BR112014016949B1 - heat exchanger, and method for repairing, inspecting, cleaning or improving a heat exchanger - Google Patents
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Abstract
TROCADOR DE CALOR, E, MÉTODOS PARA LIMPAR OU REPARAR UM TROCADOR DE CALOR E PARA REPARAR, INSPECIONAR, LIMPAR OU MELHORAR UM TROCADOR DE CALOR. Um trocador de calor modular de placa e casco no qual pares soldados de placas de transferência de calor são espaçadas em linha (tandem) e acopladas em paralelo entre um conduto de entrada e de saída para formar um conjunto de transferência de calor. O conjunto de transferência de calor é colocado no casco para transferir calor de um fluido secundário para um fluido primário. Módulos de uma ou mais das placas de transferência de calor são conectados de maneira removível utilizando gaxetas nos condutos de entrada e de saída que são conectados a uma entrada de fluido primário e a um bocal de saída de fluido primário. O conjunto de transferência de calor é suportado por uma estrutura que repousa sobre um trilho interno que é preso ao casco e facilita a remoção das placas de transferência de calor. O trocador de calor de placa e casco tem uma cabeça removível integral com o casco para remoção do conjunto de transferência de calor para inspeção, manutenção e substituição.HEAT EXCHANGE, E, METHODS FOR CLEANING OR REPAIRING A HEAT EXCHANGER AND FOR REPAIRING, INSPECTING, CLEANING OR IMPROVING A HEAT EXCHANGE. A modular plate and shell heat exchanger in which welded pairs of heat transfer plates are spaced in line (tandem) and coupled in parallel between an inlet and outlet conduit to form a heat transfer assembly. The heat transfer assembly is placed in the hull to transfer heat from a secondary fluid to a primary fluid. Modules of one or more of the heat transfer plates are detachably connected using gaskets in the inlet and outlet conduits that connect to a primary fluid inlet and a primary fluid outlet nozzle. The heat transfer assembly is supported by a frame that rests on an inner rail that attaches to the hull and facilitates removal of the heat transfer plates. The shell and plate heat exchanger has a removable head integral with the shell for removal of the heat transfer assembly for inspection, maintenance and replacement.
Description
[0001] A presente invenção é relativa, genericamente, a trocadores de calor e, mais particularmente, a modularização para trocadores de calor de placa empilhada.[0001] The present invention relates generally to heat exchangers and more particularly to modularization for stacked plate heat exchangers.
[0002] A água de alimentação para geradores de vapor em plantas de energia nuclear é tipicamente pré-aquecida antes de ser introduzida no lado secundário dos geradores de vapor. De maneira similar, a água de alimentação é pré-aquecida antes de ser introduzida em caldeiras para aplicações de plantas de energia não nuclear. Trocadores de calor de água de alimentação são tipicamente utilizados para esta finalidade. Convencionalmente, projetos de trocador de calor são divididos em duas classes genéricas: trocadores de calor com uma estrutura de placa e aqueles com uma estrutura de casco e tubo. A diferença principal nas duas classes com relação a ambos, construção e transferência de calor, é que as superfícies de transferência de calor são principalmente placas em uma estrutura e tubos na outra.[0002] Feed water for steam generators in nuclear power plants is typically preheated before being introduced into the secondary side of the steam generators. Similarly, feedwater is preheated before being introduced into boilers for non-nuclear power plant applications. Feedwater heat exchangers are typically used for this purpose. Conventionally, heat exchanger designs are divided into two generic classes: heat exchangers with a plate structure and those with a shell and tube structure. The main difference in the two classes with regard to both construction and heat transfer is that the heat transfer surfaces are mainly plates on one structure and tubes on the other.
[0003] O trocador de calor de placa e casco em inúmeras aplicações de aquecedor de água de alimentação emprega um casco horizontal ou vertical tubular que tem extremidades hemisféricas ou planas. O interior do casco horizontal é dividido em seções por uma chapa de tubo que é normal ao eixo do casco. Mais especificamente, em uma extremidade do casco uma seção câmara de água é definida em um lado da chapa de tubo que inclui uma câmara de entrada de água que tem uma abertura de entrada de água e uma câmara de saída de água que tem uma abertura de saída de água. Em um trocador de calor de tubo e casco de tubo em U, a pluralidade de tubos de transferência de calor são dobrados em suas porções intermediárias em uma forma de U e se estendem a partir do outro lado da chapa de tubo ao longo do eixo do casco. Estes tubos são fixados à chapa de tubo em ambas as extremidades, de tal modo que uma extremidade de cada um dos tubos abre na câmara de entrada de água enquanto a outra extremidade abre na câmara de saída de água. Outro tipo de trocador de calor de tubo e casco emprega tubos retos com uma câmara de entrada e uma câmara de saída, respectivamente, em extremidades opostas dos tubos. Os tubos de transferência de calor são suportados por uma pluralidade de placas suporte de tubo espaçadas em um passo adequado na direção longitudinal dos tubos. Uma abertura de entrada para vapor e uma entrada e saída de dreno são formadas no casco, na porção na qual os tubos se estendem.[0003] The plate and shell heat exchanger in numerous feedwater heater applications employs a tubular horizontal or vertical shell that has hemispherical or flat ends. The interior of the horizontal hull is divided into sections by a tube plate that is normal to the axis of the hull. More specifically, at one end of the hull a water chamber section is defined on one side of the tube sheet which includes a water inlet chamber which has a water inlet opening and a water outlet chamber which has a water inlet opening. outflow of water. In a U-tube shell and tube heat exchanger, the plurality of heat transfer tubes are bent at their intermediate portions into a U-shape and extend from the other side of the tube sheet along the axis of the tube. hull. These tubes are fixed to the tube sheet at both ends such that one end of each of the tubes opens into the water inlet chamber while the other end opens into the water outlet chamber. Another type of shell and tube heat exchanger employs straight tubes with an inlet chamber and an outlet chamber, respectively, at opposite ends of the tubes. The heat transfer tubes are supported by a plurality of tube support plates spaced at an appropriate pitch in the longitudinal direction of the tubes. A steam inlet opening and a drain inlet and outlet are formed in the hull where the tubes extend.
[0004] Em operação, a água de alimentação que vem para o interior do aquecedor de água de alimentação a partir da câmara de entrada de água escoa através dos tubos de transferência de calor conformados em U e absorve o calor a partir do vapor de aquecimento que vem para o interior do aquecedor de água de alimentação a partir da abertura de entrada de vapor para condensar o vapor. O condensado é coletado no fundo do casco e descarregado para o exterior através de um dreno no fundo do casco. Graças à forma cilíndrica do casco e dos tubos de troca de calor, a estrutura é bem adequada como um vaso de pressão, e assim trocadores de calor de tubo e casco têm sido utilizados em aplicações de pressão extremamente elevada.[0004] In operation, the feedwater coming into the feedwater heater from the water inlet chamber flows through the U-shaped heat transfer tubes and absorbs heat from the heating steam coming into the feed water heater from the steam inlet opening to condense the steam. Condensate is collected at the bottom of the hull and discharged to the outside through a drain at the bottom of the hull. Thanks to the cylindrical shape of the hull and heat exchange tubes, the structure is well suited as a pressure vessel, and thus tube and shell heat exchangers have been used in extremely high pressure applications.
[0005] A desvantagem mais significativa dos trocadores de calor de tubo e casco é seu peso, pesado quando comparado com a área superficial das superfícies de transferência de calor. Devido a isto, os trocadores de calor de tubo e casco são usualmente grandes em dimensão. Também é difícil projetar e fabricar trocadores de calor de tubo e casco quando a transferência de calor, características de escoamento, e despesa são levadas em consideração.[0005] The most significant disadvantage of tube and shell heat exchangers is their weight, heavy when compared to the surface area of the heat transfer surfaces. Due to this, tube and shell heat exchangers are usually large in dimension. It is also difficult to design and manufacture tube and shell heat exchangers when heat transfer, flow characteristics, and expense are taken into account.
[0006] Um trocador de calor de placa típico é composto de placas retangulares nervuradas ou ranhuradas que são comprimidas uma contra a outra por meio de placas extremas que, por sua vez, são apertadas às extremidades da pilha de placas por meio de tirantes ou parafusos de tensão. Os espaços entre as placas são fechados e vedados com vedações com bandas em sua circunferência exterior, e as vedações são também utilizadas nos canais de escoamento. Uma vez que a capacidade de apoio das placas finas que é pobre, e elas são reforçadas com ranhuras que são usualmente arranjadas transversais em placas adjacentes, nas quais elas também melhoram a resistência à pressão da estrutura quando as cristas das ranhuras são suportadas uma pela outra. Contudo, o aspecto mais importante é a importância das ranhuras para transferência de calor; as formas das ranhuras e seu ângulo em relação ao escoamento afetam a transferência de calor e perdas de pressão. Em um trocador de calor de placa convencional, um meio de suprimento de calor escoa em cada outro espaço entre as placas e um meio de recebimento de calor escoa nos espaços restantes. Em pares de placas alternados o escoamento é conduzido entre as placas através de furos localizados na vizinhança dos cantos das placas. Cada espaço entre as placas em pares de placas alternados sempre contem dois furos com bordas fechadas e dois outros furos que funcionam como canais de entrada e saída para o espaço entre as placas. Os trocadores de calor de placas são usualmente construídos de placas relativamente finas quando uma estrutura pequena e leve é desejada. Uma vez que as placas podem ser perfiladas para qualquer forma desejada é possível fazer as propriedades de troca de transferência de calor adequadas para quase qualquer tipo de aplicação. A fraqueza máxima em trocadores de calor de placa convencionais são as vedações que limitam a resistência à pressão e temperatura dos trocadores de calor. Em diversos casos as vedações prejudicaram a possibilidade de utilização com meio corrosivo de suprimento de calor ou de recebimento de calor.[0006] A typical plate heat exchanger is composed of ribbed or grooved rectangular plates that are pressed together by means of end plates which, in turn, are fastened to the ends of the plate stack by means of tie rods or screws of tension. The spaces between the plates are closed and sealed with seals with bands on their outer circumference, and seals are also used in the flow channels. Since the bearing capacity of thin plates is poor, they are reinforced with grooves that are usually arranged transversely in adjacent plates, in which they also improve the pressure resistance of the structure when the crests of the grooves are supported by each other . However, the most important aspect is the importance of the grooves for heat transfer; the shapes of the grooves and their angle with respect to the flow affect heat transfer and pressure losses. In a conventional plate heat exchanger, a heat supply medium flows into every other space between the plates and a heat receiving medium flows into the remaining spaces. In alternating pairs of plates the flow is conducted between the plates through holes located in the vicinity of the corners of the plates. Each space between plates in alternating pairs of plates always contains two holes with closed edges and two other holes that act as input and output channels for the space between the plates. Plate heat exchangers are usually constructed of relatively thin plates when a small, lightweight structure is desired. Since the plates can be profiled to any desired shape it is possible to make the heat transfer properties suitable for almost any type of application. The ultimate weakness in conventional plate heat exchangers is the seals that limit the pressure and temperature resistance of the heat exchangers. In several cases the seals have hindered the possibility of being used as a corrosive medium for supplying heat or receiving heat.
[0007] Tentativas têm sido feitas para melhorar a construção do trocador de calor de placa excluindo todas as vedações e substituindo-as por juntas brasadas ou costuras soldadas. Trocadores de calor de placa fabricados por brasagem ou soldagem usualmente se assemelham àqueles equipados com vedações. A diferença externa mais significativa é a ausência de parafusos de tensão entre as extremidades. Contudo, a estrutura brasada ou soldada torna difícil, se não impossível, desmontar sem destruir tais trocadores de calor para limpeza.[0007] Attempts have been made to improve the construction of the plate heat exchanger by deleting all seals and replacing them with brazed joints or brazed seams. Plate heat exchangers manufactured by brazing or soldering usually resemble those equipped with seals. The most significant external difference is the absence of tension screws between the ends. However, the brazed or brazed structure makes it difficult, if not impossible, to disassemble without destroying such heat exchangers for cleaning.
[0008] Tentativas têm sido feitas para combinar as vantagens do trocador de calor de tubo e casco e o trocador de calor de placas em trocadores de calor, cuja construção parcialmente se assemelha a ambos destes tipos básicos. Uma tal solução está divulgada na Patente US 5.088.552, na qual placas circulares ou poligonais são empilhadas uma em cima da outra para formar uma pilha de placas que é suportada por meio de placas extremas. A pilha de placas é circundada por um casco cujos lados são dotados de canais de entrada e saída para escoamentos correspondentes de meio de suprimento de calor e de recebimento de calor. Diferindo do trocador de calor de placa convencional, todos os escoamentos de fluido para o interior dos espaços entre as placas são direcionados a partir do exterior das placas. Quando o trocador de calor de acordo com a publicação é fechado por soldagem, é possível alcançar as mesmas pressões como quando utilizando um trocador de calor de tubo e casco, com as propriedades de transferência de calor de um trocador de calor de placa.[0008] Attempts have been made to combine the advantages of the shell and tube heat exchanger and the plate heat exchanger in heat exchangers, whose construction partially resembles both of these basic types. One such solution is disclosed in US Patent 5,088,552, in which circular or polygonal plates are stacked on top of one another to form a stack of plates which is supported by means of end plates. The stack of plates is surrounded by a hull whose sides are provided with inlet and outlet channels for corresponding flows of heat-supplying and heat-receiving media. Differing from the conventional plate heat exchanger, all fluid flows into the spaces between the plates are directed from outside the plates. When the heat exchanger according to the publication is closed by welding, it is possible to achieve the same pressures as when using a shell and tube heat exchanger, with the heat transfer properties of a plate heat exchanger.
[0009] A Publicação Internacional WO 91/09262 visa apresentar um melhoramento na Publicação precedente, a qual de maneira mais destacada apresenta aspectos típicos de ambos, os trocadores de placa e trocadores de calor de tubo e casco. As placas circulares são trazida juntas em pares soldando-as juntas por meio das bordas de furos que formam um canal de entrada e saída. Soldando os pares de placas fabricados na maneira acima juntos por meio dos perímetros exteriores das placas, um circuito fechado é alcançado para escoamento de um meio de transferência de calor. Diferindo do trocador de calor de placa convencional, esta estrutura é soldada e existem somente dois furos nas placas. O escoamento de outro meio de transferência de calor é direcionado para cada outro espaço entre as placas por meio de um casco que circunda a pilha de placas. Para impedir que o escoamento ocorra entre a pilha de placas e o casco, vedações são utilizadas, as quais são utilizadas de maneira primária como defletores para o escoamento. Obviamente, resistência a pressão não é requerida dos defletores. Devido à estrutura da pilha de placas é difícil implementar as vedações. Gaxetas de borracha elásticas são sugeridas para as vedações, de modo que seja possível desmontar o trocador de calor, por exemplo, para finalidades de limpeza.[0009] The International Publication WO 91/09262 aims to present an improvement on the preceding Publication, which more prominently presents typical aspects of both plate exchangers and tube and shell heat exchangers. The circular plates are brought together in pairs by welding them together through the edges of holes that form an inlet and outlet channel. By welding the pairs of plates manufactured in the above manner together across the outer perimeters of the plates, a closed circuit is achieved for flowing a heat transfer medium. Differing from the conventional plate heat exchanger, this structure is welded and there are only two holes in the plates. Flow from another heat transfer medium is directed to each other space between the plates by means of a hull that surrounds the stack of plates. To prevent runoff from occurring between the slab stack and the hull, seals are used, which are primarily used as deflectors for runoff. Obviously, pressure resistance is not required of the deflectors. Due to the structure of the slab stack it is difficult to implement the seals. Elastic rubber gaskets are suggested for the seals so that it is possible to disassemble the heat exchanger, eg for cleaning purposes.
[00010] O trocador de calor de casco e tubo atualmente utilizado em plantas de energia nuclear tem uma falha de projeto comum, que quando ocorre degradação de tubo, em um esforço para minimizar vazamento, a única opção é tamponar o tubo danificado, resultando em uma perda de rendimento térmico. A perda de rendimento térmico no sistema de água de alimentação é cara para plantas de energia nuclear e eventualmente requer a substituição do aquecedor de água de alimentação de casco e tubo. Outra limitação do projeto de casco de tubo é que a inspeção do lado do casco é tipicamente limitada a pequenos furos de visita e portas de inspeção e, como resultado, dano por corrosão e erosão é difícil de detectar. Corrosão/erosão significativas têm sido sustentadas pelas chicanas internas o que pode conduzir a: (1) contorno de escoamento e degradação de desempenho térmico, e (2) desgaste de tubo devido à vibração induzida por escoamento. Corrosão/erosão significativas têm também sido observadas na superfície interior do casco do projeto de aquecedor de água de alimentação de casco e tubo.[00010] The shell and tube heat exchanger currently used in nuclear power plants has a common design flaw, that when tube degradation occurs, in an effort to minimize leakage, the only option is to plug the damaged tube, resulting in a loss of thermal efficiency. Loss of thermal yield in the feedwater system is costly for nuclear power plants and eventually requires replacement of the shell and tube feedwater heater. Another limitation of pipe hull design is that hull-side inspection is typically limited to small manholes and manholes and, as a result, corrosion and erosion damage is difficult to detect. Significant corrosion/erosion has been sustained by internal baffles which can lead to: (1) flow contouring and thermal performance degradation, and (2) tube wear due to flow-induced vibration. Significant corrosion/erosion has also been observed on the inner hull surface of the hull and tube feedwater heater design.
[00011] Portanto, um novo projeto de aquecedor de água de alimentação é desejado para carga térmica sustentável de longo prazo, e para a integridade de componente melhorada de longo prazo em relação ao projeto de aquecedor de água de alimentação atual de casco e tubo. Preferivelmente, carga térmica sustentável de longo prazo será conseguida por substituição ou reparo das superfícies de transferência de calor como necessário, ao invés de requerer que a superfície de transferência de calor seja retirada de serviço. Adicionalmente, é desejado ser capaz de aumentar a capacidade de transferência de calor do aquecedor de água de alimentação para acomodar reclassificações (melhorias) de planta de energia sem substituir todo o aquecedor de água de alimentação.[00011] Therefore, a new feedwater heater design is desired for long-term sustainable thermal load, and for long-term improved component integrity over current shell and tube feedwater heater design. Preferably, long-term sustainable thermal loading will be achieved by replacing or repairing the heat transfer surfaces as needed, rather than requiring the heat transfer surface to be taken out of service. Additionally, it is desired to be able to increase the heat transfer capacity of the feedwater heater to accommodate power plant re-ratings (improvements) without replacing the entire feedwater heater.
[00012] Os objetivos precedentes são alcançados por meio de um aquecedor de água de alimentação modular de placa e casco, no qual pares de placa de transferência de calor soldadas são colocados em um casco para transferir calor a partir do escoamento de dreno de vapor de extração para a água de alimentação em uma planta de energia nuclear. Os pares de placa de transferência de calor ou grupamentos soldados ou ligados de outra maneira de pares de placa de transferência de calor, isto é, módulos de pares de placa de transferência de calor são arranjados em tandem, e pelo menos alguns dos módulos são conectados utilizando gaxetas, e compartilham em paralelo um conduto da entrada comum e um conduto de saída que são respectivamente conectados a bocais de entrada e saída de água de alimentação. Os condutos de entrada e saída de pares de placa de transferência de calor formam um conjunto de transferência de calor que é preferivelmente suportado por uma estrutura que repousa sobre, e é móvel ao longo de, um trilho interno preso ao interior do casco, o que facilita a remoção das placas de transferência de calor do casco. O aquecedor de água de alimentação modular de placa e casco tem uma cabeça removível integral com o casco para remoção das placas de transferência de calor para inspeção, reparo ou substituição. Preferivelmente, os locais de entrada e saída são vedados até e se estendem através da cabeça removível.[00012] The foregoing objectives are achieved by means of a plate and hull modular feedwater heater, in which brazed heat transfer plate pairs are placed in a hull to transfer heat from the steam drain flow of extraction for feedwater in a nuclear power plant. The heat transfer plate pairs or groupings soldered or otherwise bonded of heat transfer plate pairs, i.e. modules of heat transfer plate pairs are arranged in tandem, and at least some of the modules are connected using gaskets, and share in parallel a common inlet conduit and outlet conduit which are respectively connected to feedwater inlet and outlet nozzles. The inlet and outlet conduits of heat transfer plate pairs form a heat transfer assembly that is preferably supported by a structure that rests on, and is movable along, an inner rail attached to the interior of the hull, which facilitates removal of heat transfer plates from the hull. The shell and plate modular feed water heater has a removable head integral with the shell for removing heat transfer plates for inspection, repair or replacement. Preferably, the entry and exit locations are sealed up to and extend through the removable head.
[00013] Preferivelmente o trocador de calor fornecido aqui inclui um meio para aumentar a capacidade de troca de calor da unidade com o tempo, para acomodar melhoramentos da planta na qual o trocador de calor está instalado. Em uma modalidade os condutos de entrada e saída incluem inúmeros pontos de ligação adicionais para pares das placas de transferência de calor que são inicialmente tamponados. Em outra modalidade os condutos de entrada e saída podem ser expandidos por meio da ligação de pares adicionais de placa de transferência de calor ou módulos. Na última modalidade o trocador de calor pode inicialmente ser dotado de um módulo espaçador que tem uma capacidade de transferência de calor relativamente desprezível, que é suportado em tandem com os módulos de placa de transferência de calor. Um módulo de placa de transferência de calor pode mais tarde ser substituído pelo módulo espaçador para aumentar a capacidade de transferência de calor do trocador de calor. De maneira desejável, pelo menos alguns dos acoplamentos entre os pares de placa de transferência de calor ou módulos ou pares ligados de placas de transferência de calor são destacáveis para facilidade de reparo e substituição. Preferivelmente, tirantes conectam os módulos e, na modalidade onde os condutos de entrada e saída se estendem entre módulos, os tirantes fornecem força de compressão para as vedações de pressão na interface dos segmentos de conduto dos módulos que interfaceiam para formar uma vedação estanque.[00013] Preferably the heat exchanger provided herein includes a means to increase the heat exchange capacity of the unit over time to accommodate improvements to the plant in which the heat exchanger is installed. In one embodiment the inlet and outlet conduits include a number of additional connection points for pairs of heat transfer plates which are initially buffered. In another embodiment the inlet and outlet conduits can be expanded by connecting additional pairs of heat transfer plate or modules. In the latter mode the heat exchanger may initially be provided with a spacer module which has a relatively negligible heat transfer capacity, which is supported in tandem with the heat transfer plate modules. A plate heat transfer module can later be replaced by the spacer module to increase the heat transfer capacity of the heat exchanger. Desirably, at least some of the couplings between the heat transfer plate pairs or modules or bonded pairs of heat transfer plates are detachable for ease of repair and replacement. Preferably, tie rods connect the modules and, in the embodiment where the inlet and outlet conduits extend between modules, the tie rods provide compressive force to pressure seals at the interface of conduit segments of the modules which interface to form a tight seal.
[00014] Preferivelmente o conjunto de transferência de calor é retirado do casco com a cabeça removível. Alternativamente, uma entrada de visita é fornecida no casco para fornecer acesso ao interior do casco, para desconectar o bocal de entrada de água de alimentação do conduto de entrada de água de alimentação e para desconectar o conduto de saída da água de alimentação do bocal de saída de água de alimentação, ou ambas as opções podem ser fornecidas.[00014] Preferably the heat transfer assembly is removed from the hull with the removable head. Alternatively, a manhole inlet is provided in the hull to provide access to the interior of the hull, to disconnect the feedwater inlet nozzle from the feedwater inlet conduit and to disconnect the feedwater outlet conduit from the nozzle. feed water outlet, or both options can be provided.
[00015] De maneira desejável, os módulos têm painéis suporte em cada extremidade, entre os quais os tirantes se estendem. Os pares de placa de transferência de calor são ensanduichados entre os painéis suporte e, em uma modalidade, o conduto de entrada de fluido primário e o conduto de saída de fluido primário passam através dos módulos. Preferivelmente, os painéis suporte são mais espessos do que as placas de transferência de calor. Em uma modalidade as placas de transferência de calor entre os painéis suporte são soldadas uma à outra e aos painéis suporte e, painéis suporte adjacentes são conectados de maneira mecânica um ao outro.[00015] Desirably, the modules have support panels at each end, between which the tie rods extend. The heat transfer plate pairs are sandwiched between the support panels and, in one embodiment, the primary fluid inlet conduit and the primary fluid outlet conduit pass through the modules. Preferably, the support panels are thicker than the heat transfer plates. In one embodiment the heat transfer plates between the support panels are welded together and to the support panels, and adjacent support panels are mechanically connected to each other.
[00016] A invenção também fornece um método de limpar ou reparar o aquecedor de água de alimentação, que inclui as etapas de: acessar o interior do casco do vaso de pressão; remover pelo menos um par das placas de transferência de calor do conjunto de transferência de calor de placas de transferência de calor; limpar, reparar ou substituir o par removido de placas de transferência de calor e reconectar o par limpo, reparado ou substituído de placas de transferência de calor para o conjunto de transferência de calor. Preferivelmente a etapa de acessar o interior do casco de vaso de pressão inclui remover a cabeça destacável, e a etapa de remover pelo menos um par de placas de transferência de calor compreende remover o um par de placas de transferência de calor do conduto de entrada de água de alimentação e do conduto de saída de água de alimentação.[00016] The invention also provides a method of cleaning or repairing the feedwater heater, which includes the steps of: accessing the interior of the pressure vessel hull; removing at least one pair of heat transfer plates from the heat transfer plate heat transfer assembly; clean, repair or replace the removed pair of heat transfer plates and reconnect the cleaned, repaired or replaced pair of heat transfer plates to the heat transfer assembly. Preferably the step of accessing the interior of the pressure vessel hull includes removing the detachable head, and the step of removing at least one pair of heat transfer plates comprises removing the one pair of heat transfer plates from the inlet conduit. feed water and the feed water outlet conduit.
[00017] A invenção ainda inclui um método de reparar, inspecionar, limpar ou melhorar o aquecedor de água de alimentação, no qual o vaso de pressão tem uma cabeça destacável. O método compreende as etapas de: remover a cabeça destacável, ou acessar de outra maneira o interior do casco do vaso de pressão; e desconectar o conduto de entrada de água de alimentação e o conduto de saída de água de alimentação do bocal de entrada de água alimentação e do bocal de saída de água de alimentação, respectivamente, enquanto o conjunto de transferência de calor está no vaso de pressão. Este método ainda inclui a etapa de substituir um par defeituoso de placas de transferência de calor, bem como a etapa de aumentar o número de pares de placas de transferência de calor depois que o aquecedor de água de alimentação tenha sido colocado em serviço para melhorar o aquecedor de água de alimentação.[00017] The invention further includes a method of repairing, inspecting, cleaning or improving the feedwater heater, in which the pressure vessel has a detachable head. The method comprises the steps of: removing the detachable head, or otherwise accessing the interior of the pressure vessel hull; and disconnecting the feedwater inlet conduit and the feedwater outlet conduit from the feedwater inlet nozzle and the feedwater outlet nozzle, respectively, while the heat transfer assembly is in the pressure vessel . This method further includes the step of replacing a defective pair of heat transfer plates, as well as the step of increasing the number of pairs of heat transfer plates after the feedwater heater has been put into service to improve the feed water heater.
[00018] Outro entendimento da invenção pode ser obtido a partir da descrição a seguir das modalidades preferidas quando lida em conjunto com os desenhos que acompanham, nos quais:[00018] Another understanding of the invention can be obtained from the following description of preferred embodiments when read in conjunction with the accompanying drawings, in which:
[00019] A Figura 1 é uma vista em elevação do aquecedor de água de alimentação de uma modalidade desta invenção;[00019] Figure 1 is an elevation view of the feedwater heater of an embodiment of this invention;
[00020] A Figura 2 é uma vista de topo do aquecedor de água de alimentação mostrado na Figura 1;[00020] Figure 2 is a top view of the feedwater heater shown in Figure 1;
[00021] A Figura 3 é uma vista em perspectiva de outra modalidade do aquecedor de água de alimentação desta invenção, com o conjunto de transferência de calor separado em módulos e parcialmente removido do casco;[00021] Figure 3 is a perspective view of another embodiment of the feedwater heater of this invention, with the heat transfer assembly separated into modules and partially removed from the hull;
[00022] A Figura 4 é uma vista em perspectiva de um dos módulos extremos de pares de placas de transferência de calor da modalidade mostrada na Figura 3;[00022] Figure 4 is a perspective view of one of the end modules of pairs of heat transfer plates of the modality shown in Figure 3;
[00023] A Figura 5 é uma vista em perspectiva com uma porção cortada e removida do conjunto de transferência de calor parcialmente mostrado nas Figuras 3 e 4;[00023] Figure 5 is a perspective view with a portion cut away and removed from the heat transfer assembly partially shown in Figures 3 and 4;
[00024] A Figura 6 é um esquema do escoamento de fluido primário através da modalidade do aquecedor de água de alimentação ilustrada nas Figuras 3 a 5;[00024] Figure 6 is a schematic of the primary fluid flow through the feedwater heater modality illustrated in Figures 3 to 5;
[00025] A Figura 7 é uma vista lateral de um par de placas de transferência de calor;[00025] Figure 7 is a side view of a pair of heat transfer plates;
[00026] A Figura 8 é uma vista esquemática de uma modalidade de um módulo de placa de transferência de calor descrito aqui abaixo;[00026] Figure 8 is a schematic view of one embodiment of a heat transfer plate module described herein below;
[00027] A Figura 9 é uma vista esquemática de uma segunda modalidade de um módulo de placa de transferência de calor descrito aqui abaixo;[00027] Figure 9 is a schematic view of a second embodiment of a heat transfer plate module described herein below;
[00028] A Figura 10 é uma vista em seção de um módulo espaçador descrito aqui abaixo; e[00028] Figure 10 is a sectional view of a spacer module described here below; and
[00029] A Figura 11 é uma vista lateral parcialmente em seção de um segmento de tirante que pode ser empregado para acoplar dois módulos de placa de transferência de calor.[00029] Figure 11 is a partially sectioned side view of a tie rod segment that can be employed to couple two heat transfer plate modules.
[00030] Projetos de aquecedor de água de alimentação correntes empregados em plantas de energia nuclear utilizam um arranjo de trocador de calor de casco e tubo. Outro tipo genérico de trocador de calor que tem existido desde 1923 é o trocador de calor de placa e esqueleto. Este último é caracterizado por um projeto compacto, coeficientes elevados de transferência de calor, queda de pressão de fluido elevada dentro das placas, e é genericamente limitado para fluidos de baixa pressão. As modalidades descritas aqui fornecem um aquecedor de água de alimentação de placa e casco que combine e otimiza os aspectos de um trocador de calor de placa e esqueleto e o tradicional trocador de calor de tipo casco e tubo que tem manutenção de maneira conveniente e pode ser facilmente alterado de maneira relativamente econômica para aumentar sua capacidade de transferência de calor, onde desejado.[00030] Current feedwater heater designs employed in nuclear power plants utilize a shell and tube heat exchanger arrangement. Another generic type of heat exchanger that has been around since 1923 is the skeleton plate heat exchanger. The latter is characterized by compact design, high heat transfer coefficients, high fluid pressure drop within the plates, and is generally limited to low pressure fluids. The modalities described here provide a plate and shell feedwater heater that combines and optimizes the aspects of a plate and skeleton heat exchanger and the traditional shell and tube heat exchanger that is conveniently serviceable and serviceable. easily changed in a relatively cost-effective way to increase its heat transfer capability where desired.
[00031] Uma modalidade do aquecedor de água de alimentação 10 das invenções reivindicadas daqui em diante está ilustrada na vista em elevação mostrada na Figura 1 e na vista de topo mostrada na Figura 2. Duas placas de transferência de calor 12 e 14 são soldadas juntas para formar um par de placas soldadas 16 que formam entre elas um trajeto de escoamento para fluido água de alimentação como em um trocador de calor de placa tradicional. Em uma modalidade o par de placas de transferência de calor 16 é conectado de maneira removível, tal como com gaxetas 18 e juntas de flange aparafusadas 20, a e em comunicação direta com um tubo cabeçote de entrada 22 em uma extremidade do par de placas de transferência de calor soldadas 16 e um tubo cabeçote de saída 24 na outra extremidade do par de placas de transferência de calor soldadas 16. Inúmeros destes pares de placas de transferência de calor soldadas 16 são empilhados em um arranjo em tandem espaçados, cada um acoplado entre o cabeçote de entrada e o cabeçote de saída, para formar um conjunto de transferência de calor que tem um trajeto de escoamento paralelo. Um tal arranjo está mostrado na Figura 2. Alternativamente, deveria ser apreciado que um número dos pares de placas de transferência de calor 16 pode ser acoplado em série com as extremidades do arranjo em série preso de maneira removível em uma maneira similar ao tubo cabeçote de entrada 22 e ao tubo cabeçote de saída 24. Em qualquer modalidade, as extremidades terminais dos pares de placas de transferência de calor 16 são conectadas, seja diretamente ou indiretamente, ao tubo cabeçote de entrada 22 e ao tubo cabeçote de saída 24. O tubo cabeçote de entrada 22 e o tubo cabeçote de saída 24 são respectivamente conectados a uma entrada de água de alimentação e a um bocal de saída de água de alimentação 26 e 28, preferivelmente utilizando um fecho aparafusado com gaxetas, em uma maneira similar àquela descrita para fixar de maneira removível o par de placas de transferência de calor 16 aos tubos cabeçote de entrada e saída 22 e 24, embora devesse ser apreciado que outros meios de ligação removível podem ser utilizados.[00031] An embodiment of the
[00032] Na modalidade mostrada nas Figuras 1 e 2, os tubos cabeçote 22 e 24 são suportados por uma estrutura esqueleto 30 que repousa sobre um trilho interno 32 preso à porção inferior do casco cilíndrico 34 que forma um vaso de pressão que circunda o conjunto placa de transferência de calor 36. O trilho 32 e rodas 33 sobre a estrutura esqueleto 30 facilitam a remoção do conjunto placa de transferência de calor do casco para reparo, limpeza ou melhoramento. Em uma modalidade o casco tem uma extremidade hemisférica integral 38 em um lado e uma cabeça hemisférica removível 40 do outro lado, para encerrar completamente e vedar o conjunto de transferência de calor 36 dentro do vaso de pressão formado pelo casco cilíndrico 34, extremidade hemisférica 38, e cabeça removível 40. Contudo, deveria ser apreciado que as extremidades não precisam ser hemisféricas para tirar proveito desta invenção, embora extremidades hemisféricas sejam preferíveis para aplicações de alta pressão. A cabeça removível 40 tem o bocal de entrada de água de alimentação 26 e o bocal de saída de água de alimentação 28 se estendendo através dela, como mostrado nas Figuras 1 e 2. Alternativamente, a extremidade hemisférica 38 pode ser construída para ser removível ao invés da cabeça 40, ou bombas podem ser conectadas por conexões de flange aparafusadas ao casco 34 para flexibilidade adicionada quanto a ganhar acesso ao interior do casco 34 para manter o conjunto placa de transferência de calor 36. O casco 34 é também equipado com uma entrada de vapor de extração 42, entradas de dreno 44 e 46 e saídas de dreno 48 e 50.[00032] In the modality shown in Figures 1 and 2, the
[00033] Durante operação, a água de alimentação introduzida passa através do bocal de entrada 26, do tubo cabeçote de entrada 22, dos pares de placas soldadas de transferência de calor 16 onde ela é aquecida pelo escoamento de dreno e vapor de extração, do tubo cabeçote de saída 24 e do bocal de saída 28. O vapor de extração ao penetrar no aquecedor de água de alimentação através da entrada de vapor de extração 42 é distribuído pela placa de sacrifício de vapor 52 e passa através da região casco superior onde ele se mistura com o escoamento de dreno que entra a partir dos bocais de entrada de escoamento de dreno 44 e 46. O vapor de extração e o escoamento de dreno então passam entre os pares soldados de placa de transferência de calor 16 onde ele é resfriado pela água de alimentação e condensa para a região casco inferior onde ele sai através dos bocais de saída de escoamento de dreno 48 e 50.[00033] During operation, the introduced feed water passes through the
[00034] Durante uma parada da planta, uma inspeção das placas de transferência de calor e superfície interna do casco pode ser realizada utilizando as etapas a seguir. Primeiro, a extremidade de casco 38 é aparafusada do flange 54 e removida. Os tubos cabeçote 22 e 24 podem então ser desconectados dos bocais de entrada e saída 26 e 28. Uma porta de visita 56 na cabeça 40 pode ser utilizada para ganhar acesso à conexão entre os tubos cabeçote de entrada e saída 22 e 24 dos bocais de entrada e de saída 26 e 28. Alternativamente, quando a cabeça 40 é removida no flange 58 a cabeça 40 pode ser movida para fora com o conjunto de transferência de calor 36 deslizando no trilho 32, de modo que acesso pode ser ganho para a conexão entre os cabeçotes de entrada e saída 22 e 24 e os bocais de entrada e saída de água de alimentação 26 e 28. Tubulação carretel (não mostrado) precisará ser removida dos bocais de entrada e saída 26 e 28 antes de mover a cabeça 40. Em seguida o conjunto placa de transferência de calor 36 pode ser movido como uma unidade ao longo dos trilhos 32 localizados no fundo do casco 34, até um ponto onde as placas de transferência de calor individuais 12 e 14, e o interior do casco 34 podem ser inspecionadas quanto a dano. Os pares de placas de transferência de calor individuais 16 podem então ser limpos ou, se necessário reparados ou substituídos. Se reparo ou substituição for necessário, o par de placas de transferência de calor 16 que necessita atenção pode ser aparafusado do tubo cabeçote de entrada 22 e do tubo cabeçote de saída 24 e substituído por um par de placas de transferência de calor novo ou reparado 16 aparafusado em seu lugar. O tubo cabeçote de saída 24 e o tubo cabeçote de entrada 22 são também dotados de uma ou mais aberturas adicionais 60, que são inicialmente vedadas por tampões. Estas aberturas adicionais podem ser não vedadas para acomodar pares de placas de transferência de calor adicionais 16 se melhoramento no futuro for desejável.[00034] During a plant shutdown, an inspection of the heat transfer plates and inner surface of the hull can be performed using the following steps. First, the
[00035] O projeto da placa removível permite substituição da superfície de transferência de calor e produção em massa de placas de transferência de calor e gaxetas resulta em um custo relativamente baixo para sobressalentes críticos. Empregar este projeto torna possível aumentar o número de placas e assim a área de transferência de calor para acomodar melhoramentos de energia e proporciona inspeção melhorada do lado do casco.[00035] Removable plate design allows heat transfer surface replacement and mass production of heat transfer plates and gaskets results in relatively low cost for critical spares. Employing this design makes it possible to increase the number of plates and thus the heat transfer area to accommodate energy improvements and provides improved inspection of the hull side.
[00036] Embora modalidades específicas da invenção tenham sido descritas em detalhe, será apreciado por aqueles versados na técnica que diversas modificações e alternativas a estes detalhes poderiam ser desenvolvidos à luz dos ensinamentos globais da divulgação. Por exemplo, embora tubos cabeçotes separados de entrada e saída, ou condutos, estejam mostrados na modalidade ilustrada nas Figuras 1 e 2, qualquer outra estrutura que realize sua função descrita também podem ser utilizada sem se afastarem do espírito desta invenção. Por exemplo, a modalidade do conjunto de transferência de calor 36 mostrado nas Figuras 3, 4 e 5 mostra segmentos dos condutos de entrada e saída 22 e 24 como partes integrais dos pares de placas de transferência de calor 16. Nas Figuras 3, 4 e 5 componentes correspondentes àqueles mostrados nas Figuras 1 e 2 recebem caracteres de referência iguais. O conjunto placa de transferência de calor 36 na modalidade mostrada nas Figuras 3, 4 e 5 é formado de um número de módulos de placas de transferência de calor 17, quatro tais módulos de placa de transferência de calor são visíveis na Figura 5. Cada tal módulo 17 é formado de um número de pares de placas de transferência de calor espaçadas em tandem 16 que são ligadas juntas como uma unidade integral. Cada um dos módulos 17 mostrado nas Figuras 3, 4 e 5 tem aproximadamente 10 tais pares de placas de transferência de calor, embora devesse ser apreciado que qualquer número de tais pares de placas de transferência de calor 16 pode ser utilizado, com a consequência que quanto mais pares de placas de transferência de calor 16 para um módulo 17 mais caro o módulo será para ser substituído. Alternativamente, quanto mais módulos existirem mais será gasto em gaxetas e equipamento de fecho. Uma faixa ótima do número de placas por módulo deveria ser determinado em base de aplicação específica com base em considerações econômicas. Também o número de módulos 17 no conjunto de transferência de calor 36 pode variar dependendo do número de pares de placas de transferência de calor 16 por módulo, e os requisitos de transferência de calor da aplicação na qual o trocador de calor estará sendo empregado.[00036] Although specific embodiments of the invention have been described in detail, it will be appreciated by those skilled in the art that various modifications and alternatives to these details could be developed in light of the overall teachings of the disclosure. For example, although separate inlet and outlet header tubes, or conduits, are shown in the embodiment illustrated in Figures 1 and 2, any other structure that performs its described function may also be used without departing from the spirit of this invention. For example, the embodiment of
[00037] Na modalidade mostrada nas Figuras 3, 4 e 5, a superfície exterior, isto é, a frente e a traseira de cada par de placas de transferência de calor 16 tem duas aberturas de cada lado, com as aberturas correspondentes substancialmente alinhadas uma com outra, e para as quais segmentos incrementais 23 dos condutos de entrada e saída 22 e 24 são ligados, tais como por soldagem, brasagem ou qualquer outra ligação adequada que forma uma junta durável substancialmente rígida, que é substancialmente impermeável aos fluidos que escoam nos e ao redor dos condutos de entrada e saída 22 e 24 na área entre os pares de placas de transferência de calor 16. Os segmentos incrementais dos condutos de entrada e saída 22 e 24 que passam entre os pares de placas de transferência de calor 16 e a superfície exterior dos pares de placas de transferência de calor adjacentes 16 fornecem um trajeto de escoamento entre os pares de placas de transferência de calor 16 para o vapor de extração e o escoamento de dreno passarem. A extremidade exterior dos segmentos 23 dos condutos de entrada e saída 22 e 24 formados através de cada módulo 17, preferivelmente tem um flange sobre o qual o flange correspondente de um segmento de módulo de placa de transferência de calor adjacente 23 pode ser conectado; preferivelmente com uma gaxeta prensada entre os flanges. Os segmentos exteriores 23 em cada módulo 17 podem então ser presos a um segmento correspondente 23 no lado exterior de um módulo adjacente com uma gaxeta entre utilizando tirantes 64 mostrados nas Figuras 3, 4 e 5, embora outras formas de ligação mecânica possam ser utilizadas em lugar dos tirantes. Na modalidade mostrada nas Figuras 3,4 e 5 os módulos 17 são mantidos em posição por estruturas de face frontal e traseira ou placas 62 que são trazida juntas por tirantes 64. A placa de face 62 na frente do conjunto placa de transferência de calor tem aberturas para os condutos de entrada e saída 22 e 24 de modo que os flanges sobre os segmentos exteriores 23 podem ser respectivamente presos aos bocais de entrada e saída 26 e 28 mostrados na Figura 2. Os segmentos exteriores 23, isto é, ambos entrada e saída de calor 36 são tamponados para fechar a alça de escoamento de água de alimentação ou a placa de transferência de calor traseira é feita sem os furos de entrada e saída.[00037] In the embodiment shown in Figures 3, 4 and 5, the outer surface, i.e. the front and rear of each pair of
[00038] Um esquema do escoamento do fluido primário através do conjunto placa de transferência de calor das modalidades descritas acima que tem um trajeto de escoamento paralelo através dos pares de placas de transferência de calor 16 está ilustrado na Figura 6. A Figura 7 mostra a construção dos pares de placas de transferência de calor. Como mostrado na Figura 7, um cordão de solda 66 se estende ao redor de cada um dos segmentos incrementais 23 do conduto de entrada 22 nas aberturas correspondentes nas placas de transferência de calor 12 e 14 e forma uma vedação estanque a fluido na interface. De maneira similar, um cordão de solda 68 se estende ao redor dos segmentos incrementais 23 do conduto de saída 24 nas aberturas correspondentes nas placas de transferência de calor 12 e 14 e formam uma vedação estanque a fluido na interface. Além disto, uma solda de cintura 70 se estende ao redor de toda a circunferência do par de placas de transferência de calor 16. Como mostrado na Figura 7, o fluido primário penetra na entrada 72 do conduto de entrada 22, de cada par de placas de transferência de calor 16 conectando-o a pares adjacentes ou placas suporte. Uma porção do fluido escoa para baixo entre as placas de transferência de calor 12, 14 onde ele absorve calor a partir do vapor de extração e escoamento de dreno que passam sobre o exterior dos pares de placas de transferência de calor, e sai na saída 78 para o conduto de saída 24 onde ele se junta com o escoamento de montante de fluido primário a partir de outros pares de placas de transferência de calor que entrou através da entrada do conduto de saída 76 para o par de placas de transferência de calor 16. Em exceto para o último par de placas de transferência de calor 16 na extremidade 80 (Figura 5) do conjunto placa de transferência de calor 36, o restante de fluido primário que entra na entrada 72 que não escoa entre as placas de transferência de calor 12 e 14 de um dado par de placas de transferência de calor 16 sai através da saída de conduto de entrada 74 para o próximo par de placas de transferência de calor 16. Todo o fluido primário que atravessa o conduto de entrada até a extremidade 80 do conjunto placa de transferência de calor 36 é conduzido através do último par de placas de transferência de calor 12 e 14 onde ele sai através do conduto de saída 24 como mostrado na Figura 6. É irrelevante se a água escoa para cima como mostrado na Figura 6 ou para baixo como descrito aqui, ou para os lados através dos pares de placas de transferência de calor 16, desde que o escoamento se estenda desde o conduto de entrada 22 até o conduto de saída 24.[00038] A schematic of the primary fluid flow through the heat transfer plate assembly of the modalities described above that has a parallel flow path through the pairs of
[00039] A Figura 8 é um esquema de uma modalidade de um módulo de placa de transferência de calor 17. O módulo 17 está mostrado com quatro pares de placa de transferência de calor 16, embora como descrito anteriormente, o número de pares de placa de transferência de calor 16 pode variar. Os pares de placa de transferência de calor 16 têm placas de transferência de calor relativamente finas 12 e 14 quando comparados às placas suporte exterior 82 que são mais espessas do que os pares de placa de transferência de calor interior 16. As placas suporte 82 são referidas como placas suporte e são mais longas do que as outras e se estendem depois das outras para acomodar os tirantes mostrados nas Figuras 3, 4 e 5, embora devesse ser apreciado que esta modalidade é ligeiramente diferente do que a modalidade mostrada nas Figuras 3 4 e 5. Contudo, a maneira na qual os módulos são presos um ao outro é a mesma, embora devesse ser apreciado que outros meios de prender os módulos juntos, por exemplo, hastes rosqueadas contínuas, parafusos, etc, também poderiam ser utilizados. As placas de transferência de calor interiores são soldadas uma à outra com os segmentos incrementais de conduto 23 mostrados na Figura 4 se estendendo entre elas com a solda se estendendo ao redor das aberturas circulares nos segmentos incrementais do conduto de entrada 22 e conduto de saída 24 e as arestas exteriores, por meio das soldas de placa circunferenciais 70. Ranhuras de gaxeta 84 são fornecidas ao redor de aberturas do conduto de entrada 22 e conduto de saída 24 nas placas suporte 82 para gaxetas, para vedar as aberturas na interface com placas suporte correspondentes 82 de módulos adjacentes 17.[00039] Figure 8 is a schematic of one embodiment of a heat
[00040] Uma segunda modalidade de um módulo de par de placas de transferência de calor 17 está mostrado na Figura 9. A modalidade mostrada na Figura 9 é muito similar àquela descrita acima com relação à Figura 8, exceto que as placas de transferência de calor exteriores têm um anel de retenção de gaxeta 86 ao redor das aberturas para o conduto de entrada 22 e o conduto de saída 24. Uma única placa suporte é interposta entre os módulos 17 e gaxetas nos anéis de retenção 86 vedam as aberturas 22 e 24 entre cada placa suporte e as placas de transferência de calor. Alternativamente, ranhuras podem ser fornecidas em um ou ambos os lados das placas suporte para reter as gaxetas.[00040] A second embodiment of a heat transfer
[00041] Um módulo espaçador 88 pode ser inserido em lugar de um módulo de par de placa de transferência de calor 17 para preservar espaço para a última adição de outro módulo de par de placa de transferência de calor 17, caso um melhoramento futuro da planta na qual o trocador de calor está instalado requeira capacidade de transferência de calor adicional dentro do casco existente. Uma modalidade de tal módulo espaçador 88 está ilustrado na Figura 10. O módulo espaçador 88 é preferivelmente da mesma dimensão que o módulo de par de placas de transferência de calor padrão 17 para a unidade de troca de calor 10 na qual deve ser empregado. O módulo espaçador nesta modalidade tem duas placas suporte 82 com ranhuras de gaxeta 84 como descrito anteriormente, que são separadas por um suporte superior 96 e suporte inferior 98 com um dreno de fluido secundário 94. Deveria ser apreciado que o suporte superior 96 e o suporte inferior 96 podem, porém não precisam, ser parte de um cilindro suporte contínuo. A modalidade mostrada na Figura 10 é projetada para ser inserida entre os módulos de par de placas de transferência de calor 17 em um tubo 90 que é soldado ao redor de sua circunferência em cada interface de placa suporte para formar uma vedação hermética. O tubo 90 forma a porção do conduto de entrada 22 que carrega o fluido primário entre os módulos de par de placas de transferência de calor 17 que ele conecta. De maneira similar, um tubo 92 é vedado ao e cobre o espaço entre as placas suporte 82 do módulo espaçador 88 para carregar o fluido primário através do conduto de saída 24. Se o espaçador é utilizado ao final da extremidade 80 do conjunto placa de transferência de calor 36, então as aberturas nas placas suporte de módulo espaçador 82 são desnecessárias.[00041] A
[00042] A Figura 11 ilustra uma modalidade de um arranjo de tirante que pode ser utilizado para trazer os módulos 17 e 88 juntos. O tirante 64 é projetado para se estender entre placas suporte 82 similar às extensões entre estruturas suporte 62 mostradas na Figura 5. Na modalidade mostrada na Figura 11 os tirantes 64 têm uma extremidade com diâmetro reduzido que tem uma rosca circunferencial 104. A rosca circunferencial 104 termina em uma superfície de apoio 106 que é dimensionada para topar um lado de uma periferia de uma placa suporte de módulo ao redor de um furo, no qual a rosca 104 é dimensionada para se estender através do e para fora do outro lado. A outra extremidade do tirante 64 tem uma rosca interna 100 que é dimensionada para corresponder com uma rosca circunferencial externa 84 em um tirante adjacente 64 que é estendido através de um furo correspondente em uma placa suporte adjacente 82. Preferivelmente, a circunferência exterior 102 ao redor da extremidade do tirante que tem a rosca interna 100 tem um contorno quadrado ou hexagonal sobre o qual um torque pode ser facilmente aplicado.[00042] Figure 11 illustrates a modality of a tie rod arrangement that can be used to bring
[00043] Como mencionado anteriormente, o conjunto placa de transferência de calor 36 tem rodas 33 que montam no trilho 32, descrito anteriormente, para facilitar manutenção do conjunto placa de transferência de calor. A manutenção é a mesma como descrito para a modalidade ilustrada nas Figuras 1 e 2, exceto que para melhorar o conjunto placa de transferência de calor, o módulo espaçador 88 é removido e um módulo de placa de transferência de calor adicional 17 é acoplado em seu lugar.[00043] As mentioned earlier, the heat
[00044] Adicionalmente, embora a modalidade preferida esteja descrita em uma aplicação para um aquecedor de água de alimentação, a invenção pode ser empregada com benefícios similares na maior parte de outros tipos de trocadores de calor. Consequentemente, as modalidades particulares divulgadas querem significar serem somente ilustrativas e não limitativas quanto ao escopo da invenção, o qual deve ser fornecido deve receber a abrangência completo das reivindicações anexas e de qualquer de todos os seus equivalentes.[00044] Additionally, although the preferred embodiment is described in an application for a feedwater heater, the invention can be employed with similar benefits in most other types of heat exchangers. Accordingly, the particular embodiments disclosed are meant to be illustrative only and not limiting as to the scope of the invention, which is to be provided shall receive the full scope of the appended claims and any of all their equivalents.
Claims (14)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US13/348,832 US20120103578A1 (en) | 2009-04-29 | 2012-01-12 | Modular plate and shell heat exchanger |
US13/348832 | 2012-01-12 | ||
PCT/US2013/020206 WO2013106240A1 (en) | 2012-01-12 | 2013-01-04 | Modular plate and shell heat exchanger |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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