким и, следовательно, в отсек поступает пар с уменьшенным расходом, то на участок канала 13, принадлежащий данному отсеку поступает уменьшенное количество смеси с уменьшенным содержанием пара. На пути этой смеси в соседний отсек устанавливается уменьшенное падение давления и давление в участке канала 13 данного отсека снижается - при, ближается к давлению в участке канала 13, принадлежащем соседнему отсеку, где температура воды в трубках воздухоохладителя 8 ниже. Это обеспечивает увеличение

0 перепада давления в данном отсеке и поступление в него пара. При этом автоматически устанавливается достаточный расход паровоздушной смеси на выходе из отсека, обеспечивающий эффективное использование всей поверхности трубного пучка 7 от5 сека.

Из первых, по ходу движения парогазовой смеси, отсеков смесь отводится совместно. При этом на разность давлений в участках канала 13, принадлежащих упомянутым

0 Отсекам, рассмотренное саморегулирование не распространяется. Разность давлений в этих участках канала 13 обусловлена лишь разницей в длине пути смеси по каналу 13 между данными отсеками и имеет минимальную величину. Это способствует поддержанию достаточного перепада давления в первом, по ходу движения парогазовой смеси, отсека, в который обычно доступ пара затруднен, поскольку входное отверстие патрубка и для подвода пара распространено не на всю

Q длину трубного пучка 7.

Явление саморегулирования, аналогичное рассмотренному, проявляется и в варианте конденсатора, в котором отсутствуют направляющие листы 14 в центральных отсеках (фиг. 5). Но оно имеет место лишь

5 при установлении разности давлений в участках канала 13, принадлежащих последнему и предпоследнему, по ходу движения парогазовой смеси, отсека. Разность давлений в участках канала 13, принадлежащих остальным отсекам, устанавливается лишь за счет разницы в длинах пути парогазовой смеси по каналу 13 от разных отсеков. Таким образом, в данном техническом решении благодаря отводу из воздухоохладителя 8 увеличенного количества парогазовой смеси с высоким паросодержанием, во всех отсеках трубного пучка 7 кроме последнего, по ходудвижения парогазовой смеси. обеспечивается интенсификация теплообмена в трубном пучке 7 и воздухоохладителе 8 за счет увеличения скорости движения парового потока через последние. Кроме того, за счет уменьшения паросодержания и количества парогазовой смеси, отводимой через отсасывающий патрубок 15, снижается давление на выходе парогазовой смеси из конденсатора и увеличивается располагаемый перепад давления в отсеке, последнем по ходу движения парогазовой смеси, и еле-довательно, активизируется течение парогазовой смеси в межтрубном пространстве участка трубного пучка 7 данного отсека, исключая тем самым застойные зоны данного отсека.

IAZ.Z

В-Б

в-в

Г- Г

ПОВЕРХНОСТНЫЙ КОНДЕНСАТОР, содержащий корпус с водоподводящей и водоотводящей камерами, внутри которого установлены разделенный на отсеки промежуточными перегородками трубный пучок, воздухоохладитель, отделенный от трубного пучка перегородкой, и направляющие листы, установленные по меньщей мере в нескольких отсеках, и отсасывающий патрубок, установленный на корпусе в районе водоподводящей камеры, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена, корпус снабжен ограничительным пистом и продольным ребром, в промежуточных перегородках выполнены окна, в которых по всей длине трубного пучка параллельно последнему установлен ограничительный лист с образованием с корпусом л расположенным под ограничительным листом продольным ребром канала для прохода парогазовой смеси, а направляющие листы размещены в канале, причем направляющие листы центральных отсеков закреплены по ходу движения парогазовой смеси соответственно на верхней и нижней кромках окон перегородок, образующих отсек, а направi ляющий лист отсека, последнего по ходу (О движения парогазовой смеси, закреплен на верхней кромке окна перегородки и ограничительного листа. со со