CS206120B1 - Výměník tepla - Google Patents

Description

Vynález se týká výměníku tepla používaného k výrobě páry, například v jaderných elektrárnách.

Jsou známa různá konstrukční řešení výměníků tepla, zvaných též parními generátory a používaných k výrobě páry v jaderných elektrárnách. 'Sestávají obvykle ze svislé válcové nádoby, ve které se z přiváděné vody vyvíjí pára přivedeným teplem topného média. Tlaková nádoba je opatřena vnitřní vestavbou sestávající ze vstupního a výstupního kolektoru, které jsou uspořádány v ose výměníku tepla nad sebou a které jsou navzájem propojeny svazkem trubek výhřevné plochy, jimiž proudí topné médium. Svazek trubek je podle známého provedení zhotoven z trubek, jejichž vodorovné konce se paprskovitě rozbíhají ze vstupního a výstupního kolektoru. Jednotlivé trubky mají ponejvíce tvar písmene C, používají se však i jiné tvary trubek. Aby nedocházelo k deformacím jednotlivých trubek, způsobených jejich hmotností a tím k nebezpečí porušení spojů trubek s kolektory, je nutno trubky zavěsit na závěsnou konstrukci. Známé závěsné konstrukce jsou však výrobně značně pracné a rovněž je pracné sestavování jednotlivých trubek do výhřevné plochy.

Tyto nedostatky různých konstrukčních provedení výměníků tepla odstraňuje výměník tepla t > ' ’ 1 podle vynálezu, jehož trubky výhřevné plochy jsou uspořádány svisle nebo ve šroubovici a jsou svými horními konci zaústěny do kolektoru, přičemž jsou vzájemně odděleny v několika rovinách uspořádanými distančními mřížemi. Podstatou vynálezu je, že horní část kolektoru je kónicky zúžena a opatřena prstencem, na jehož obvodu jsou radiálně uspořádána ramena, přičemž ke každému rameni jsou svými horními konci kloubově upevněny nejméně dva závěsy s kloubově uchycenými nosiči, jejichž horní plochy, svírající s osou výměníku tepla ostrý úhel, jsou navzájem propojeny výztuhami, spojenými úchytkami s trubkami výhřevné plochy. Podstatou vynálezu dále je, že závěsy přivrácené ke kolektoru jsou upevněny k ramenům pružinami. Podstatou vynálezu je též, že nosiče jsou svými dolními konci kloubově připojeny k podpěrám, upevněným na kolektoru a svými horními konci prostřednictvím čepů k závěsům, přičemž závěsy jsou v místě uchycení čepy dělené. Podstata vynálezu dále spočívá v tom, že k ramenům prstence je upevněna horní část mezipláště výměníku tepla. Podstata vynálezu spočívá dále v tom, že úchytka pro spojení trubky s výztuhou je tvořena objímkou, která je pevně spojena s trubkou a opatřena opěrkou s nosem. Podstata vynálezu spočívá též v tom, že opěrka je tvořena spojovací tyčí, spojenou svými konci s objímkami přilehlých • trubek. Podstatou vynálezu posléze je, že na vnitřní straně oblouků trubek /jsouupraveny obloukové výztuhy. * * i

Výhoda výměníku tepla podle vynálezu spočívá v jednoduchém konstrukčním provedení prstence ' a podpěrného roštu, jakož i v možnosti postupné ’ montáže trubkové výhřevné plochy po částech, , které jsou při montáži dobře přístupné. Další I výhodou výměníku tepla podle vynálezu je, že i zavěšení trubek výhřevné plochy za pomoci závěsů je řešeno v jednodušším konstrukčním provedení i pro případ, kdy nedochází ke značné teplotní délkové diferenci mezi závěsy a kolektorem s trub- I kami výhřevné plochy, nebo ve složitějším provedení, kdy závěsy umístěné blíže ke kolektoru jsou uchyceny pružinami. Konstrukční řešení spojů trubek výhřevné plochy s výztuhami podpěrného roštu podle alternativních návrhů, které jsou podstatou tohoto vynálezu,předpokládají toto spojení nalisováním objímek na trubky, případně objímek ί na obloukové výztuhy. Nedochází tak k nežádoucí- , mu porušení materiálu poměrně tenkých trubek · výhřevné plochy svarovými spoji, jak je prováděno u dosud známých řešení.

Na připojených výkresech jsou schematicky i znázorněna některá příkladná provedení výměníku tepla podle vynálezu a dále detaily uchycení · j trubek výhřevné plochy k podpěrnému roštu. Qbr.

* 1 znázorňuje svislý řez horní částí výměníku tepla, kde v pravé polovině je nakresleno upevnění ; závěsů, přivrácených ke kolektoru, k ramenům za pomoci pružin, obr. 2 znázorňuje částečný řez rovinou A-A z obr. 1, obr. 3 představuje alternativní vytvoření vestavby výhřevné plochy výměníku tepla a obr. 4,5 a 6 znázorňují v pohledu různá konstrukční řešení spoje trubky výhřevné plochy j s výztuhou podpěrného roštu.

Výměník tepla podle vynálezu sestává podle konstrukčního řešení, znázorněného na obr. 1, z vnějšího válcového tlakového pláště 12, v němž je soustředně uspořádán meziplášf 9 a kolektor 2.

! Trubky 1 výhřevné plochy jsou uspořádány svisle • a jejich vodorovné konce se paprskovitě sbíhají do kolektoru 2. Trubky 1 výhřevné plochy jsou přitom vzájemně odděleny v několika rovinách uspořáda nými distančními mřížemi 14. Horní čát 3 kolekto- i ru 2 je kónicky zúžena a opatřena prstencem 4. Na obvodu prstence 4 jsou radiálně uspořádána ramena 5, přičemž ke každému rameni 5 jsou svými horními konci kloubově připevněny nejméně dva | závěsy 6 z ploché oceli s kloubově uchycenými I I nosiči 7, jejichž horní plochy, svírající s osou ' výměníku tepla ostrý úhel, jsou navzájem propojei ny výztuhami 8, spojenými úchytkami 15 s trubkami 1 výhřevné plochy. Nosiče 7 a výztuhy 8 tvoří j podpěrný rošt.

í Závěsy 6, přivrácené ke kolektoru 2, lze uchytit | k ramenům 5 pružinami 13, jak je znázorněno na I pravé polovině obr. 1.

Podle konstrukční alternativy, znázorněné na í obr. 3, jsou nosiče 7 kloubově připojeny svými dolními konci k podpěrám 18, upevněným na kolektoru 2 a svými horními konci prostřednictvím [ čepů 19 k závěsům 6, přičemž závěsy 6 jsou v místě uchycení čepy 19 dělené. Další konstrukční alternativa, nakreslená na obr. 3, spočívá v tom, že horní část mezipláště 9 je upevněna k ramenům • 5 prstence 4.

Pro spojení trubek 1 výhřevné plochy s výztuha; mi 8 lze úchytku vytvořit jako objímku 17 nasunui tou na trubku 1, například nalisováním. Objímky i 17 jsou opatřeny opěrkami 10 s nosem. V jiném provedení je opěrka tvořena spojovací tyčí 11, například z ploché oceli, která je spojena svými konci s objímkami 17 přilehlých trubek 1 výhřevné plochy . Na vnitřní stranu Oblouků trubek 1 výhřev• né plochy lze upevnit obloukové výztuhy 16, které mohou být v příčném řezu tvarovány tak, aby doléhaly na trubky 1 výhřevné plochy.

Konstrukční provedení podle levé poloviny obr.

lze použít v případě, že při provozu výměníku | tepla podle vynálezu nedochází ke značným roždílům v délkové roztažnosti za tepla mezi závěsy j

I 6 a tělesem kolektoru 2, které je závislé na rozdílu středních teplot materiálů těchto dvou součástí ! výměníku tepla a na vzdálenosti mezi prstencem I s rameny 5 a nosičem 7 při spouštění a provozu ' výměníku tepla.

Za předpokladu, že společným místem pro ! dilataci závěsu 6 a kolektoru 2 je prstenec 4, pak v případě, že závěs 6 je při provozu výměníku tepla ! ohřát na nižší teplotu než kolektor 2, budou trubky i 1 vlivem dilatačního posuvu podpěrného roštu, ' tvořeného nosiči 7 a výztuhami 8, taženy přes úchytky 15 vzhůru oproti kolektoru 2, což je umožněno natočením vodorovné části trubek 1, ústících do kolektoru 2. V těch případech, kdy vodorovné natočení Vodorovných částí trubek 1 vyvolá již nepřípustné namáhání trubek 1, což může být způsobeno většími teplotními rozdíly nebo při větších vzdálenostech prstence 4 od nosičů 7, lze použít konstrukční řešení podle pravé polovi| ny obr. 1, kde závěsy 6 uchycené pružinami 13 I eliminují dilatační posuv rozdílně zahřátých částí výměníku tepla podle vynálezu.

Alternativní řešení přípoje podpěrného roštu tvořeného nosiči 7 a výztuhami 8 na ramena prstence 4, vylučuje nepřípustná namáhání tru- I bek 1, vzniklých natočením vodorovných částí trubek 1. Vzhledem k tomu, že uchycení nosičů 7 podpěrami 18, jak je patrno z obr. 4, se nalézá v bezprostřední blízkosti zaústění trubek 1, umístěných blíže ke kolektoru 2, budou dilatační posuvy malé a také natočení vodorovných částí těchto trubek 1 bude malé. U trubek 1, umístěných dále · od kolektoru 2, bude dilatační posuv podpěrného ' roštu oproti kolektoru 2 větší, ale vzhledem k větší délce vodorovných částí těchto trubek 1 nevznik- j ' nou nepřípustná namáhání těchto trubek 1 v místě j jejich spojení s kolektorem 2. Rozdělení závěsůj na dvě části umožní natočení nosiče 7 a horní • části závěsu 6 kolem čepu 19 při dilatačním posuvu.

Claims (7)

1. PREDMET

   VYNALEZU

   1. Výměník tepla, jehož trubky výhřevné plochy jsou uspořádány svisle nebo ve šrouboyici · a jsou svými horními konci zústěny do kolektoru, přičemž jsou vzájemně odděleny v několika rovinách uspořádanými distančními mřížemi, vyznačený tím, že horní část (3) kolektoru (2) je kónicky zúžena a opatřena prstencem (4), na jehož obvodu jsou radiálně uspořádána ramena (5), přičemž ke j každému ramení (5) jsou svými horními konci . kloubově upevněny nejméně dva závěsy (6) s klou- I bově uchycenými nosiči (7), jejichž horní plochy, ; svírající s osou výměníku tepla ostrý úhel, jsou navzájem propojeny výztuhami (8), spojenými i úchytkami (15) s trubkami (1) výhřevné plochy. '
2. 2. Výměník tepla podle bodu 1, vyznačený tím, · že závěsy (6) přivrácené ke kolektoru (2) jsou ί upevněny k ramenům (5) pružinami (13). I
3. 3. Výměník tepla podle bodů 1 a 2, vyznačený | tím, že nosiče (7) jsou svými dolními konci kloubově spojeny s podpěrami (18) upevněnými na kolektoru (2) a svými horními konci prostřednictvím čepů (19) se závěsy (6), přičemž závěsy (6) jsou v místě uchycení čepy (19) dělené.
4. 4. Výměník tepla podle bodů 1 až 3, vyznačený tím, že k ramenům (5) prstence (4) je upevněna horní část mezipláště (9) výměníku tepla.
5. 5. Výměník tepla podle bodů 1 až 4, vyznačený tím, že úchytka (15) pro spojení trubky (1) s výztuhou (8) je tvořena objímkou (17), která je i pevně spojena s trubkou (1) a opatřena opěrkou !

   (10) s nosem. ^!
6. 6. Výměník tepla podle bodů 1 až 5, vyznačený tím, že opěrka je tvořena spojovací tyčí (11) I spojenou svými konci s objímkami (17) přilehlých i trubek (1).
7. 7. Výměník tepla podle bodů 5 a 6, vyznačený tím, že na vnitřní straně oblouků trubek (1) jsou upraveny obloukové výztuhy (16).

   6 výkresů