Теплообменный аппарат для регенеративного подогрева воды Советский патент 1984 года по МПК F22D1/32 

1

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в системах регенерации паровых турбин.

Известен теплообменный аппарат для регенеративного подогрева воды, содержащий отсеки нагрева и сбора воды, трубу аварийного перелива с расположенным на ней запорным устройством, причем верхний срез трубы аварийного перелива расположен в отсеке нагрева воды СОНедостатком известного устройства является расположение верхнего среза трубы аварийного перелива в отсеке нагрева воды. Это увеличивает опасность заброса воды в турбину при остановке насосов, откачивающих воду из отсека ее сбора, и аварийном сбросе нагрузки турбины, так как в этот момет на перегородке накоплен значительный слой воды, нагретой до температуры насыщения, соответствующей начальному давлению. Чтобы не было заброса воды в турбину в этом случае увеличивается высота отсека нагрева воды и устанавливается обратный паровой клапан на трубе подвода пара к подогревателю из отбора турбины.

Целью изобретения является повышение надежности и экономичности. Поставленная цель достигается тем, что теплообменный аппарат для регенеративного подогрева воды, содержащий отсеки нагрева и сбора вод трубу аварийного перелива с расположенным на ней запорным устройством, причем верхний срез трубы аварийного перелива расположен в отсеке нагрева воды, снабжен дополнительной трубой аварийного перелива и гидрозатвором, причем верхний сре дополнительной трубы аварийного перелива расположен в отсеке сбора воды, гидрозатвор расположен на оснойной трубе аварийного перелива между отсеком нагрева воды и запорным устройством, а дополнительная труба аварийного перелива соединена с основной трубой аварийного перелива между запорным устройством и гидрозатвором.

При этом запорное устройство выполнено в виде задвижки, соединенной через исполнительный механизм тремя импульсными трубками с нижней частью отсека сбора водЫ), с верхней частью отсека сбора водь; и с. отсе909632

ком нагрева воды выше входного отверстия дополнительной трубы аварийного перелива. Причем затворное устройство выполнено в виде гидрозат5 вора, а на основной трубе аварийного перелива дополнительно установлена расширительная емкость.

На фиг. 1 представлен теплообменный аппарат с выполнением запор10 него органа в виде задвижки общий ВИД,, на фиг, 2 - то же, с запорным органом в виде гидрозатвора,

Теплообменный аппарат для регенеративного подогрева воды содержит

15 расположенные в корпусе 1 отсеки 2 и 3 нагрева и сбора воды соответственно, разделенные перегородкой 4, В отсеке 2 нагрева воды расположены патрубки 5-7 для подвода воды, под20 вода пара и отвода паровоздушной меси соответственно, а также перфорированные тарелки 8. На перегородке 4 установлена уравнительная труба 9 для слива воды в отсек 3 сбо23 ра воды.

Теплообменный аппарат снабжен также трубой 10 аварийного перелива, верхний срез которой расположен в отсеке 2 нагрева водь, и патрубком

30 11 отвода воды. На трубе 10 аварийного перелива установлено запорное устройство, выполненное либо в виде задвижки 12, соединенной через исполнительный механизм 13 импульсны3 ми трубками 14-16 с нижней и верх ней частями отсека 3 сбора воды и

отсеком 2 нагрева воды выше входного отверстия дополнительной трубы 17, соединяющей стсек сбора воды с

Q трубой 10 аварийного перелива, снабженной гидрозатвором 18, до запорного устройства, либо в виде гидрозатвора 19 образованного коаксиально размещенными трубами 20 и 21.

На дополнительной трубе 17 аварийного перелива размещена расширительная емкость 22, установленная ниже днища конденсатора 23, Запорное устройство соединено с конденсатором 23 трубой 24,

50

Теплообменный аппарат работает следующим образом.

Вода поступает в аппарат через патрубок 55, затем она сливается, образуя струи, через перфорирован5Sные тарелки 8 на перегордку 4, С перегродки 4 вода сливается через трубу 9 в отсек 3 сбора воды. Пар поступает в аппарат через патрубок 6,

проходит через струи воды и конденсируется, нагревая воду. Паровоздушная смесь отводится через патрубок 7. При сбросе нагрузки турбины в отсеке нагрева воды давление падает за 1,5-2 с, при этом слой воды на перегородке вскипает. Образуется перепад давления между отсеком 3 сбора воды и отсеком 2 нагрева воды так как в отсеке 3 сбора воды накоплен большой объем воды, нагретой до температуры насьш ения. Перепад давления между отсе1 ми 2 и 3 приводит к срабатыванию исполнительного механизма 13, который открывает запорное устройство, выполненное в виде задвижки 12. Открытие запорного устройства приводит к быстрому падению давления в отсеке 3 сбора воды вследствие истечения пароводяной смеси из аппарата в конденсатор 23. В это время в аппарат продолжае поступать холодная вода через пат.рубок 5. Если между отсеками 2 сохраняется определенный перепад давления, холодная вода накапливается на перегородке 4. Когда разность давлений между отсеками станет равной высоте слоя воды на перегородке, вода начнет сливаться в отсек 3 ее сбора. Через трубу 17 вода поступает в трубу 10 аварийного перелива, а затем в конденсатор 23,минуя отсек 3 сбора воды.

В случае выполнения запорного устройства в виде гидрозатвора при сбросе нагрузки турбины между отсеками 2 и 3 возникает перепад давлений вследствие резкого падения давления в отсеке 2 нагрева воды. В расширительной емкости 22 давление падает почти с той же скоростью, что и в отсеке 2, так как они соединены дополнительной трубой 10 аварийного перелива. Это приводит к заполнению емкости 22 через трубу 10 водой, поступающей из гидрозатвора 18, что приводит его к срыву и истечению пара или пароводяной смеси из отсека 2 нагрева воды в конденсатор 23 через трубу 17 аварийного перелива. Когда давление в отсеке 3 упадет, вода из расширителной емкости 22 заполнит гидрозатвор 18. Для обеспечения гарантированного срыва гидрозатвора при сбросе нагрузки турбины расширительная емкость 22 расположена ниже днища конденсатора 23.

Расположение верхнего среза дополнительной трубы 17 аварийного перелива в отсеке 3 сбора воды исключает возможность накопления значительного слоя нагретой воды на перегородке в .любых аварийных условия

Дополнительное соединение исполнительного механизма 13 или расширительной емкости 22 с отсеком 2 нагрева воды дает возможность открытия запорного устройства при возникновении перепада давлений между отсеками 2 и 3 вследствие аварийного сброса нагрузки. В этом случае падение давленид в отсеке 3 сбора воды происходит не в результате истечения влажного пара в турбину, а затем, в конденсатор 23, а в результате истечения пароводяной смеси через трубу 17 аварийного перелива в конденсатор, минуя проточную част турбины.

Таким образом, исключается возможность значительного потока влажного пара из отсека сбора воды в конденсатор через проточную часть турбины, что улучшает условия ее работы.

Использование предлагаемого теплообменного аппарата в системе регенерации паровой турбины позволит устранить недогрев воды, повысить экономичность турбоагрегата и надежность его работы.

фаг.2

1. ТЕПЛООБМЕННЫЙ АППАРАТ ДЛЯ РЕГЕНЕРАТИВНОГО ПОДОГРЕВА ВОДЫ, содержащий отсеки нагрева и сбора воды, трубу аварийного перелива с расположенным на ней запорным устройством, причем верхний срез трубы аварийного перелива расположен в отсеке нагрева воды, отличающийся тем, что, с целью повьппения надежности и экономичности, он снабжен дополнительной трубой аварийного перелива и гидрозатвором, причем верхний срез дополнительной трубы аварийного перелива расположен в отсеке сбора воды, гидрозатвор расположен на основной трубе аварийного перелива между отсеком нагрева воды и запорным устройством, а дополнительная труба аварийного перелива соединена с основной трубой аварийного перелива между запорным устройством и гидрозатвором. 2.Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что запорное устройство вьтолнено в виде задвижки, соединенной через исполнительный механизм тремя импульсными трубками с нижней частью отсека сбора воды, с верхней частью отсека сбора воды и с отсеком нагрева воды вьше i входного отверстия дополнительной (Л трубы аварийного перелива. 3.Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что запорное устройство выполнено в виде гидрозатвора, а на основной трубе аварийного перелива дополнительно установлена расширительная емкость.