Пароводяной теплообменник Советский патент 1984 года по МПК F22D1/32 

со

9д 00 Изобретение относится к теплообменным аппаратам, устанавливаемым, в частности, в регенеративных схемах энергетических паровых турбин или используемым в качестве подогревателей сетевой воды и предназначенных для подогрева воды паром, отбираемым из промежуточных ступеней турбин. Известен пароводяной теплообменник, предназначенный для подогрева воды, протекающей в трубках, за счет тепла, выделяемого при конденсации пара lj . В таком теплообменнике над направ ляющими перегородками за счет стекания с труб поверхности нагрева образуется слой переохлажденного по отношению к температуре насыщения в данном месте конденсата пара. Этот переохлажденный конденсат хаотически стекает с кромок всех перегородок в виде капель или струй, которые при этом омываются потоком пара и нагреваются до температуры, близкой к температуре насыщения. Таким обра; зом, разница температур конденсата и насьш(ения пара на выходе из таких теплообменников практически равна нулю. Скорость пара в конце пути его движения в межтрубном пространстве также близка к нулю, что способствует образованию застойных и плохо вен тилируемых потоком пара областей. Эт обстоятельство, особенно в аппаратах работающих при давлении ниже атмосферного, способствует накоплению неконденсирующихся газов в корпусе и резкому снижению экономичности работ теплообменника. Известен пароводяной теплообменник, содержащий корпус с патрубками подвода и отвода воды, подвода пара, отвода конденсата и неконденсирующих ся газов, трубную систему, размещенные между последней и патрубком отво да неконденсирующихся газов сборник переохлажденного конденсата и сообщё ный с паровым межтрубным пространством отсек контактной конденсации, разделенные горизонтальной и вертикальной перегородками 2, Внутри сборника переохлажденного конденсата размещается часть поверхности нагрева трубной системы, которая омывается конденсатом греющего пара, стекающим в сборник с направляющих перегородок с температурой. близкой к температуре насыщения.-За счет контакта конденсата с трубками поверхности нагрева, размещенных в сборнике, через которые проходит нагреваемая вода, конденсат переохлаждается и в виде струй стекает через перфорацию и попадает в отсек контактной конденсации. На этих струях, располагаемых за пределами трубной системы, конденсируется пар. Количество его определяется величиной переохлаждения конденсата по отношению к температуре насыщения греющего пара и расходом переохлажденного конденсата. Пар, сконденсировавшийся на струях, транзитом проходит всю трубную систему, увеличивая среднюю скорость пара в межтрубном пространстве. Благодаря этому пару, скорость его на выходе из трубной системы уже не равна нулю-, что способствует интенсивной вентиляции парового межтрубного пространства и уменьшает возможность образования застойных, областей. Кроме того, создание каскада струй, на которых конденсируется пар, повышает концентрацию неконденсирующихся газов (воздуха) в оставшейся на выходе из струй паровоздушной смеси, что резко облегчает условия для ее . отвода из аппарата. Однако переохлаждение конденсата достигается за счет затопления поверхности нагрева, располагаемой в сборнике, а переохлажденный конденсат стекающий с направляющих перегородок, не используется для повышения скорости пара в межтрубном пространстве, так как его нагрев потоком пара до температуры насыщения происходит по всей высоте аппарата. Поэтому известный подогреватель требует необходимости затопления части поверхности нагрева и исключения ее из работы в режиме конденсации. Струи, вытекающие через перфорированную горизонтальную перегородку разделяющуюг сборник конденсата и отсек контактной конденсации, должны иметь определенную длину, что требует удлинения корпуса для их размещения. Значительная величина поверхности конденсата в сборнике, соприкасающаяся с греющим паром, ухудшает процесс его переохлаждения, что требует дополнительного затопления поверхности нагрева трубной системы для достижения необходимого переохлаждения. Цель изобретения - повышение экономичности. Поставленная цель достигается в пароводяном теплообменнике, содержащем корпус с патрубками подвода и отвода воды, подвода пара, отвода конденсата и неконденсирующихся газов, трубную систему, размещенные между последней и патрубком отвода неконденсирующихся газов сборник переохлаждеиного конденсата и сообщен ный с паровым межтрубным пространством отсек контактной конденсации, разделенные горизонтальной и вертикальной перегородками, горизонтальная перегородка имеет центральное отверстие, под углом к стенке послед ней установлена перфорированная перегородка, образующая по периферии корпуса совместно с горизонтальной и вертикальной перегородками сборник переохлажденного конденсата, а над центральным отверстием дополнительно установлен перфорированный конусный отражатель. На чертеже представлен пароводяной теплообменник, общий втад. Пароводяной теплообменник содержит корпус 1, патрубки 2-6 подвода и отвода воды, подвода пара, отвода конденсата и некондег1сируюп1ихся газов соответственно, трубную систему 7,. размещенные между последней и патрубком 6 отвода неконденсирующихся газов сборник 8 переохлажденного конденсата и сообщенный с паровьи межтрубным пространством 9 отсек 10 контактной конденсации, разделенные горизонтальной и вертикальной перегородками 11 и 12. Горизонтальная перегородка 11 имеет центральное отверстие 13, под углом к стенкам последнего установлена перфорированная перегородка 14, образующая по пе риферии корпуса 1 совместно с горизонтальной и вертикальными перегород ками 11 и 12 сборник 8 переохлажденного конденсата, а над центральным отверстием 13 дополнительно установ лен перфорированный конусный отражатель 15. Теплообменник имеет также водяную камеру 16, направляющие перегородки 17, водоуказательное стекло 1В. Отсек 10 контактной конденсации сообщен с паровым межтрубным прбстранством 9 посредством канала образованного коробом 20 и стенкой корпуса 1, имеющего входное и выход630Hoe отверстия 21 и 22 соответствен7 крепится в трубно. Трубная система ной доске 23, размещенной с зазором 24 относительно корпуса 1. Пароводяной теплообменник работает следующим образом. Переохлажденный конденсат с направляющих перегородок 17 поступает в сборник 8 по каналу, имеющему минимальную ширину, что уменьшает зеркало конденсата в нем, а следовательно, сводит к минимуму подогрев в этом месте конденсата паром. Через перфорацию в перегородке 14 переохлажденный конденсат фонтанирует струями под определенным углом к вертикали, достигает перфорированного конусного отражателя 15 и с него в виде струй и капель стекает через центральное отверстие 13 горизонтальной перегородки 11 на уровень конденсата в корпусе 1. Часть струй не достигает щита и после достижения максимальной высоты, что определяется подпором столба воды в сборнике 8 переохлажденного конденсата, падает в виде струй и капель в центральное отверстие 13 горизонтальной перегородки 11. За счет движения струи конденсата сначала вверх (от верхней перфорированной перегородки 14 до перфорированного конусного отражателя 15), а затем вниз (от отражателя 15 до уровня конденсата в корпусе 1) достигается необходимая суммарная длина струи, которая обеспечивает конденсацию пара из паровоздушной смеси в отсеке 10 контактной конденсации. На нижней части перфорированной перегородки 14, наклоненной к центральному отверстию 13, степень перфорации минимальная и по мере удаления от центрального отверстия 13 степень перфорации возрастает. Изменение степени перфорации и установка перфорированной перегородки 14 под углом к горизонту с наклоном к центральному отверстию 13 обеспечивает необходимое истечение струй конденсата вверх при малых нагрузках теплообменника. Патрубок 6 отвода неконденсирующихся газов располагается под горизонтальной перегородкой 11 и установлен таким образом, что на него не попадают струи и капли конденсата, стекающие в центральное отверстие 13. 51 Поток неконденсируюп1ихся газов и остатков пара омывает нижнюю часть трубной системы 7, выходит из нее и через зазор Л между трубной доской 23 и корпусом 1, а также через канал 19 поступает в отсек 10 контактной конденсации на струи переохлажденного конденсата,- истекающие из перфорации перегородки 1А. Далее при своем движении неконденсирующиеся газы и остатки пара совместно со струями и каплями переохлажденного .конденсата поступают через центральное отверсЧ-ие 13 в нижнюю часть корпуса 1. При таком движении остатки пара интенсивно конденсируются на переохлажденном конденсате, концент/«0 рация воздуха в паровоздушной смеси при этом возрастает и эффективно выводится через патрубок 6 из теплообменника. Создание в теплообменниках за счет установки под трубной системой отсека контактной конденсации позволяет резко повысить концентрацию воздуха в отводимой паровоздушной смеси, устранить вероятность образования застойных, плохо вентилируемых потоком пара зон, повысить среднюю скорость пара на всем пути его движения в межтрубном пространстве, а это приводит к повышению экономичности работы таких теплообменников.

ПАРОВОДЯНОЙ ТЕПЛООБМЕННИК, содержащий корпус с патрубками подвода и отвода воды, подвода пара и отвода конденсата и неконденсирующихся газов, трубную систему, размещенные между последней и патрубком отвода неконденсирующихся газов сборник переохлажденного конденсата и сообщенный с паровым межтрубным пространством отсек контактной конденсации, разделенные горизонтальной и вертикальной перегородками, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности, горизонтальная перегородка имеет центральное отверстие, под углом к стенкам последней установлена перфорированная перегородка, образующая по периферии корпуса совместно с горизонтальной и вертикальной перегородками сборник переохлажденного конденсата, а над § центральным отверстием дополнительно установлен перфорированный конус(Л ный отражатель.