BR112013001340A2

BR112013001340A2 - dessuperaquecedores tendo pressão de vórtice

Info

Publication number: BR112013001340A2
Application number: BR112013001340-0A
Authority: BR
Inventors: Theodore Paul Geelhart; John Graham Brett; Justin Paul Goodwin; Jesse Creighton Doyle
Original assignee: Fisher Controls International Llc
Priority date: 2010-07-20
Filing date: 2011-06-17
Publication date: 2020-08-11
Also published as: NO340588B1; RU2584102C2; EP2596288A2; CN103547859A; EP2596288B1; RU2013106758A; WO2012012062A3; WO2012012062A2; JP2014504352A; MX340864B; AR084470A1; JP5956990B2; CA2808041A1; NO20130111A1; AU2011280120A1; CN103547859B; CA2808041C; MX2013000843A; US20120017852A1

Abstract

DESSUPERAQUECEDORES TENDO PRESSÃO DE VÓRTICE Dessuperaquecedores tendo supressão de vórtice são descritos aqui. Um dessuperaquecedor de exemplo inclui uma porção de corpo tendo uma passagem para fornecer água de resfriamento para um percurso de fluxo de fluido e dispositivo de supressão de vórtice adjacente a uma extremidade do corpo. O dispositivo de supressão de vórtice é disposto dentro do percurso de fluxo de fluido para atenuar ou suprimir lançamento de vórtice ou vibrações induzidas por fluxo transmitidas no dessuperaquecedor por um fluido no percurso de fluxo de fluido.

Description

"DESSUPERAQUECEDORES TENDO SUPRESSÃO DE VÓRTICE"

CAMPO DA REVELAÇÃO A presente revelação refere-se genericamente a dessuperaquecedores e, mais particularmente, a dessuperaquecedores tendo supressão de vórtice.

5 ANTECEDENTES Sistemas de fornecimento de vapor produzem, tipicamente, ou geram vapor superaquecido tendo temperaturas relativamente elevadas (por exemplo, temperaturas maiores do que as temperaturas de saturação) maiores do que temperaturas operacionais permisslveis máximas de equipamento à jusante. Em alguns casos, vapor superaquecido 10 tendo uma temperatura maior do que a temperatura operacional máxima permissível do equipamento à jusante pode danificar o equipamento à jusante.

Desse modo, um sistema de fornecimento de vapor emprega tipicamente um dessuperaquecedor para reduzir ou controlar a temperatura do fluido ou vapor à jusante do dessuperaquecedor. Alguns dessuperaquecedores conhecidos (por exemplo, 15 dessuperaquecedores de estilo de inserção) incluem uma porção de corpo que é suspensa ou disposta substancialmente perpendicular a um percurso de fluxo de fluido do vapor que . flui em uma passagem (por exemplo, uma tubulação). O dessuperaquecedor inclui uma passagem que injeta ou pulveriza água de resfriamento no fluxo de vapor para reduzir a " temperatura do vapor que flui à jusante do dessuperaquecedor.

20 Entretanto, em algumas aplicações, vapor superaquecido flui em velocidade relativamente elevada através do percurso de fluxo de fluido e pode ser submetido a um fluxo inconstante através do corpo do dessuperaquecedor interposto no percurso de fluxo de fluido. Tal fluxo inconstante ou em velocidade elevada pode causar lançamento de vórtice, resultando em vibrações induzidas por vórtice e/ou forças de levantamento que são 25 transmitidas no corpo do dessuperaquecedor e que podem fazer com que o corpo vibre. Em particular, em alguns casos, vibrações induzidas por vórtice que ressoam em frequências que são substanciairnente similares ou idênticas a uma frequência natural do corpo do dessuperaquecedor podem fazer com que o dessuperaquecedor frature ou de outro modo se tome danificado, desse modo reduzindo a vida operacional do dessuperaquecedor.

30 SUMÁRIO Em um exemplo, um dessuperaquecedor de exemplo inclui uma porção de corpo tendo uma passagem para fornecer água de resfriamento para um percurso de fluxo de fluido de um dispositivo de supressão de vórtice adjacente a uma extremidade do corpo. O dispositivo de supressão de vórtice é disposto dentro do percurso de fluxo de fluido para 35 atenuar ou suprimir lançamento de vórtice ou vibrações induzidas por fluxo transmitidas no dessuperaquecedor por um fluido no percurso de fluxo de fluido.

Em outro exemplo, um exemplo de um dessuperaquecedor inclui um corpo tendo m uma passagem entre um flange em uma primeira extremidade do corpo e pelo menos uma

W abertura em uma porção rebaixada e adjacente a uma segunda extremidade do corpo. O . corpo é suspenso no percurso de fluxo de fluido quando o dessuperaquecedor é acoplado a um percurso de fluxo de fluido através do flange de tal modo que o corpo seja 5 substancialmente perpendicular a um fluxo de fluido e pelo menos uma abertura é substancialmente paralela ao fluxo de fluido. O dessuperaquecedor Ínclui um dispositivo de supressão de vórtice integralmente formado com o corpo adjacente à segunda extremidade e a porção rebaixada que é para atenuar ou suprimir lançamento de vórtice ou vibrações induzidas por vórtice transmitidas no corpo do dessuperaquecedor por um fluido que flui 10 através do corpo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A figura 1 ilustra um sistema de fluido implementado com um aparelho dessuperaquecedor conhecido. A figura 2A ilustra um sistema de fluido implementado com um dessuperaquecedor 15 de exemplo tendo supressão de vórtice descrita aqui. A figura 2B ilustra o dessuperaquecedor de exemplo da figura 2A. h A figura 3 ilustra outro dessuperaquecedor de exemplo descrito aqui. A figura 4 ilustra ainda outro dessuperaquecedor de exemplo descrito aqui.

- DESCRIÇÃO DETALHADA 20 O aparelho dessuperaquecedor de exemplo descrito aqui fornece supressão de vórtice para reduzir ou eliminar significativamente vibrações induzidas por vórtice produzidas por lançamento de vórtice, desse modo aumentando a vida operacional do dessuperaquecedor. Um dessuperaquecedor de exemplo descrito aqui pode ser utilizado com um sistema de fornecimento de vapor para reduzir significativamente vibrações 25 induzidas por vórtice que podem ser causadas por vapor superaquecido que flui em uma velocidade relativamente elevada (por exemplo, 300 pés/segundo) através do dessuperaquecedor. Em particular, um dessuperaquecedor de exemplo descrito aqui inclui um aparelho de supressão de vórtice adjacente a uma extremidade de um corpo do dessuperaquecedor. 30 O aparelho de supressão de vórtice suprime ou reduz significativamente lançamento de vórtice para alterar ou atenuar uma vibração induzida por vórtice ressonante e ampliação associada do arrasto constante e/ou romper ou evitar formação de uma rua de vórtice (por exemplo, uma esteira ou rua de vórtice bidimensional). Em alguns exemplos, um aparelho de supressão de vórtice é integralmente 35 formado com o corpo do dessuperaquecedor. Nesses exemplos, o aparelho de supressão de vórtice pode incluir uma cinta helicoidal, uma pluralidade cle nervuras, ranhuras, uma pluralidade de superfícies salientes (por exemplo, superfícies curvas), uma pluralidade de aberturas e/ou qualquer outra geometria ou formato apropriado para suprimir ou - significativamente reduzir lançamento de vórtice que pode de outro modo desenvoíver à

. medida que fluido flui através do corpo do dessuperaquecedor.

O dessuperaquecedor e/ou aparelho de supressão de vórtice pode ser feito de metal (por exemplo, aço inoxidável) e o 5 aparelho de supressão de vórtice pode ser formado com, ou acoplado a um corpo do dessuperaquecedor através, por exemplo, de usinagem, soldagem, fundição e/ou qualquer (quaisquer) outro(s) processo(s) de fabricação apropriado(s). A figura 1 ilustra um sistema de fornecimento de fluido de exemplo 100 (por exemplo, um sistema de fornecimento de vapor) implementado com um dessuperaquecedor 10 conhecido 102. Como mostrado, o dessuperaquecedor 102 é acoplado a uma tubulação 104 através de flanges 106 e 108 entre um primeiro lado ou entrada 110 e um segundo lado ou saída 112 da tubulação 104. Um fluido superaquecido (por exemplo, vapor, amônia, etc.) flui em uma velocidade relativamente elevada entre a entrada 110 e a saída 112 através de um corpo 114 do dessuperaquecedor 102. 15 Como mostrado, o corpo 114 inclui uma passagem de fluido 116 entre uma primeira extremidade 118 e uma segunda extremidade 120, Nesse exemplo, o corpo 114 é um corpo

- de formato cilíndrico (por exemplo, um corpo bojudo). a primeira extremidade 118 inclui uma porção de flange 122 que é disposta entre os flanges 106 e 108 para acoplar o

" dessuperaquecedor 102 à tubulação 104. Como mostrado, quando acoplado à tubulação 20 104, o corpo 114 é suspenso em um percurso de fluxo de fluido 124 substancialmente perpendicular à direção do fluido superaquecido que flui através do percurso de fluxo de fluido 124. Em outras palavras, a segunda extremidade 120 do corpo 114 não é fixada ou de outro modo acoplada à tubulação 104 e pode flexionar, curvar e/ou mover em relação a um eixo geométrico longitudinal 126 durante operação. 25 Em operação, o fluido superaquecido flui através do corpo 114 do dessuperaquecedor 102 em uma velocidade relativamente elevada entre a entrada 110 e a saída 112 em uma temperatura superaquecida (por exemplo, uma temperatura acima da temperatura de saturação do fluido). O dessuperaquecedor 102 injeta ou pulveriza água de resfriamento no percurso de fluxo de fluido 124 através da passagem 116 e aberturas 128 30 para resfriar ou reduzir a temperatura do fluido superaquecido na salda 112 (por exemplo, até aproximadamente a temperatura de saturação do fluido superaquecido). Tal resfriamento pode ser necessário para evitar dano ao equipamento à jusante da saida 112. Entretanto, como o corpo 114 é disposto dentro do percurso de fluxo de fluido 124 a velocidade e/ou a pressão do fluido superaquecido pode variar ou flutuar sobre uma porção 35 do corpo 114. Tal variação ou flutuações de pressão e/ou velocidade podem causar um fluxo inconstante ou turbulento (por exemplo, um fluxo de fluido tendo um número Reynolds relativamente elevado) para desenvolver à medida que q fluido superaquecido flui através do corpo 114 do dessuperaquecedor 102. Em aplicações severas nas quais o fluido superaquecido tem uma velocidade relativamente elevada, fluxo inconstante pode gerar

. fluxo desprendido ou separado sobre uma porção substancial do corpo 114, que pode causar lançamento de vórtice. 5 Lançamento de vórtice pode produzir um campo de fluxo de fiuido tendo uma rua de vórtice (por exemplo, uma esteira ou rua de vórtice bidimensional) à jusante do corpo 114 que induz ou faz com que pressão ou vibrações flutuantes (por exemplo, um fluxo turbulento) sejam transmitidos no corpo 114. À medida que a velocidade do fluxo de fluido superaquecido aumenta, vórtices são aiternadamente Iançados (por exemplo, 10 assimetricamente) em cada lado do corpo 114 substancialmente perpendicular ao fluxo de fluido.

Adicionalmente, lançamento assimétrico de vórtice frequentemente desenvolve ou cria uma característica de fluxo oscilante tendo uma frequência de lançamento ou discreta que pode fazer com que o corpo 114 oscile ou vibre durante operação.

Esses vórtices ou fluxos de fluido oscilantes podem criar vibrações ou forças 15 periódicas prejudiciais que são transmitidas no corpo 114 do dessuperaquecedor 102. Por exemplo, tais forças podem fazer com que vibrações e/ou forças de levantamento

- excessivas sejam transmitidas contra o corpo 114. Em alguns casos, uma frequência de lançamento de vórtices que é substancialmente similar ou idêntica a uma frequência natural

" do corpo 114 do dessuperaquecedor 102 cria uma vibração ressonante que faz com que o 20 corpo 114 vibre ou oscile em um modo violento, fazendo com que o corpo 114 quebre, frature e/ou de outro modo se torne danificado.

A figura 2A ilustra um sistema de fluxo de fluido de exemplo, 200, implementado com um dessuperaquecedor de exemplo 202 descrito aqui.

A figura 2B ilustra o dessuperaquecedor de exemplo 202 da figura 2A.

Ao contrário do dessuperaquecedor 102 25 da figura 1, o dessuperaquecedor 202 inclui um aparelho ou dispositivo de supressão de vórtice 204 para suprimir ou significativamente reduzir lançamento de vórtice e, desse modo, reduzir vibrações induzidas por vórtice que podem ser causadas por um fluido (por exemplo, vapor superaquecido, amônia superaquecida, etc.) fluindo através do dessuperaquecedor 202 em uma velocidade relativamente elevada (por exemplo, 350 pés/segundo). 30 Nesse exemplo, o dessuperaquecedor 202 é acoplado a uma tubulação de fluido 206 que provê um percurso ou passagem de fluxo de fluido 208. por exemplo, o sistema de fluxo de fluido 200 pode ser um gerador de sistema de recuperação de calor, um sistema de regulagem de temperatura interestágio de caldeira ou qualquer outro sistema de fluido.

Como mostrado, o dessuperaquecedor 202 é disposto entre uma entrada ou primeiro lado 35 21Oa da tubulação 206 e uma saída ou segundo lado 21Ob da tubulação 206, A entrada 21Oa pode ser acoplada de forma fluida a uma primeira fonte de vapor (por exemplo, um superaquecedor, uma saida de uma turbina a vapor) e a saida 21Ob pode ser acoplada de forma fluida ao equipamento à jusante como, por exemplo, uma turbina a vapor. O - dessuperaquecedor de exemplo 202 pode ser utilizado em aplicações de serviço severas

N nas quais o dessuperaquecedor 202 pode ser exposto à ciclagem térmica elevada e tensão, velocidades elevadas de fiuxo de fluido, e/ou vibrações induzidas por vórtice ou fluido. 5 Com referência às figuras 2A e 2B, o dessuperaquecedor 202 inclui um corpo 212 tendo um canal ou passagem 214 entre uma primeira extremidade 216 do corpo 212 e pelo menos uma abertura 218a disposta em uma porção plana ou rebaixada 220 e adjacente a uma segunda extremidade 222 do corpo 212. Como mostrado, q corpo 212 é um corpo cilindrico genericamente alongado e inclui a abertura 218a e outra abertura 218b. O corpo 10 212 e a passagem 214 são substancialmente paralelos a um eixo geométrico 226 (isto é, substancialmente perpendicular ao fluxo de fluido) e cada das aberturas 218a, b tem um eixo geométrico 228 que é substancialmente perpendicular ao eixo geométrico 226 (isto é, substancialmente paralelo ao fluxo de fluido). Adicionalmente, as aberturas 218a, b podem receber individualmente um bocal (não mostrado) que pode ser configurado para pulverizar 15 fluido de resfriamento (por exemplo, água) no fluido sendo resfriado (por exemplo, vapor). Adicionalmente, ou alternativamente, embora não mostrado, o corpo 212 pode incluir um . perfil afilado entre a primeira extremidade 216 e a segunda extremidade 222. A primeira extremidade 216 do corpo 212 inclui um flange 230 para acoplar o · dessuperaquecedor 202 à tubulação 206. O flange 230 pode ser soIdado ao corpo 212 ou 20 pode ser integralmente formado com o corpo 212 através, por exemplo, de fundição, usinagem ou qualquer (quaisquer) outro(s) processo(s) de fabricação apropriado(s). Também, como mostrado, um flange de montagem 232 é integralmente formado com o flange 230 e/ou o corpo 212 para acoplar o dessuperaquecedor 202 à tubulação 206 através de um flange 234 da tubulação 206. Prendedores 236 acoplam o flange de montagem 232 e 25 o flange 234 da tubulação 206. Entretanto, em outros exemplos, o flange de montagem 232 pode ser uma peça separada e o flange 230 do corpo 212 pode ser disposto ou montado entre o flange 232 e um flange 234 da tubulação 206. O flange de montagem 232 pode incluir uma gaxeta e/ou um recesso (não mostrado) para receber o flange 230 do corpo 212. Quando acoplado a tubulação 206, o corpo 212 é suspenso no percurso de fluxo de fluido 30 208 e pode flexionar Olj mover (Por exemplo, mover levemente ou vibrar) em relação ao eixo geométrico Iongitudinal 226 durante operação. Em outras palavras, a segunda extremidade 222 do corpo 212 não é acoplada ou fixada à tubulação 206. O dessuperaquecedor 202 é um dessuperaquecedor do tipo inserção que é inserido ou disposto dentro do percurso de fluxo de fluido 208 substancialmente perpendicular ao fluxo de fluido. 35 Uma válvula de controle 238 (por exemplo, uma válvula de haste desiizante) é acoplada de forma fluida a uma entrada 240 da passagem 214 do corpo 212 para controlar o fluxo de um fluido de resfriamento para a passagem 214. O flange de montagem de válvula 244 é acoplado ao flange de montagem 232 através, por exemplo, de soldagem. b

Como mostrado nas figuras 2A e 2B, o dispositivo de supressão de vórtice 204 é

. integralmente formado com o corpo 212 (por exemplo, via usinagem) adjacente à segunda extremidade 222 e a porção rebaixada 220. Por exemplo, o dispositivo de supressão de 5 vórtice 204 pode ser integralmente formado com o corpo 212 por usinagem de um material de barra ou bloco de metal (por exemplo, aço inoxidável). Em outros exemplos, o dispositivo de supressão de vórtice 204 pode ser formado com, ou acoplado ao corpo 212 através de fundição, soldagem ou qualquer (quaisquer) outro(s) processo(s) de fabricação apropriado(s). Por exemplo, o dispositivo de supressão de vórtice 204 pode ser acoplado ao 10 corpo 212 através de soldagem ou qualquer (quaisquer) outro(s) mecanismo(s) de fixação apropriado(s). O corpo e/ou dispositivo de supressão de vórtice 204 pode ser composto de aço de carbono (por exemplo, ASTM SA105, ASTM WCC, etc.), aço de liga (por exemplo, ASTM F91, ASTM C12A, etc.), aço inoxidável (por exemplo, aço inoxidável 316) e/ou qualquer 15 (quaisquer) outro(s) material (is) apropriado(s). Embora nesse exemplo o dispositivo de supressão de vórtice 204 seja composto do mesmo material que o corpo 212, em outros

- exemplos, o dispositivo de supressão de vórtice 204 e q corpo 212 podem ser compostos de materiais diferentes. 0 O dispositivo de supressão de vórtice 204 das figuras 2A e 2B inclui uma 20 pluralidade de cintas helicoidais.

Como mostrado nesse exemplo, o dispositivo de supressão de vórtice 204 inclui cintas helicoidais 246a-c (ou configuração de saca-rolha) composto de, por exemplo, aço de carbono ou aço inoxidável.

As cintas helicoidais 246a-c são dispostas ao longo de uma porção do corpo 212 adjacente à segunda extremidade 222 e enrolados em uma configuração não continua em torno de uma superfície externa 248 do corpo 212 25 (por exemplo, interrompido ou cortado pela porção rebaixada 220). Entretanto, em outros exemplos, as cintas helicoidais 246a-c podem enrolar em um modo contínuo em torno da superficie externa 248 do corpo 212 e/ou a porção rebaixada 220. Por exemplo, uma cinta helicoidal pode ser disposta na superfície externa 248 do corpo 212 e/ou a porção rebaixada 220 entre as aberturas 218a,b.

O dispositivo de supressão de vórtice 204 pode incluir 30 qualquer número de cintas helicoidais tendo qualquer espessura ou tamanho e pode projetar qualquer distância a partir da superfície externa 248 do corpo 212 para fornecer uma superflcie externa não linear ou substancialmente não lisa 248 para suprimir ou reduzir significativamente Iançamento de vórtice e, desse modo, romper ou evitar a formação de vibrações induzidas por vórtice ou oscilações à medida que o fluido flui através do corpo 212 35 durante operação.

Por exemplo, o número de cintas helicoidais pode ser determinado por um fator ou razão de um diâmetro externo do corpo 212. Como mostrado, o dispositivo de supressão de vórtice 204 inclui as três cintas helicoidais 246a-c que são genericamente paralelas em 6 relação mútua. O passo das cintas helicoidais 246a-c pode ser, por exemplo, entre . aproximadamente 3,5 a 5 vezes o diâmetro externo do corpo 212 e a altura pode ser, por exemplo, aproximadamente 0,1 vez o diâmetro externo do corpo 212. Em outros exemplos, 5 a cinta helicoidal 246a pode ter um passo e/ou altura diferente do que as cintas helicoidais 246b e/ou 246C. As cintas helicoidais 246a-c podem ser integralmente formadas com o corpo 212 através da usinagem ou as cintas helicoidais 246a-c podem ser partes separadas que sào soIdadas ao corpo 212. Em outros exemplos, como mostrado nas figuras 3 e 4, o dispositivo de supressão de vórtice 204 pode incluir qualquer outro formato apropriado ou 10 superficie para suprimir ou reduzir lançamento de vórtice e, desse modo, vibrações induzidas por vórtice ou oscilações transmitidas no corpo 212. Em operação, um fluido superaquecido (por exemplo, vapor superaquecido, amônia superaquecida, etc.) fiui através do dessuperaquecedor 202 em uma velocidade relativamente elevada (por exemplo, 350 pés/segundo) e uma temperatura relativamente 15 elevada (por exemplo, uma faixa de temperatura de aproximadamente 11OO°F e 1300°F) entre a entrada 21Oa e a saída 21Ob da tubulação 206. À medida que o fluido superaquecido - flui através do corpo 212 do dessuperaquecedor 202 entre a entrada 21Oa e a saida 21Ob, o dessuperaquecedor 202 injeta ou pulveriza um fluido de resfriamento (por exemplo, água) ' no fluido superaquecido que flui através do dessuperaquecedor 202 para reduzir ou 20 controlar a temperatura do fluido superaquecido na saída 21Ob para aproximadamente, por exemplo, a temperatura de saturação do fluido superaquecido. Em particular, o dessuperaquecedor 202 injeta ou pulveriza gotículas atomizadas do fluido de resfriamento (por exemplo, água de resfriamento) na trajetória de fluxo de fluido 208 através da passagem 214 e aberturas 218a, b. o fluido de resfriamento evapora, puxando energia do 25 fluido superaquecido para reduzir a temperatura do fluido superaquecido para, por exemplo, próximo à temperatura de saturação do fluido superaquecido (por exemplo, a temperatura saturada de vapor). A taxa de resfriamento pode ser controlada pelo tamanho de gotícula, a distribuição de gotícula, e/ou a velocidade do fluido de resfriamento e a temperatura do fluido 30 superaquecido (por exemplo, o vapor) no percurso de fluxo de fluido 208 pode ser controlada por variar a taxa de fluxo do fiuido de resfriamento através da válvula de controle

238. Além disso, a válvula de controle 238 pode incluir um controlador para receber um sinal a partir de um sensor à jusante que indica a temperatura do fluido superaquecido que flui na saida 21Ob da tubulação 206. Com base na temperatura sentida pelo sensor, a válvula de 35 controle 238 move um acionador da váivula de controle para modular ou controlar a taxa de fluxo do fluido de resfriamento que flui para dentro do percurso de fluxo de fluido 208 através da passagem 214 e as aberturas 218a,b para controlar a temperatura do fluido b superaquecido na saída 21Ob.

Como observado acima, tal resfriamento do fluido superaquecido pode ser necessário para evitar dano ao equipamento (por exemplo, turbina

. a vapor) à jusante da saída 21Ob.

À medida que o fluido flui através do corpo 212 do dessuperaquecedor 202 em 5 velocidade relativamente elevada, o dispositivo de supressão de vórtice 204 suprime ou reduz significativamente lançamento de vórtice para romper um fluxo inconstante que pode de outro modo desenvolver à medida que o fluido superaquecido flui através do corpo 212 do dessuperaquecedor 202. Como observado acima, um fluxo inconstante (por exemplo, um fluxo de fluido tendo um número Reyndds relativamente elevado) pode causar lançamento 10 de vórtice resultando na formação de um campo de fluxo de fluido tendo uma rua de vórtice à jusante do corpo 212. Tal rua de vórtice pode criar um fluxo de oscÍlação ou vibrações induzidas por vórtice, que podem fazer com que forças periódicas prejudiciais sejam transmitidas no corpo 212 do dessuperaquecedor 202. Entretanto, o dispositívo de supressão de vórtices 204 rompe ou reduz lançamento 15 de vórtice para evitar ou atenuar a formação de uma rua de vórtice à jusante do corpo 212 do dessuperaquecedor 202. Como resultado, o dispositivo de supressão de vórtice 204

- reduz vibrações induzidas por vórtice ou fluxos oscilantes que podem de outro modo ser transmitidos no corpo 212 do dessuperaquecedor 202. À medida que o fluido superaquecido

' flui através do corpo 212, o dispositivo de supressão de vórtice 204 reduz significativamente 20 ou evita que vórtices alternem ou lançamento assimetricamente ou formem em qualquer lado do corpo 212 substancialmente perpendiculares ao percurso de fluxo de fluido.

Em outras palavras, o dispositivo de supressão de vórtice 204 promove desprendimento ou separação de camada de limite em relação ao corpo 212 à medida que o fluido superaquecido flui através do corpo 212. 25 Mais especificamente, o dispositivo de supressão de vórtice 204 das cintas helicoidais 246a-c reduzem ou mudam a frequência dos vórtices lançamento no fluxo de fluido para diminuir o fluxo ou efeitos de vibração induzidas por vórtice e forças de levantamento associadas no corpo 212 do dessuperaquecedor 202. Desse modo, o dispositivo de supressão de vórtice 204 ou as cintas helicoidais 246a-c impedem 30 desenvolvimento de uma condição de ressonância entre uma frequência de lançamento ou oscilação dos vórtices que é substancialmente similar ou idêntica a uma frequência natural ou oscilação do corpo 212 do dessuperaquecedor 202. Como resultado, o dessuperaquecedor 202 evita uma condição ressonante ou vibração ressonante entre a frequência de lançamento dos vórtices e a frequência natural do corpo que pode fazer com 35 que o corpo 212 quebre, frature, rache e/ou de outro modo se torne danificado, desse modo aumentando a vida operacional do dessuperaquecedor 202. A figura 3 ilustra outro dessuperaquecedor de exemplo 300 que pode ser utilizado para implementar o sistema de exemplo 200 das figuras 2A e 2B. O dessuperaquecedor 300

X inclui outro aparelho ou dispositivo de supressão de vórtice de exemplo 302 para atenuar ou . reduzir Iançamento de vórtice e/ou vibração induzida por vórtice. Aqueles componentes do dessuperaquecedor de exemplo 300 da figura 3 que são substancialmente similares ou 5 idênticos àqueles componentes do dessuperaquecedor de exemplo 202 descrito acima nas figuras 2A e 2B e que têm funções substancialmente similares ou idênticas às funções daqueles componentes serão referenciados com os mesmos números de referência que aqueles componentes descritos com relação às figuras 2A e 2B e não serão descritos em detalhe novamente abaixo. Em vez disso, o leitor interessado é encaminhado para as 10 descrições correspondentes acima com relação às figuras 2A e 2B. O dispositivo ou aparelho de supressão de vórtice 302 é disposto ao Iongo de um corpo 212 adjacente à segunda extremidade 222 e a porção rebaixada 220. Nesse exemplo, o dispositivo de supressão de vórtice 302 inclui uma pluralidade de nervuras ou ranhuras 304 dispostas adjacentes à segunda extremidade 222 do corpo 212. Por exemplo, a 15 pluralidade de nervuras ou ranhuras 304 pode formar ou definir uma extremidade com ranhura. A pluralidade de nervuras ou ranhuras 304 pode ser continuamente disposta em - torno de uma superfície externa 306 do corpo 212 separado em distâncias variáveis iguais ou aleatórias. Em outros exemplos, a pluralidade de nervuras 304 pode ser inclinada ou ' angular em relação ao eixo geométrico 226 do corpo 212 ou enrolada (por exemplo, 20 enrolada helicoidalmente) em tomo da superfície externa 306 do corpo 212, A pluralidade de nervuras ou ranhuras 304 pode ser formada através de usinagem ou qualquer outro(s) processo(s) de fabricação apropriado(s). A figura 4 ilustra outro dessuperaquecedor de exemplo 400 que pode ser utilizado para implementar o sistema de exemplo 200 das figuras 2A e 2B. O dessuperaquecedor 400 25 inclui outro dispositivo ou aparelho de supressão de vórtice de exemplo 402 para atenuar ou reduzir lançamento de vórtice e/ou vibração induzida por vórtice. Aqueles componentes do dessuperaquecedor de exemplo 400 da figura 4 que são substancialmente similares ou idênticos àqueles componentes do dessuperaquecedor de exemplo 202 descrito acima nas figuras 2A e 2B e que têm funções substancialmente similares ou idênticas às funções 30 daqueles componentes serão referenciados com os mesmo números de referência que aqueles componentes descritos com relação às figuras 2A e 2B e não serão descritos em detalhe novamente abaixo. Em vez disso, o leitor interessado é encaminhado para as descrições correspondentes acima com relação às figuras 2A e 2B. Nesse exemplo, o dispositivo de supressão de vórtice 402 inclui uma pluralidade de 35 protuberâncias ou superficies em relevo 404 dispostas adjacentes à segunda extremidade 222 do corpo 212 e a porção rebaixada 220. Por exemplo, a pluralidade de protuberâncias ou superficies em relevo 404 pode ser de protuberâncias de formato redondo ou de formato b esférico que estendem para Ionge de uma superfície externa 406 do corpo 212. As superficies em relevo 404 podem ter qualquer raio e/ou raio de curvatura (por exemplo,

. linear, constante ou variável) e podem ser separadas em distâncias iguais ou variáveis em torno da superfície externa 406 do corpo 212. A pluralidade de protuberâncias ou superficies 5 em relevo 404 pode ser formada através de usinagem, fundição ou qualquer (quaisquer) outro(s) processo(s) de fabricação apropriado(s). Em outros exemplos, o aparelho de supressão de vórtice 402 pode incluir uma pluralidade de superficies ou aberturas rebaixadas ou qualquer outro formato apropriado para suprimir lançamento de vórtice e, desse modo, vibrações induzidas por vórtice em um percurso de fluxo de fluido (o percurso 10 de fluxo de fluido 208 da figura 2A). Adicionalmente, os dessuperaquecedores de exemplo 202, 300 ou 400 descritos aqui podem ser fornecidos como uma opção instalada na fábrica ou alternativamente, podem retroadaptar em sistemas de fluido existentes (por exemplo, o sistema de fluido 200 da figura 2A) no campo. 15 Embora certos métodos de exempto e aparelhos tenham sido descritos aqui, o escopo de cobertura dessa patente não é limitado aos mesmos.

Ao contrário, essa patente

· cobre todos os métodos, aparelho e produtos industriais razoavelmente compreendidos no escopo das reivindicações apensas literalmente ou sob a doutrina de equivalentes.

Claims

REIVINDICAÇÕES -

1. Dessuperaquecedor, caracterizado pelo fato de que compreende: 0 uma porção de corpo tendo uma passagem para fornecer água de resfriamento a um percurso de fluxo de fluido; e 5 um dispositivo de supressão de vórtice adjacente a uma extremidade do corpo, o dispositivo de supressão de vórtice a ser disposto dentro do percurso de fluxo de fluido para atenuar ou suprimir Iançamento de vórtice ou vibrações induzidas por fluxo transmitidas no dessuperaquecedor por um fluido no percurso de fluxo de fluido.

2. Dessuperaquecedor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato 10 de que a porção de corpo é acoplada a uma tubulação de fluxo de fluido através de um flange.

3. Dessuperaquecedor, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a porção de corpo inclui um perfil não afilado entre o flange e a extremidade do corpo. 15

4. Dessuperaquecedor, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a porção de corpo será suspensa · substancialmente perpendicular ao percurso de fluxo de fluido. '

5. Dessuperaquecedor, de acordo com qualquer uma das reivindicações ' anteriores, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de supressão de vórtice compreende 20 um cintamento helicoidal adjacente à extremidade do corpo.

6. Dessuperaquecedor, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracteri,z,a,d,o, pelo fato de que o cintamento helicoidal é integralmente formado com o corpo por meio de fundição.

7. Dessuperaquecedor, de acordo com qualquer uma das reivindicações 25 anteriores, ça,ra,ct,e,r,izado pelo fato de que o dispositivo de supressão de vórtice compreende uma superfície com ranhura.

8. Dessuperaquecedor, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a superfície com ranhura é integralmente formada com O corpo. 30

9. Dessuperaquecedor, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de supressão de vórtice inclui uma pluralidade de superfícies salientes adjacentes à extremidade do corpo.

10. Dessuperaquecedor, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de superficies salientes compreende 35 protuberâncias de formato esférico.

11. Dessuperaquecedor, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caraderizado pelo fato de que o fluido compreende vapor superaquecido.

12. Dessuperaquecedor a ser acoplado a uma tubulação, o dessuperaquecedor - caracterizado pelo fato de que compreende: e um corpo tendo uma passagem entre um flange em uma primeira extremidade do corpo e pelo menos uma abertura em uma porção rebaixada e adjacente a uma segunda 5 extremidade do corpo, em que o corpo será suspenso dentro de um fluxo de fluido quando o dessuperaquecedor for acoplado a um percurso de fluxo de fluido através do flange de tal modo que o corpo seja substancialmente perpendicular ao fluxo de fluido e a pelo menos uma abertura seja substancialmente paralela ao fluxo de fluido; e um dispositivo de supressão de vórtice integralmente formado com o corpo 10 adjacente à segunda extremidade e à porção rebaixada, em que o dispositivo de supressão de vórtice atenuará ou suprimirá lançamento de vórtice ou vibrações induzidas por vórtice transmitidas no corpo do dessuperaquecedor por um fluido que flui através do corpo do dessuperaquecedor.

13. Dessuperaquecedor, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo 15 fato de que a passagem é para fornecer água de resfriamento ao percurso de fluxo de fluido.

14. Dessuperaquecedor, de acordo com qualquer uma das reivindicações . anteriores, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de supressão de vórtice é acoplado ao corpo através de soldagem. ·

15. Dessuperaquecedor, de acordo com qualquer uma das reivindicações 20 anteriores, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de supressão de vórtice compreende um cintamento helicoidal.

16. Dessuperaquecedor, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de supressão de vórtice compreende uma pluraiidade de nervuras. 25

17. Dessuperaquecedor, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de supressão de vórtice inclui uma pluralidade de superfícies salientes adjacentes à extremidade do corpo.

18. Dessuperaquecedor, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de superfícies salientes compreende 30 protuberâncias esfericamente formadas.

19. Dessuperaquecedor, caracterizado pelo fato de que compreende: meio para fornecer água de resfriamento a um percurso de fluxo de fluido, em que o meio para fornecer água de resfriamento inclui um corpo a ser disposto substancialmente perpendicular ao percurso de fluxo de fluido; e 35 meio para atenuar lançamento de vórtice ou vibrações induzidas por vórtice para o meio para fornecer água de resfriamento quando o meio para fornecer água de resfriamento é acoplado ao percurso de fluxo de fluido, em que o meio para atenuação é integralmente formado com o meio para fornecer água de resfriamento.

W

20. Dessuperaquecedor, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o meio para atenuação compreende meio para perturbar o fluxo de fluido através de um formato geométrico não linear para reduzir formação de uma rua de vórtice.