Конденсатор и способ очистки внутренних полостей труб конденсатора Советский патент 1984 года по МПК F28G5/00 

Изобретение отйосится к теплотехнике и может быть использовано в конденсаторах паровых машин большой мощности.

Известен конденсатор, содержаший корпус с установленным внутри трубным пучком, патрубки подвода и отвода рабочих сред, трубные диски 1.

К Недостаткам указанного конденсатора относятся сложность и высокая стоимость процесса очистки внутренних поверхностей труб от твердых отложений, который осуш,ествляется путем промывки труб растворами кислот, что требует длительной остановки аппарата, проведения большого объема работ, а также вредного воздействия травяишх растворов на поверхности труб и других элементов.

Известен конденсатор, содержаший корпус с установленным внутри трубным пучком, а также способ очистки внутренних поверхностей труб конденсатора путем периодического нагрева трубного пучка до (юявлсиия тепловых напряжений в слое от.();кений, приводяп их к его разрушению 2.

Хотя при очистке данного конденсатора исключено вредное воздействие травящих растворов кислот На рабочие поверхности конструкции, однако недостатками конденсатора и способа его очистки являются слокность и длительность очистки трубного ;учка от слоя твердых отложений и опасность повреждения при чистке как самих труб трубного пучка, так и мест из заделки в трубные доски, что может привести к разгерметизации конденсатора и загрязнению конденсатора.

Целью изобретения является упрощение процесса очистки труб от твердых отложений.

Поставленная цель достигается тем, что в конденсаторе, содержащем корпус с установленным внутри трубным пучком, трубы выполнены из сплава, обладающего эффектом памяти формы.

При этом согласно способу очистки внутренних поверхностей труб конденсатора путем периодического нагрева трубного пучка нагрев производят до температуры обратного мартенситного превращения.

На фиг. 1 условно показана конструкция конденсатора, продольное сечение; на фиг. 2 - пример изменения формы сечения трубы, выполненной из сплава, обладающего эффектом памяти формы (а - труба в рабочем состоянии, б - труба в период очистки от твердых отложений).

Конденсатор содержит корпус с пучком труб 2, выполненных из сплава, обладающего эффектом памяти формы. Трубки 2 заделаны в трубные доски 3. Конденсатор снабжен патрубками 4 ввода охлаждающей воды, патрубками 5 ввода пара, патрубками 6 отвода нагретой охлаждающей воды, патрубками 7 отвода конденсата. На

внутренней поверхности трубок 2 имеется слой 8 твердых отложений (фиг. 2а), проявляющийся в процессе эксплуатации конденсатора.

Конденсатор работает следующим образом.

Через патрубок 4 в конденсатор подают охлаждающую воду, которая проходит по трубам 2 трубного пучка, и нагревшись,

выходит из конденсатора через патрубок 6. Одновременно в конденсатор подают пар через патрубок 5, который конденсируется на внешней поверхности труб 2 трубного пучка, отдавая охлаждающей воде скрытую теплцт.у парообразования. Конденсат отводится из конденсатора через патрубок 7. В процессе нагрева охлаждающей воды на внутренние стенки труб 2 выпадает слой 8 твердых отложений (фиг. 2а), который снижает эффективность работы конденQ сатора как за счет снижения интенсивности теплообмена, так и за счет уменьщения расхода охлаждающей воды (слой 8 отложений частично перекрывает сечение труб 2). По мере роста твердых отложений начинается рост температуры труб 2 и , как толь5 ко она достигнет величины Начала обратного мартенситного превращения, начинается изменение формы труб 2 (фиг. 26), за счет которого слой отложений отслаивается от внутренней поверхности труб 2 и выносится из конденсатора через патрубок 6 по tOKOM охлаждающей воды. В другом варианте (как только слой 8 твердых отложений достигнет определенной величины) временно повышают давление в паровом пространстве конденсатора, за счет чего температура в конденсаторе возрастает, и, достигнув величины, близкой к температуре обратного мартенситного превращения сплава, трубы 2 начинают изменять свою форму (фиг. 26), вследствие этого слой 8 отложений отслаивается от внутренней по0 верхности труб 2. После этого вновь через патрубок 4 подают охлаждающую воду, трубы 2 охлаждаются до температуры прямого мартенситного превращения сплава И -восстанавливают круглую форму. Остатки слоя отложений выносятся из конденсатора потоком охлаждающей воды.

Предлагаемый способ очистки основан на использовании эффекта памяти формы в сплавах, заключающегося в том, что ряд металлических сплавов со структурой упорядоченного термоупругого, внутренне двойникованного мартенсита способны при нагреве их выше некоторой температуры вспоминать (восстанавливать) свою предыдущую форму. В настоящее время известно боль5 щое число подобных сплавов. К Ним, в частности относятся: иитинол (сплав Ni +Ti), сплавы Си + Zn; Си +Zn + Si; Аи + Cd; Ni + Al; Си + Al + N4; Си 4- Sn; и т.д.

Эффектом запоминания формы обладает также ряд нержавеющих сталей, широко выпускаемых промышленностью. Обучив трубы 2 из подобного сплава двум отличным друг от друга формам, например круглой (как наиболее удобной для заделки в трубные доски) и овальной (в принципе любой форме, отличной от круглой), можно сильно упростить и ускорить процесс очистки конденсатора от слоя 8 твердых отложений. Обучение сплавов производится по следующей методике: трубам 2 придают овальную форму (поперечное сечение труб 2 имеет вид овала), затем закаливают их из / области, а круглую форму придают им при температуре выше конца обратного мартенситйого превращения сплава, после чего круглую форму фиксируют в оправке путем отпуска.

После обучения труб 2 по изложенной методике они имеют круглое сечение при рабочей температуре конденсатора. При нагреве их до температуры обратного мартенситного превращения трубы 2 «вспоминают овальную форму. При переходе от круглой формы к овальной (или любой другой, отличной от круглой) растрескивается и осыпается хрупкий слой 8 твердых отложений (остатки слоя 8 смываются охлаждающей водой при включении конденсатора в работу). Число циклов изменения формы до разрущения металла весьма велико и достигает 10 при напряжении деформации порядка 50 кг/мм ,что вполне достаточно для разрушения слоя 8 отложений.

Так как температура обратного мартенситного превращения может быть всего на несколько градусов выше рабочей температуры конденсатор, то при такой очистке не происходит сильных удлинений трубного пучка, т.е. не нарушается герметичность конденсатора в местах заделки труб 2 в трубные доски 3.

Для увеличения срока службы конденсатора целесообразно придавать овальную или другую форму не всей трубке 2, а только в тех ее местах, в которых она не заделана в трубные доски 3. В этом случае в местах заделки труб 2 в трубные доски 3 не будет происходить превращение формы, т.е. будут отсутствовать лишние напряжения в местах уплотнения труб 2.

Таким образом, упрощается процесс очистки труб 2 от твердых отложений.

1. Конденсатор, содержащий корпус с установленным внутри трубным пучком, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса очистки труб от твердых отложений, трубы выполнены из сплава, обладающего эффектом памяти формы. 2. Способ очистки внутренних поверхностей труб конденсатора по п. 1, путем периодического нагрева трубного пучка, отличающийся тем, что нагрев производят до температуры обратного мартенситного превращения. (Л О5 00 О5 СО ФмгЛ

г 2

фи8.2