Теплообменник Советский патент 1984 года по МПК F22D1/32 

Изобретение относится к энергетике, а именно к теплообменным аппаратам, уо танавливаемым, в частности, в регенеративных схемах низкого и высокого давления паровых турбин тепловых электростанций (ТЭС) и атомных электростанций (АЭС), в системах теплоснабжения и предназначенным для подогрева воды за счет тепла пара, отбираемого из промежуточных ступеней турбины и за счет теп ла, получаемого от переохлаждения конденсата этогю пара. Известен теплообменник, включающий . корпус с патрубком подвода пара в верхней его части и трубопроводом слива конденсата в днище, труйы поверхности нагрева, направляюоше перегородки и кожух, разделяющий меясгрубное пространст во на отсек конденсации и охладитель конденсата, сообщенные перепускным патрубком Cl, Отсек конденсации этого теплообменника отделен от водяного пространства ох ладителя конденсата (ОК) кожухом с При варенными .к нему гильзами:, через которые с малым зазором проходят трубы по верхности нагрева. Величина зазора выбрана настолько малой, что считает ся достаточной для предотвращения поступления в зону охладителя пара из зоны его конденсации. Однако установка гшшз не создает гаращ-ии плотности м1ж ду охладителем конденсата и отсеком конденсакитг при определенных условиях (давление в отсеке конденсации значительно боле давления в ОК); применение гильз требует увеличещя шага разбивки труб поверхности нагрева, а следовательно увеличиваются габариты и масса теплообменника, удорожается стоимость изготовления. I Расположение в нижней части ОК перепускного патрубка для входа в него конденсата греющего пара обязывает поддерживать уровень конденсата в корпусе выше отверстия перепускного патрубка (в противном случае не будет поступле-. ния конденсата в ОК и он перестанет выполнять свои функции, а без этого аппарат неработоспособен} и не допускать во время работы пропуска пара в это отверстие (во избежание возникновения гкргроударов. Во время работы этого теплообменника конденсат должен постоянно проходить всю трубную систему ОК не ависимо от величины нагрузки теплообменника и потребности наличия охладителя. Величина поверхности ОК при этом остается постоянной и изменить ее величину или исключить из работы в режиме охладителя, переведя в режим работы конденсации в период эксплуатации подогревателя, невозможно. Неиа енная величина поверхности ОК рассчитана на строго определенную тепловую нагрузку, что затрудняет возможность использования теплообменника при других тепловых нагрузках, а следовательно, снижает масштабы его применения. В таких теплос менниках отсутствует возможнос1ъ переключения всей поверхности нагрева ОК или ее части (когда это необходимо по условиях работы схемы) на работу в режиме конденсации, что естественно снижает экономичность и возможность взаимозаменяемости этих подогревателей. Цепь изобретения - повышение экономичности. Поставленная цель достигается тем, что в теплообменнике, содержащем корпус с патрубком подвода пара в верхней его части и трубопроводом слива конденсата в днище, трубы поверхности нагрева, направляющие перегородки и кожух, разделяющий межтрубное пространство на OTces конденсации и охладитель конденсата, сообщенные патрубком, охладитель ковденсата разделен по меньшей мере одной перегородкой на отдельные секции, каждая из которых имеет автономный патрубок, нижние кромки каждо1Х из которых размещены на различном расстоянии от днища, и автономные патрубки слива конденсата, подключенные через запорную арматуру к трубопроводу слива конденсата. На фиг. 1 изображен теплообменник, общий вид; на фиг. 2 - поперечный разрез А-А на фиг. 1. Теплообменник имеет водяную камеру 1, корпус 2 с днищем 3, трубную доску 4, трубы 5 поверхности нагрева, направлякяцие перегородки 6, отсек -7 конденсации, разделительную перегородку 8, кожух 9, отделяющий отсек 7 конденсации от охладителя 1О конденсата, разделенный на отдельные секции 11 и 12 по меньщей мере одной перегородкой 13. В нижней части кожуха 9 размещены автономные патрубки 14 и 15 ошва конденсата из секций 11 и 12 соответственно. Патрубки 14 и 15 подключены через запорную арматуру (задвижки ) 1619 к трубопроводу 20 сяива конденсата, соединенному с общим сливным трубопроводом 21 с регулирукшшм клапаном 22. Секоки 11 и 12 охладителя 10 конденсата сообщены с отсеком конденсации через перепускные патрубки 23 и 24 соответственно, нижние кромки каждо из которых размещены на различном рао стоянии от днища 3. В торцовых сторон окладителя 10 конденсата установлены по две параллельные перегородки 25 и 2 с зазором (щелью) 27 между ними. На дальнем по отношению к трубной доске 4 конце разделительной перегородки 13 отсека 7 конденсации установлен буртик 28. Для наблюдения за величиной уровни конденсата в корпусе на нем установлен водоуказатеяьный прибор 29 с вертсним и нижним штуцерами 30 и 31 . На водяной камере 1 имеются патрубки входа 32 из выхода 33 нагреваемой воды, а в верхней части корпуса 2 предусмотрен патрубок 34 для входа пара. При работе теплообменника поток воды поступает в приемную часть водяной камеры 1 через патрубок 32, откуда по трубам 5 поверхности нагрева 5 возвращается в водяную камеру 1 и выводится через патрубок 33. Большая часть трубы 5 поверхности нагрева омываются греющим паром, поступающим в теппообменншс через патрубок 34, и работает при этом в режиме конденсйшга. За счет установки перегородок 6 и 8 организуется направленное движение его в межтрубном пространстве. Пар, сконденсировавшийся на верхних участках труб 5, накапливается на перегородке 8 и часть его поступает в щели 27 между перегородками 25 и 26. Из щелей 27 конденсата через кольцевые за Еоры между трубами 5 поверхности нагрева и кромками отверстий в перегород- ках 25 и 26 направляется в ОК и отсек конденсации, тем самым предотвращая поступление пара в зону охладителя через эти зазоры. Предотвращение поступления пара в зону охладителя конденсата через кольцевые зазоры в перегородках 25 и 2 обеспечивается в основном двумя причина ми: повышенным давлением пара над перегородкой 8 по сравнению с давлением под ней за счет величины т дравлического сопротивления при движении пара в межтрубном пространстве; давлением гид ростатического столба жидкости ( конденсата), расположенного в щели 27 между перегородками 25 и 26. Гарантированное поступление конденсата пара в щелн обес печивается установкой на перегородке 8 буртика 28. Основная часть конденсата пара стекает в нижнюю часть корпуса 2 и накапливается в ней. Уровень конденсата в корпусе 2, при необходимости включения в работу всей поверхности нагрева охлащгтель 1О конденсата (обе секции 11 и 12), под держивается в отметке первого предела, что обеспечивает полное затопление пат рубков 23 и 24. В этом случае, когда работает вся поверхность ОК 10 (обе секзшш 11 ,.ъ 12), задвижки 18 и 19 закрыты, а задвижки 16 и 17 открыты. Ко денсат пара при этом через патрубки 23 И 24 поступает в ОК 10, проходит пер- вую и вторую секции 11 и 12 и через регулирукжцнй клапан 22, поддерживающий уровень конденсата в корпусе на первом пределе, вывод1пч;я из теплообменника. При необходимости уменышпъ величину повершости нагрева ОК 10 и увеличить поверхность нагрева отсека 7 конденсации, закрывается задвижка 16 и открывается задвижка 18, а уровень конденсата в корпусе понижается до второго предела, что контролируется по водруказатвльному прибору. 29. При этом уровень конденсата в корпусе 2 располагается между верхним 30 и нижним 31 штуцерами и ; устанавливается ниже нижней кромки патрубка 24, а нижний конец патрубка 23 затоплен конденсатом. В этом случае пар через патрубок 24 поступает во вторую секцию 12 охладителя 10, которая начинает при этом работать в режтле конденсации. Конденсат из первой (по ходу пара) половины секции 12 стекает в нижнюю часть корпуса через патрубок 24, а из второй половины секции через трубопровод 15 и задвижку 16 также поступает в нижнюю часть корпуса теплообменника под уровень конденсата. IЕсли необходимо полностью исключить из работы охладитель 10 конденсата и перевести его поверхность нагрева в работу при режиме конденсации, закрывается задвижка 17, открываются задвижки 16,18 и 19, а урсдаень конденсата в корпусе понижается до третьего предела, который однако раоясятагйется выше нижнего вргуцера 31 вопруказат льного прибора 29, но ниже нижней кромки патрубков 23 и 24. В этом cny4aie через патрубок 24 пар вя:од1гг в секции 12 охладителя 10 конденсата и ко денсируется на ее поверхности нагрееа. Через патрубок 24 конпенсат пара вэ первой псловины секции 12 стекает на уровень конденсата в корпусе 2, а из

второй половины секции 12 через патрубок 15, задвижки 16 и 18 конденсат ввсаится в нижнюю часть корпуса 2 поа уровень конденсата. ;-

Твпш обрвэом, вся поверхность теппообменяика рвботает в режиме конденсации

Предлагаемая конструкция теплообменника со встроенным охладителем конденсата, выключаемым из работы в режиме охладителя с переводом в работу в режиме конденсации позволяет повысить степень унификации теплообменников с одновременным осуществлением взаимозаменяемости таких аппаратов,что позволяет повысить экономичность всей установки.

ТЕПЛООБМЕННИК, содержащий корпус с патрубком подвода пара в верхней его части и трубопроводом слива ко1щенсата в днише, трубы поверхности нагрева, направляющие перегородки и кожух, разделяющий межгрубное пространство ва отсек конденсации н охладитель конденсата, соо енные пе репусным патрубк1Ж, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности, охладитель конденсата разделён по меньшей мере одной перегородкой на отдельные секции каждая из которых имеет автономный перепускной патрубок, нижние кромки каждого из которых размещены на различном расстоянии от днища, и автономные патрубки слива ко денсата,подключенные через запечную арматуру к трубопроводу слива конденсата. г } ,2 rtitedefl i/peiff/t tpui.f