Деаэраторный бак Советский патент 1987 года по МПК F22D1/28 C02F1/20 C02F103/02 

Изобретение относится к теплоэнергетике и промышленной теплотехнике, а именно к устройствам для деаэрации, и йожет быть использовано при создании деаэраторных баков различного давления.

Целью изобретения- является повы- , щение надежности.

На фиг.1 схематично изображен де- аэраторньй бак с выполнением ребер жесткости внутри бака; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - узел I на фиг.2; на фиг.4 - деаэра- торньш бак с выполнением ребер жесткости снаружи бака; на фиг.5 - сечение Б-Б на фиг.4; на фиг.6 - узел II на фиг.5.

Ю

J5

. Деаэраторный бак содержит днища 1 и 2, цилиндрическую обечайку 3, кольцевые ребра жесткости 4-9, со- , стоящие из дуговых патрубков 10-13, свободно установленных в баке на внутренней или наружной поверхности цилиндрической обечайки 3 и соединенных между собой, например, сваркой расположенными в плоскости, пер пендикулярной оси бака, С-образными трубами 14-17, вьшолненными из двух полуцилиндров 18 и 19, скрепленных между собой продольными сварными швами 20. При этом наружные и внутренние- полуцилиндры 18 и 19 выполнены из материалов с различными козф13172302

Деаэраторный бак работает следующим образом.

На номинальном режиме с установленной по посадочному поясу б деаэра- и 5онной колонкой (не показана) де- азраторный бак на три четверти объема заполнен водой при рабочем давлении среды. Под действием внутреннего давления среды цилиндрическая обечайка 3 деформируется и стремится принять форму правильной окружности, при этом кольцевые ребра жесткости 4-9, свободно установленные в баке на внутренней поверхности обечайки 3, не препятствуют первоначальной деформации и исправлению формы обечайки 3, но по мере нагрева среды нагреваются и детали, соединяющие ребра жесткости, в том чисх1е С-образные трубы 14-17, биметаллические полуцилиндры 18 и 19, выполненные из материалов с неодинаковыми температурными коэффициентами линейного расширения, удлиняются неодинаково: наружные полуцилиндры 18, выполненные из материала с меньшим коэффициентом линейного расширения, удлиняются меньше, а внутренние полуцилиндры 19, вьшол- ненные из материалов с большим коэффициентом линейного расширения, удлиняются больп1е. Б результате разности относительных линейных перемещений полуцилиндров 18 и 19 С-образные тру20

25

30

40

45

нения с дуговыми патрубками 10-13 - удалиться друг от друга . Эффект изменения геометрической формы сварных биметаллических гнутых С-образных труб вызывает появление сил, действующих на сопряженные детали - дуговые патрубки 10-13. Эти силы стремятся раздвинуть и увеличить зазор в (фиг.З) между торцами патрубков. Но в между торцами пат„ - бы 14-17 стремятся разогнуться и вы- фициентами линейного расширения, Реб- ,.

. , „J5 прямиться, а их концы в местах соедира жесткости 4-9 имеют внутренние

перр.городки 21 и скреплены между собой продольными стяжками 22-25 и перепускными паропроводами 26-30., соединенными с паровым коллектором 31, на котором установлен регулятор 3.2 расхода пара, связанный с датчиками 33 температуры и 34 давления среды, установленными в баке. Крайние ребра 4 и 9 соединены с отводящиг Ш паропроводами 35 и 36. При установке ребер жесткости 4-9 на внутренней поверхности обечайки 3 (фиг.1-3) наружные полуцилиндры 18 С-образных труб 14-17 выполнены из материала с меньшим коэффициентом линейного расширения по сравнению с коэффициентом линейного расширения материала внутреннего полу1щлиндра 19, а при установке ребер жесткости на наружной поверхности обечайки 3 - наоборот, наружные полуцилиндры 18 вьшолнены из материала с большим коэ)фициентом линейного расширения..

так как зазор рубков является величиной постоянной, силы, действукшще со стороны С-образных труб на дуговые патрубки, увеличивают усилие радиального подяшма 50 дуговых патрубков к цилиндрической обечайке 3.

55

В результате совместного действия сил на обечайку. 3 от внутреннего давления среды и сил со стороны рабер жесткости, направление которых совпадает, происходит ускоренное исправление формы поперечного сечения бака до правильной окружности с одновре

нения с дуговыми патрубками 10-13 - удалиться друг от друга . Эффект изменения геометрической формы сварных биметаллических гнутых С-образных труб вызывает появление сил, действующих на сопряженные детали - дуговые патрубки 10-13. Эти силы стремятся раздвинуть и увеличить зазор в (фиг.З) между торцами патрубков. Но в между торцами паттак как зазор рубков является величиной постоянной, силы, действукшще со стороны С-образных труб на дуговые патрубки, увеличивают усилие радиального подяшма дуговых патрубков к цилиндрической обечайке 3.

В результате совместного действия сил на обечайку. 3 от внутреннего давления среды и сил со стороны рабер жесткости, направление которых совпадает, происходит ускоренное исправление формы поперечного сечения бака до правильной окружности с одновре31

менным повышением жесткости обечайки Степень жесткости цилиндрической обечайки 3 регулируется путем изменения температуры нагрева С-образных труб 14-17 и, таким образом, силы поджа- тия отводов к обечайке.

При работе на основном режиме устанавливается номинальная степень открытия клапана регулятора 32 расхода пара для поддержания постоянной температуры нагрева С-образных труб 14-17 и заданной степени жесткости бака, при этом максимальное значение сил, действующих со стороны ребер жесткости на бак, не вызьтает в обечайке 3 напряжений выше предела упругой деформации. При открытом клапане регулятора 32 расхода пара греющей пар последовательно поступает в коллектор 31, паропровод 30, ребра . жесткости 6 и 7, паропроводы 27 и 28 ребра жесткости 5 и 8, паропроводы 26 и 29, ребра жесткости 4 и 9, в отводящие паролроводы 35 и 36, причем для обеспечения последовательного пропуска пара через ребра жесткости один из дуговых патрубков в каждом ребре жесткости разделен перегородкой 21 .

При работе со сниженным давлением в деаэраторном баке уменьшается внутренняя радиальная нагрузка на обечайку 3., которая под действием массы деаэрационной колонки и массы воды деформируется. Для устранения деформации обечайки 3 на переменных нагрузках при снижении давления в баке по сигналу с датчика 34 давления - среды регулятор 32 расхода пара увеличивает степень открытия клапана, в результате чего возрастает поток греющего пара через ребра жесткости И С-образные трубы, температура нагрева и деформация которых возрастает.

Усилие на концах С-образных труб - 14-17 также возрастает и передается через дуговые патрубки 10-13 на обечайку 3, увеличивая ее жесткость и сопротивление прогибу.

При возрастании температуры среды в баке по сигналу с датчика 33 регулятор 32 расхода пара увеличивает степень открытия клапана и (как в случае изменения давления) увеличивает поток пара через ребра жесткости. Температура С-образных труб возрастает, радиальные усилия со сторо30 -4

ны ребер жесткости 4-9 на обечайку 3 увеличиваются, в результате чего жесткость обечайки возрастает, а ребра жесткости препятствуют изме- нению ее формы.

При установке ребер жесткости 4-9 на наружной поверхности (фиг.4-6) обечайка 3 под действием сил внутреннего рабочего давления в баке

стремится приобрести форму правильной окружности в поперечном сечении, при этом частично выбираются зазоры между обечайкой 3 и кольцевыми ребрами жесткости 4-9. Для осуществления пЛогного охвата кольцевыми ребрами цилиндрической обечайки 3 через открытый клапан регулятора-32 расхода пара по перепускным паропроводам греющий пар поступает в кольцевые

ребра жесткости и нагревает С-образные трубы 14-17. Под действием температуры их наружные полуцилиндры 18 удлиняются больше, чем внутренние 19, в результате чего С-образные трубы

стремятся сомкнуть концы, соединенные с дуговыми патрубками 10-13, что вызывает появление сил, стягивающих последние, В результате действия стягивающих сил дуговые патрубки по торцам сближаются друг с другом и плотно охватывают обечайку 3. В результате плотного охвата обечайки кольцевыми ребрами жесткости появляются силы, действующие на обечайку со стороны

дуговых патрубков в радиальном направлении, противоположном действию сил от внутреннего давления среды. Наличие встречно направленных сил обеспечивает повышение плотности поджима дуговых патрубков к поверхности обечайки и повьшение жесткости конструкции бака

При уменьшении давлений среды в баке на переменных режимах нагрузки силы, действую1цие на внутреннюю стенку бака, уменьшается, при этом уменьшается степень жесткости бака, вследствие чего под действием массы де- аэ рационной колонки и массы воды цилиндрическая обечайка 3 прогибается. Для сохранения необходимой жесткости бака, препятствующей прогибу и деформации обечайки, по сигналу с дат- чика 34 давления регулятор 32 расхода пара увеличивает степень открытия клапана, возрастает поток греющего пара через ребра жесткости и температура биметаллических С-образных

513

труб, что увеличивает эффект силового воздействия последних на дуговые патрубки и обечайку бака. Внешние радиальные силы со стороны ребре жесткости на бак увеличиваются, итак как ребра жесткости сохраняют форму правильной окружности, такую же геометрическую форму в поперечном сечении сохраняет обечайка 2. При повышении температуры по сигналу с датчика 33 регулятор 32 расхода пара умень- -шает степень открытия клапана, поток греющего пара к ребрам жесткости уменьшается и, следовательно, уменьшается эффект силового воздействия биметаллических С-образных труб на обечайку 3. Это необходимо для компенсации встречной радиальной нагрузки от температурного распшрения обечайки 3, сохранения.ее жесткости и величины сил, не превьш1ающих сопротивление материала обечайки упругой деформации.

Таким образом, кольцевые рабра в форме дуговых патрубков с С-образным трубами обеспечивают регулирование . и поддержание заданной степени жесткости деаэраторного бака на переменных режимах нагружения внутренним давлением и при изменении тепловой нагрузки, что позволяет повысить надежность работы.

Формула изобретения

1. Деаэраторный бак, содержаищй цилиндрическую обечайку с днищами и установленные симметрично относи06

тельно поперечной оси обечайки кольцевые ребра жесткости, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, бак снабжен паропроводящим трубопроводом, ребра жесткости выполнены в виде свободно установленных дуговых патрубков, соединенных между собой С-образными- трубами; расположенными в плоскости,

перпендикулярной оси бака, и выполненными из скрепленных между собой продольными сварными швами полуцилиндров из материалов с различными коэффициентами линейного расширения,

причем ребра жесткости соединены перепускными паропроводами, подсоединенными к подводящему паропроводу для подачи в них пара в зависимости от давления и температуры паровой

среды.

2. Бак ПОП.1, отличающийся тем, что, ребра жесткости установлены на внутренней поверхности обечайки, а наружные полуцилиндры С-образных труб вьшолнены из материала с меньшим коэффицентом линейного расширения по сравнению с коэффициентом линейного расширения металла внутреннего полуцилиндра.

3. Бак non.lj, отличающийся тем, что ребра жесткости установлены на наружной поверхности обечайки, а наружные полуцилиндры С-образньк труб выполнены из материала с большим коэффициентом линейного расширения по сравнению с коэф- фигщентом линейного расширения материала внутреннего полуцилиндра.

J5

Jff

фи-г.1

I

ю

18

20

Фиг.З

77

13

Составитель Л.Симою Редактор И.Рыбченко Техред Н.Глущеико Корректор Г,Решетник

Заказ 2407/33 Тираж 387 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-ЗЗ, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,.4

Изобретение относится к теплоэнергетике, позволяет повысить надежность. На поверхности цилиндрической обечайки (ЦО) 3 свободно установлены ребра жесткости (РЖ), состоящие из дуговых патрубков 10, 11, 12, 13. Последние соединены между собой С-образными трубами 14, 15, 16, 1,7, расположенными в плоскости, перпендикулярной оси бака, и вьтолненны- ми из скрепленных между собой продольными швами полуцилиндров из материалов с различными коэффициентами линейного расширения (КЛР). РЖ соединены между собой перепускными паропроводами, соединенными с коллектором подачи в них пара в зависимости от давления и т-ры паровой среды. РЖ м.б. установлены на внутренней поверхности ЦО 3. При этом наружные полуцилиндры С-образных труб 14, 15, 16, 17 вьтолнены из материала с меньшим КЛР по сравнению с КЛР материала внутренних полуцилиндров При установке РЖ на наружной поверхности ЦО 3 ; наружные полуцилиндры выполнены из материала с большим КЛР по сравнению ;с КЛР материала внутренних полуцилиндров . РЖ обеспечивают регулирование и поддержание заданной степени жесткости бака на переменных режимах нагружения внутренним давлением и при изменении тепловой нагрузки. 2 з.п. ф-лы, 6 ил. (С 6 cpuiz