Подогреватель питательной воды Советский патент 1991 года по МПК F22D1/32 

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в рекуперативных подогревателях питательной воды, устанавливаемых в системах регенерации паротурбинных установок тепловых и атомных электрических станций.

Известен подогреватель высокого давления (ПВД), содержащий корпус с установленными внутри колоннами спиральных теплообменных элементов с раздаточно- сборными коллекторами, в которых колонны спиральных элементов разделены плоскими перегородками, имеющими отбортованные отверстия для прохода греющей среды и отвода конденсата 1.

Недостаток указанного ПВД заключается в том, что вследствие встречного потоку пара движения конденсата создаются условия попадания конденсата в нижерасположенные отсеки теплообменной поверхности, где происходит заливание спиральных труб теплообмена, что отрицательно влияет на теплообмен зоны конденсации пара. Кроме того, в случае заброса влажного пара в ПВД спиральные трубы поверхностей теплообмена, расположенные в зоне входа пара в ПВД, подвергаются наружному эрозионному износу, что отрицательно сказывается на надежности и долговечности работы ПВД, при этом движение греющей среды в зоне конденсации пара не организовано.

Известен также подогреватель питательной воды, содержащий корпус с патрубками подвода и отвода нагреваемой среды ихонденсата и пароподводящим патрубком

о го ю

vl

сл

и размещенные концентрично оси корпуса вертикальные секционные колонны спиральных теплообменных элементов 2.

Недостаток данного подогревателя заключается в том, что в нем не обеспечива- ются условия высокой тепловой эффективности. Несмотря на индивидуальный отвод конденсата с каждого спирального теплообменного элемента практически вследствие плотной упаковки последних в зоне конденсации пара неизбежно их касание, а следовательно, происходят перетечки конденсата с элемента на элемент, срыв слоя с прогрессирующим сверху вниз процессом заливания теплообменной поверх- ности. Эта конструкция также не позволяет осуществить организованный отвод конденсата в целом для теплообменника и также подвержена наружному эрозионному износу поверхностей теплообменных эле- ментов при входе в ПВД греющей среды.

Целью изобретения является повышение надежности работы и эффективности теплообмена.

Поставленная цель достигается тем, что подогреватель питательной воды, содержащий корпус с патрубками подвода и отвода нагреваемой среды и конденсата и паро- подводящим патрубком и размещенные концентрично оси корпуса вертикальные секционные колонны спиральных теплообменных элементов, дополнительно содержит установленное в верхней части корпуса сепарационное устройство, включающее перепускной короб и гидрозатвор, и паро- раздающий коллектор выполненный в виде расположенной по оси корпуса вертикальной перфорированной трубы, сообщенной с перепускным коробом и паропроводящим патрубком и снабженной горизонтальными перегородками, расположенными между секциями колонн и имеющими конденсато- отводящие патрубки.

Перегородки снабжены опорными планками и периферийными бортами, а кон- денсатоотводящие патрубки - отбойными щитками.

На фиг. 1 изображен подогреватель питательной воды; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - узел I на фиг.1; на фиг. 4вид Б на фиг. 3.

Подогреватель питательной воды содержит корпус 1 с патрубками 2 и 3 подвода и отвода нагреваемой среды (воды) и паро- подводящим патрубком 4. размещенный на оси корпуса 1 парораздающий коллектор 5, снабженный в своей верхней части сепара- ционным влагоотделяющим устройством 6 и перепускным коробом 7, вертикальные секционные колонны 8 спиральных теплообменных элементов 9, подключенные к распределительно-сборным коллекторам 10 и имеющие в нижней части зону 11 охлаждения конденсата. Между секциями элементов 9 установлены перегородки 12, которые разделяют теплообменную поверхность секционных колонн 8 на секции 13 и имеют периферийные борта 14 и опорные планки 15, предотвращающие провисание теплообменных элементов 9. Парораздающий коллектор 5 имеет перфорацию 16 для прохода греющей среды к теплообменным элементам 9. В перегородках 12 выполнены отверстия 17 для прохода конденсатоотво- дящих патрубков 18. которые имеют отверстия 19 для прохода конденсата и отбойные щитки 20.

В нижней части корпуса 1 размещен патрубок 21 для отвода греющей среды. Сепарационное влагоотделяющее устройство 6 снабжено гидрозатвором 22.

Подогреватель работает следующим образом.

Нагреваемая среда (вода) поступает в подогреватель через патрубок 2, поднимается по коллекторам 10 и затем поступает в теплообменные элементы 9 секционных колонн 8, после чего выводится из подогревателя через патрубок 3 отвода нагреваемой среды.

Греющая среда (пар) поступает в подогреватель через пароподводящий патрубок 4 в сепарационное влагоотделяющее устройство 6, где греющая среда осуществляет спирально-кольцевое движение снизу вверх, при этом происходит отделение влаги, которая стекает вниз и затем через гидрозатвор 22 поступает на перегородку 12 и через отверстие 17 по патрубку 18 стекает в нижнюю часть корпуса 1 подогревателя в зону 11 охлаждения конденсата, а очищенный от влаги пар поднимается и через перепускной короб 7 поступает в парораздающий коллектор 5.

Греющая среда из парораздающего коллектора 5 через перфорацию 16 поступает к секциям 13 колонн 8 и движется в каждой секции 13 между двумя соседними перегородками 12 от центра к периферии и, конденсируясь на поверхности спиральных теплообменных элементов 9, стекает на горизонтальные перегородки 12. Для предотвращения отекания конденсата на спиральные теплообменные элементы 9, расположенные в нижележащих секциях 13, перегородка 12 ограждена периферийным бортом 14.

Для предотвращения провисания спиральных теплообменных элементов 9 на го- ризонтальных перегородках 12

установлены опорные планки 15. Конденсат греющей среды с верхней перегородки 12 стекает через отверстие 17 в патрубок 18.

В патрубке 18 для предотвращения попадания сливающегося конденсата на нижерасположенные перегородки 12 перед каждым нижележащим отверстием 19 установлен отбойный щиток 20.

Конденсат греющей среды с перегородок 12 по патрубкам 18 стекает в нижнюю часть подогревателя, проходит через зону 11 охлаждения конденсата и выходит из подогревателя через патрубок 21 отвода греющей среды.

Использование изобретения позволит получить экономический эффект, который образуется вследствие повышения надеж0

5

ности работы от исключения наружного эрозионного износа спиральных теплообменных элементов 9 при входе пара и от повышения тепловой эффективности работы теплооб- менной поверхности. За счет организации движения греющей среды, отвода конденсата греющей среды и ввиду поднятия нижнего спирального теплообменного элемента 9 в каждой секции 13 выше уровня сливающегося конденсата включают его в активный теп- лообменный процесс. Повышение тепловой эффективности по этой причине может быть рассчитано оценочно, как увеличение тепло- съема не менее чем на 1-1,5%.

Таким образом, в подогревателе повышаются надежность работы и эффективность теплообмена.

I

ш

Вход

греющей

среды

Выход нагре5аемо среаы

Л УГ .

Jl 211 и Вход нагребаемой 1среды

Я, f « fbfb.Htttfbf

Выход гремщей

среды Фие.1

211 и Вход нагреба 1среды

Я, f « fbfb.Htttfbf

Выход гремщей

среды Фие.1

11

Фиг.З

Фиг. 2

Видб

ФигЛ