Теплообменник Советский патент 1991 года по МПК F28G1/06 

О

С

Изобретение относится к теплотехнике. Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности теплообменника. В корпусе 1 установлены теплообменные трубки 2, внутри которых расположены проволочные спирали, предназначенные для очистки трубок от отложений. К корпусу 1 подсоединены напорный трубопровод 3 и сливной трубопровод 4. Емкость 7 с находящейся в ней под давлением жидкоетью связана через сопло 13 с трубопроводом 3 и через сопло 12 с трубопроводом 4. 1 з . п. dr-лы, 1 ил.

оэ оо

ОЭ 05 00 4ь

10

15

20

25

Изобретение относится к теплотехнике и может быть применено в установках, требующих нагрева и охлаждения различных сред, например в конденсаторах паровых турбин.

Цель изобретения повышение эксплуатационной надежности.

На чертеже изображен теплообмен- ник.

Теплообменник содержит корпус 1 с пучком теплообменных труСок 2 и напорный и сливной трубопроводы 3 и 4. В теплообменник трубках 2 установлены проволочные спирали 5, одним концом жестко прикрепленные к корпусу 1. Теплообменник снабжен линией 6 продувки и емкостью 7 о Входная часть 8 ./линии продувки сообщена с патрубком нижней части емкости 7, а выходная часть 9, снабженная обратным клапаном 10, соединена с патрубком верхней части ein ости. Последняя имеет присоединенные к ней через трубопровод 11 сопла 12 и 13, которые снабжены клапанами 14 и 15. Концевой участок сопла 13 размещен в напорном трубопроводе 3, а концевой участок сопла 12 - в сливном трубопроводе 4, Выходные отверстия сопл 12 и 13 при этом ориентированы в противоположную от корпуса 1 теплообменника сторону.

Теплообменник, например конденсатор паровой турбины, работает следующим образом.

Охлаждающая вода по напорному трубопроводу 3 поступает в теплообмен- ные трубки 2, воспринимает теплоту конденсации водяного пара, находяще- ,Q гося в междутрубном пространстве и, подогретая, покидает корпус 1 по сливному трубопроводу 4. При прямоточной схеме водоснабжения в теплообменные трубки 2 попадают разного рода загрязнения, а в летнее время наблюдается и нехватка охлаждающей воды. Проволочные спирали 5, установленные в трубках 2, служат для удаления загрязнений и интенсификации теплообмена. -Эффективность очистки внутренней поверхности теплообменных трубок 2 зависит от величины амплитуды возвратно-поступательного движения спиралей 5, т.е. от пути перемещения каждого витка спиралей 5 по внутренней поверхности трубок 2, Конструкция теплообменника обеспечивает лерио дическое движение спиралей 5 со зна-

636684

читальной амплитудой перемещения при помощи разгона и торможения охлаждающей воды в трубопроводах 3 и 4. По- следнее осуществляется следующим образом. Часть продувочной воды от линии 6 продувки отводится при помощи входной части 8 линии и поступает в нижнюю часть емкости 7. После заполнения емкости 7 водой и достижения в ней давления, равного давлению в линии (порядка 5-8 бар), открывается клапан 10 и по выходной части 9 линии вода возвращается в линию 6. Из-за предлагаемого взаиморасположения входной и выходной частей 8 и 9 линии продувки в емкости 7, последняя всегда заполнена продувочной водой и готова в любой момент для подачи воды в сопла 12 и 13.

Для приведения проволочных спиралей 5 в движение открывается клапан 14, и продувочная вода через трубопровод 11 и сопло 12 с большей скоростью и давлением по сравнению с

30

35

45

50

55

этими параметрами охлаждающей воды врывается в живое сечение сливного трубопровода 4, вызывая разгон в нем охлаждающей воды. В этот момент происходит сжатие свободно расположенных спиралей 5 в сторону их крепления к корпусу 1. После опорожнения емкости 7 закрывается клапан 14, и снова начинается заполнение емкости 7 продувочной водой.

Обратный клапан 10 предотвращает возврат воды по линии обратно в емкость 7 при понижении давления в ней в процессе опорожнения. При прекращении подачи продувочной воды в трубопровод 4 восстанавливается нормальный процесс циркуляции охлаждающей воды и проволочные спирали 5 возвращаются в свое первоначальное положение. После повторного заполнения емкости 7 открывается клапан 15, и продувочная вода по трубопроводу 11 поступает в сопло 13. Из последнего вода с большой скоростью врывается в живое сечение трубопровода 3 в- противоположном по движению охлаждающей воды направлении, вызывая при этом ее торможение и задержку поступления в корпус 1. Разность давлений в трубопроводах 3 и 4 в этот момент вызывает растяжение проволочных спиралей и перемещение их витков, очищая при этом внутренние поверхности трубок 2.. После опорожнения емкости 7

5

Q Для приведения проволочных спиралей 5 в движение открывается клапан 14, и продувочная вода через трубопровод 11 и сопло 12 с большей скоростью и давлением по сравнению с

0

5

5

0

5

этими параметрами охлаждающей воды врывается в живое сечение сливного трубопровода 4, вызывая разгон в нем охлаждающей воды. В этот момент происходит сжатие свободно расположенных спиралей 5 в сторону их крепления к корпусу 1. После опорожнения емкости 7 закрывается клапан 14, и снова начинается заполнение емкости 7 продувочной водой.

Обратный клапан 10 предотвращает возврат воды по линии обратно в емкость 7 при понижении давления в ней в процессе опорожнения. При прекращении подачи продувочной воды в трубопровод 4 восстанавливается нормальный процесс циркуляции охлаждающей воды и проволочные спирали 5 возвращаются в свое первоначальное положение. После повторного заполнения емкости 7 открывается клапан 15, и продувочная вода по трубопроводу 11 поступает в сопло 13. Из последнего вода с большой скоростью врывается в живое сечение трубопровода 3 в- противоположном по движению охлаждающей воды направлении, вызывая при этом ее торможение и задержку поступления в корпус 1. Разность давлений в трубопроводах 3 и 4 в этот момент вызывает растяжение проволочных спиралей и перемещение их витков, очищая при этом внутренние поверхности трубок 2.. После опорожнения емкости 7

закрывается клапан 15 и проволочные спирали 5 возвращаются в первоначальное положение. Таким образом, торможение в одном случае и разгон охлаждающей воды во втором случае обеспе- чивают перемещение спиралей 5 сперва в одном направлении , а потом в другом, увеличивая общий путь перемещения витков спиралей по трубкам 2.

Расход продувочной воды, поступающей в водоводы, настолько мал по сравнению с расходом охлаждающей воды, что высокая температура продувочной воды практически не влияет на температурный режим охлаждения теплообменника. Частота проведения пульсирующих операций зависит от уровня загрязнения теплообменник.трубок 2 и может повторяться через требуемый ин- т.ервал времени, Объем емкости 7 и размеры выходного сечения сопл 12 и 13 должны подбираться таким образом, чтобы на заполнение емкости 7 потребовалось несколько минут или десятки минут, а на процесс поступления продувочной воды в трубопроводы 3 и 4 - несколько десятков секунд. Ориентация выходных сечений сопл 13 и 12 в противоположную от теплообменни- . ка сторону обеспечивает направление возможных при срабатывании гидравлических ударов в сторону от теплооб- менника, предотвращая тем самым отрицательные механические воздействия на теплообменник.

Использование продувочной воды агрегатов тепловой станции, например парового котла, не связаны с какими-либо значительными затратами, поскольку она всегда имеется там, где эксплуатируются теплообменники, в частности конденсаторы паровых турбин.

Формула изобретения

5

0

1,Теплообменник, преимущественно паровой турбины, содержащий корпус

с пучком теплообменных трубок, подсоединенные к корпусу напорный и сливной трубопроводы и средство -очистки теплообменных трубок, включающее проволочные спирали, установлен- - ные в теплообменных трубках с возможностью перемещения витков спиралей вдоль трубок под действием проходящей через них жидкости, отличающий ся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности, он имеет емкость для подачи жидкости под давлением в трубопрово- 5 ды, снабженную--двумя соплами, имеющими клапаны и тогруженными своими концевыми участками соответственно в напорный и сливной трубопроводы, при этом выходные отверстия сопл обращены к противоположную от теплообменника сторону.

2,Теплообменник по п. отличающийся тем, что емкость имеет, патрубки, один из которых служит для сообщения ее нижней части с входной частью линии продувки парово-1 го котла турбины, а другой - для сообщения верхней части емкости с выходной частью линии продувки.

0

5