CS236581B1

CS236581B1 - Vertical water heater

Info

Publication number: CS236581B1
Application number: CS838427A
Authority: CS
Inventors: Vladimir Kugler; Vladimir Krizek; Josef Martoch
Original assignee: Vladimir Kugler; Vladimir Krizek; Josef Martoch
Priority date: 1983-11-14
Filing date: 1983-11-14
Publication date: 1985-05-15
Also published as: CS842783A1

Abstract

Svislý ohřívák podle vynálezu je proveden tak, že mezi trubkovnici a spodní dno je do vnějšího pláště vložena mezistěna s otvorem, která tvoří s vnějším pláštěm, trubkovnicí a vnitřní spojovací trubkou prvý. prostor a s vnějším pláštěm a spodním dnem druhý prostor. Tento druhý prostor je přitom propojen otvorem v trubkovnici, vnitřní spojovací trubkou a otvorem v mezistěně s mezitrubkovým prostorem ohříváku, přičemž prvý prostor je vlastně prostorem vodní komory a druhý prostor potom prostorem sběrače kondenzátoru. Vynálezu je možno využít jak v jaderné tak v klasické energetice.A vertical heater according to the invention is provided so that between the tube plate and the bottom bottom a partition is inserted into the outer shell with a hole that forms with the outer shell tube plate and inner connecting tube first. space and with outer shell and bottom second space. This second space is connected through the hole in the tube sheet, the inner connecting tube and hole in the intermediate wall with inter-tubular space heater, with the first space it is actually a water chamber and the second space by the condenser collector space. The invention can be used both in nuclear and conventional power.

Description

Vynález se týká svislého ohříváku vody s kondenzací topné páry v mezitrubkovém prostoru a s ohřívanou vodou proudící uvnitř trubkového svazku.The invention relates to a vertical water heater with condensation of heating steam in the inter-tube space and with heated water flowing inside the tube bundle.

Svislé ohříváky vody s kondenzací topné páry v mezitrubkovém prostoru mají trubkový svazek tvořen trubkami, zakotvenými v trubkovnici, na níž ze strany svazku navazuje vnější obalový plášt ohříváku, ohraničující mezitrubkový prostor a z druhé strany na ni navazuje plášt komory ohřívané vodv.The vertical water heaters with condensation of heating steam in the inter-tube space have a tube bundle formed by tubes anchored in the tube sheet, on which the outer casing of the heater adjoins on the side of the bundle and delimits the inter-tube space.

Podle pplohy trubkovnice a komory ohřívané vody se tyto ohříváky dělí na dva typy. Prvý typ má trubkovnici trubkového svazku a vodní komoru nahoře, kdežto u druhého typu je trubkovnice a vodní komora dole.Depending on the tubesheet and the heated water chamber, these heaters are divided into two types. The first type has a tube bundle tube and a water chamber at the top, while the second type has a tube tube and a water chamber at the bottom.

Ohřívaná voda proudí vždy uvnitř trubkového svazku a topná pára vyplňuje mezitrubkový prostor. Zkondenzovaná voda stéká po trubkách svazku, mezistěnaml je zachycována a sváděna do spádových kondenzátních trubek, které ji vedou do sběrače kondenzátu ve spodní části tělesa.The heated water always flows inside the tube bundle and the heating steam fills the inter-tube space. Condensed water flows down the bundle tubes, the intermediate wall is trapped and drained into the downstream condensate tubes that lead it to the condensate collector at the bottom of the body.

U dosud navrhovaného provedení ohříváku vody s trubkovnicí a vodní komorou dole je tato komora vytvořena trubkovnicí; pláštěm, dnem a spojovací trubkou, jíž je připevněna ke dnu vnějšího pláště ohříváku.In the hitherto proposed embodiment of a water heater with a tube sheet and a water chamber at the bottom, the chamber is formed by a tube sheet; a jacket, a bottom and a connecting tube to which it is attached to the bottom of the outer shell of the heater.

Průměr trubkovnice i pláště komory je menší než průměr vnějšího pláště. Vodní komora je uložena ve spodní části tělesa, v prostoru sběrače kondenzátu a z vnější strany je kondenzátem smáčena.The diameter of the tube sheet and the chamber shell is smaller than the outer shell diameter. The water chamber is located in the lower part of the body, in the space of the condensate collector and wetted by condensate from the outside.

Spojovací trubka slouží pro přívod a odvod ohřívané vody a po vypuštění vody funguje zároveň jako vlezový otvor k vnitřní revizi. Nevýhodou tohoto řešení je, že průměr trubkovnice a trubkového svazku je v tomto případě značně menší než průměr pláště ohříváku.The connecting pipe serves for the inlet and outlet of heated water and, when the water is drained, it also functions as a slip hole for internal inspection. The disadvantage of this solution is that the diameter of the tube sheet and the tube bundle in this case is considerably smaller than the diameter of the heater jacket.

To je dáno nutností vytvořit mezi vodní komorou a vnějším pláštěm mezitrubkový prostor pro sběrač kondenzátu. Vnitřní průřez tělesa pláště je trubkovým svazkem vyplněn jen zčásti, což jde na úkor zvětšení délky trubkového svazku.This is due to the need to create an inter-conduit space for the condensate collector between the water chamber and the outer casing. The inner cross section of the casing body is only partially filled with the tube bundle, which is at the expense of increasing the length of the tube bundle.

Nevýhoda tohoto řešení spočívá také ve špatné přístupnosti do prostoru vodní komory, jakož i ve složitosti a netěsnosti její vestavby. Jiným známým řešením je obdobné provedení, kdy plášt vodní komory má v celé své délce průměr, rovnající se průměru trubkovnice a je menší než vnější plášt ohříváku. tThe disadvantage of this solution is also the poor accessibility to the water chamber space and the complexity and leakage of its installation. Another known solution is a similar embodiment wherein the shell of the water chamber has a diameter equal to the tube sheet diameter over its entire length and is smaller than the outer shell of the heater. t

AAND

Vodní komora svým pláštěm prochází dnem ohříváku ven z tělesa, kde do ní ústí vstupní a výstupní potrubí ohřívané vody. Nevýhodou tohoto řešení zůstává špatné využití průřezu tělesa pláště pro trubkový svazek a navíc přistupuje nevýhoda malého objemu sběrače kondenzátu.The water chamber through its jacket passes through the bottom of the heater out of the body, where the inlet and outlet pipes of heated water enter into it. The disadvantage of this solution remains the poor utilization of the cross section of the jacket body for the tube bundle, and in addition the disadvantage of the small volume of the condensate collector.

Neúměrně velký objem zabírá vodní komora. Dalším známým řešením ohříváku vody s trubkovnicí a vodní komorou dole je provedení, kdy pod trubkovnicí je vytvořena vodní komora, sestávající z pláště a kulového dna a kondenzát z mezitrubkového prostoru je vyveden trubkou přes vodní komoru ven z tělesa.Disproportionately large volume occupies the water chamber. Another known solution of a water heater with a tubesheet and a water chamber at the bottom is an embodiment wherein a water chamber is formed below the tubesheet consisting of a shell and a spherical bottom and condensate from the inter-tube space is led through the water chamber out of the body.

V tomto případě není vytvořen sběrač kondenzátu a výstupní trubkou proudí nejen kondenzát, ale i pára. Nevýhoda tohoto řešení spočívá v tom, že oddělení kondenzátu od páry je nutno provést ve zvláštním tělese pod ohřívákem. Tím se zvyšují nároky na obestavěný prostor a řešení se dále komplikuje o propojovací potrubí.In this case, no condensate collector is formed and not only condensate but also steam flows through the outlet pipe. The disadvantage of this solution is that the separation of condensate from steam must be carried out in a separate body under the heater. This increases the demands on enclosed space and further complicates the solution by connecting piping.

Uvedené nevýhody řeší svislý ohřívák vody podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že do vnějšího pláště mezi trubkovnici opatřenou otvorem a spodní dno je vložena mezistěna s otvorem, tvořící s vnějším pláštěm, opatřeným vstupním a výstupním nátrubkem, trubkovnicí a vnitřní spojovací trubkou, připojenou jedním koncem v místě otvoru k trubkovnici a druhým koncem v místě otvoru k mezistěně, prvý prostor a s vnějším pláštěm a spodním dnem druhý \ prostor, propojený otvorem v trubkovnici, vnitřní spojovací trubkou a otvorem v mezistěně s mezitrubkovým prostorem ohříváku, přičemž prvý prostor je prostorem vodní komory a druhý prostor je prostor sběrače kondenzátu.The above-mentioned disadvantages are solved by the vertical water heater according to the invention, which consists in the fact that in the outer jacket between the tube sheet provided with an opening and the bottom bottom is inserted an intermediate wall with an opening forming with the outer jacket equipped with an inlet and outlet nozzle, tube sheet and an inner connecting tube connected one end at the tubeshole opening and the other at the partition wall opening, the first compartment and the outer shell and the bottom bottom, the second compartment interconnected by the tubesheet opening, the inner connecting tube and the intermediate wall opening with the inter-tubular heater space; water chamber and the second chamber is the condensate collector chamber.

Prvý prostor je rozdělen s výhodou vevařenými přepážkami na jednotlivé části, do nichž je vstup proveden průlezy, vevařenými do vnějšího pláště a do druhého prostoru je nad hladinu kondenzátu s výhodou vložen kolektor přiváděného kondenzátu z ohříváku vyššího stupně.Preferably, the first space is divided by the welded partitions into individual portions into which the inlet is made through the manhole, welded into the outer shell and the second space is preferably fitted with a condensate supply collector from a higher stage heater above the condensate level.

Kondenzát z mezitrubkového prostoru je veden spádovou kondenzátní trubkou, procházející vnitřní spojovací trubkou z mezitrubkového prostoru ohříváku do prostoru sběrače kondenzátu. Vložením mezistěny do vnějšího pláště ohříváku v mjlstě mezi trubkovnicí a spodním dnem a jejím propojením vnitřní spojovací trubkou a trubkovnicí, vzniká prostor mezikruhového průřezu, do něhož ústí trubky trubkového svazku - vodní komora.Condensate from the inter-pipe space is led through a downstream condensate pipe passing through the inner connecting pipe from the inter-pipe space of the heater to the condensate collector. By inserting a partition into the outer casing of the heater at a point between the tube sheet and the bottom bottom and connecting it with the inner connecting tube and the tube sheet, a space of an annular cross-section is created, into which the tube bundle tube - water chamber opens.

Dělicí přepážky, vevařené radiálně k vnitřní spojovací trubce mezi trubkovnici, mezistěnu a vnější plášt, vytvářejí jednotlivé části vodní komory, přístupné zvenku průlezy, vevařenými do pláště.The partition walls, welded radially to the inner connecting tube between the tube sheet, the partition wall and the outer casing, form the individual parts of the water chamber, accessible from outside the manhole, welded into the casing.

Do pláště vstupní části vodní komory je zavařen vstupní nátrubek ohřívané vody a v plášti výstupní části vodní komory je výstupní nátrubek ohřívané vody. Otvorem v trubkovnici a mezistěně a vnitřní spojovací trubkou je pak propojen mezitrubkový prostor ohříváku s prostorem, ohraničeným mezistěnou, vnějším pláštěm a spodním dnem.The heated water inlet pipe is welded into the inlet chamber of the water chamber and the heated water outlet pipe is welded in the outlet chamber of the water chamber. The inter-tube space of the heater is then connected through the opening in the tube sheet and the intermediate wall and the inner connecting tube with the space bounded by the intermediate wall, the outer jacket and the bottom bottom.

Je to prostor sběrače kondenzátu s hladinou kondenzátu a parním polštářem nad ní. Kondenzát z mezitrubkového prostoru je do sběrače veden spádovou kondenzátní trubkou, procházející otvořem v trubkovnici a mezistěně a vnitřní spojovací trubkou a vystupuje nátrubkem ve spodním dně.It is the condensate collector space with the condensate level and the steam cushion above it. The condensate from the inter-tube space is led into the collector through a downstream condensate tube, passing through the tube plate and intermediate wall opening and the inner connecting tube, and exiting through the sleeve in the bottom floor.

V prostoru sběrače kondenzátu, nad hladinou kondenzátu, je umístěn kolektor přiváděného kondenzátu z ohříváku vyššího stupně. Průměr pláště pod mezistěnou, jakož i průměr navazujícího spodního dna má s výhodou menší průměr než je průměr ohříváku v místě trubkovnice.In the space of the condensate collector, above the level of the condensate, there is a collector of the supplied condensate from the higher stage heater. The diameter of the sheath below the partition wall as well as the diameter of the adjoining bottom floor preferably has a smaller diameter than the diameter of the heater at the tubesheet.

Výhodou provedení podle vynálezu je to, že průměr trubkovnice má stejnou velikost jako plášč ohříváku a příčný průřez může být plně využit pro trubkový svazek. Tím se bučí může zvýšit tepelný výkon ohříváku anebo zkrátit délka trubek.An advantage of embodiments of the invention is that the tube sheet diameter is the same size as the heater shell and the cross section can be fully utilized for the tube bundle. This can either increase the heat output of the heater or shorten the length of the pipes.

Vodní komora zde má dále přiměřenou velikost a její oddělující přepážky mohou být napevno zavařeny. Tím je dána těsnost jednotlivých jejích částí vůči sobě. Rovněž tak přístupnost ke svarovým spojům trubek s trubkovnicí je snadná.Furthermore, the water chamber is of adequate size and its separating partitions can be hardwelded. Thereby the tightness of the individual parts thereof is given to each other. Also, the accessibility to the weld joints of the tube and tube sheet is easy.

Po vypuštění ohřívané vody a demontáži vík průlezů z vnějšku tělesa jsou všechny prostory vodní komory přístupné. To je podstatné pro opravitelnost a životnost ohříváku. Sběrač kondenzátu potom tvoří jedno těleso s ohřívákem, odpadá jakékoliv propojovací potrubí k němu a jeho objem lze libovolně měnit.After draining the heated water and removing the manhole covers from outside the body, all water chamber spaces are accessible. This is essential for the heater's serviceability and service life. The condensate collector then forms a single body with a heater, any connecting pipe to it is eliminated and its volume can be freely changed.

Také plocha hladiny kondenzátu mající vliv na regulaci jeho vypouštění je dostatečně velká. Propojení mezitrubkového prostoru s prostorem nad hladinou kondenzátu ve sběrači, dává možnost umístění kolektoru přiváděného kondenzátu z ohříváku vyššího stupně nad hladinu kondenzátu ve sběrači.Also the surface area of the condensate having an influence on the regulation of its discharge is sufficiently large. Interconnection of the inter-pipe space with the space above the condensate level in the collector gives the possibility of placing the collector of the supplied condensate from the higher stage heater above the condensate level in the collector.

A konečně zmenšením průměru pláště pod mezistěnou a navazujícího spodního dna vzniká možnost uložení ohříváku na vnější okraj mezistěny, tedy do bezprostřední blízkosti vstupního a výstupního nátrubku ohřívané vody. Odpadají tím úložné patky a zlepší se dilatační podmínky pro přímé propojení jednotlivých ohříváků do série.Finally, by reducing the diameter of the sheath below the partition and the adjoining bottom, there is the possibility of placing the heater on the outer edge of the partition, that is, in the immediate vicinity of the inlet and outlet nozzles of the heated water. This eliminates the bearing feet and improves the expansion conditions for direct connection of individual heaters in series.

Příklad provedení svislého ohříváku vody podle vynálezu je znázorněn na přiložených výkresech, kde obr. 1 představuje podélný řez čtyřtahovým ohřívákem ze strany ohřívané vody, s trubkovým svazkem tvořeným u-trubkami, obr. 2 znázorňuje příčný řez prvým prostorem a obr. 3 představuje opět podélný řez čtyřtahovým ohřívákem se zmenšeným průměrem vnějšího pláště.An exemplary embodiment of a vertical water heater according to the invention is shown in the accompanying drawings, in which Fig. 1 is a longitudinal cross-section of a four-stroke heater from the heated water side, with a tube bundle formed by tubes. cross-section of a four-stroke heater with reduced outer shell diameter.

Do vnějšího pláště' 1 mezi trubkovnici £ opatřenou otvorem 17 a spodní dno £ je vložena mezistěna 4 s otvorem 18, tvořící s vnějším pláštěm £, trubkovnicí £ a vnitřní spojovací trubkou 7, připojenou jedním koncem v místě otvoru 17 k trubkovnici £ a druhým koncem v místě otvoru' 18 k mezistěně 4 prvý prostor £ a s vnějším pláštěm £ a spodním dnem £ druhý prostor 9.An intermediate wall 4 with an opening 18 is formed in the outer casing 1 between the tubesheet 6 provided with the opening 17 and the bottom bottom 4 with an opening 18 forming with the outer casing 4, the tubesheet 4 and the inner connecting tube 7 connected one end at the opening 17 to the tubesheet 6 and the other end. at the location of the opening 18 to the partition 4, the first space 4 and the second space 9 with the outer casing 4 and the bottom floor 8.

Prvý prostor 8 je prostorem vodní komory a druhý prostor 9 je sběrač kondenzátu s hladinou kondenzátu ll. Vstup do prvého prostoru - vodní komory je proveden vevařenýml průlezy 14 do vnějšího pláště £.The first space 8 is a water chamber space and the second space 9 is a condensate collector with a condensate level 11. The entrance to the first chamber is made by means of a welded-in manhole 14 into the outer shell 8.

Mezitrubkový prostor 10 je otvorem 17 v trubkovnici £, vnitřní spojovací trubkou £ a otvorem 18 v mezistěně propojen s druhým prostorem 9 - sběračem kondenzátu. Kondenzát z mezitrubkového prostoru 10, vznikající na trubkách 19, je zachycován sběracími plechy 20 a zaváděn do spádových trubek 21, které jsou před trubkovnicí £ zaústěny v jednu spádovou kondenzátní trubku 16, procházející vnitřní spojovací trubkou £ a ústící do druhého prostoru 9 - sběrače.The inter-tube space 10 is connected to the second space 9 by the condensate collector through the opening 17 in the tube sheet 8, the inner connecting tube 8 and the opening 18 in the partition wall. The condensate from the inter-tube space 10 formed on the tubes 19 is collected by the collecting plates 20 and introduced into the downcomer 21, which in front of the tubesheet 6 terminates in one downcomer condensate tube 16 passing through the inner connecting tube 8 and flowing into the second collector compartment 9.

Topná pára vstupuje do mezitrubkového prostoru 10 nátrubkem 22, kondenzát vystupuje nátrubkem 23 ve spodním dně 3. Sběrací plechy 20 jsou neseny nosnými sloupy 24, které pomocí konzol 25 nesou 1 spádovou kondenzátní trubku 16.The heating steam enters the inter-tube space 10 through the sleeve 22, the condensate exits through the sleeve 23 in the bottom floor 3. The collecting plates 20 are supported by supporting columns 24, which by means of brackets 25 carry 1 downflow condensate tube 16.

Obr. 2 ukazuje příčný řez prvým prostorem 8 vedený v ose průlezu 14 a v ose vstupního nátrubku 5 a výstupního nátrubku 6. Na výkrese je vidět přepážky 12, dělící první prostor 8 - vodní komoru na jednotlivé části £3, do nichž je vstup z vnějšku proveden vevařenými průlezy 14 do vnějšího pláště 1. Vnější pláší £ je též vybaven vstupním £ a výstupním £ nátrubkem ohřívané vody.Giant. 2 shows a cross-section of the first space 8 taken along the axis of the manhole 14 and the axis of the inlet sleeve 5 and the outlet sleeve 6. In the drawing, the bulkheads 12 dividing the first space 8 - water chamber into individual portions 3 are shown. The outer casing 6 is also provided with an inlet 6 and an outlet 6 of heated water.

Na obr. 3 je pak znázorněn opět podélný řez čtyřtahovým ohřívákem se zmenšeným průměrem vnějšího pláště 1 pod mezistěnou £ a spodního dna £. Do druhého prostoru £ - sběrače konden zátu je nad hladinu 11 kondenzátu zabudován kolektor 15 přiváděného kondenzátu z ohříváku vyššího stupně s přívodním nátrubkem 26.FIG. 3 shows again a longitudinal section through a four-stroke heater with a reduced diameter of the outer shell 1 below the partition wall 6 and the bottom floor 6. In the second space 6 of the condensate collector, a collector 15 of a higher-level heater with an inlet pipe 26 is installed above the condensate level 11.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A vertical water heater with condensation of steam in the inter-tube space, with heated water flowing inside the tube bundle, with a tube sheet and a water chamber at the bottom, characterized in that into an outer jacket (1) between the tube sheet (2) provided with an opening (17) and bottom a bottom wall (3) is inserted with a partition (4) with an opening (18), forming with the outer jacket (1), provided with an inlet pipe (5) with an outlet pipe (6), a tube sheet (2) and an inner connecting pipe (7) connected the end at the opening (17) to the tube sheet (2) and the second end at the opening (18) to the partition (4), the first compartment (8) and the outer shell (1) and the bottom bottom (3) the second compartment (9), interconnected by an opening (17) through an inner connecting tube (7) and an opening (18) with the inter-tubular space (10) of the heater, the first space (8) being the water chamber space and the second space (9) being the condensate collector space .

Vertical water heater according to claim 1, characterized in that the first space (8) is divided, for example, by means of welded partitions (12) into individual parts (13) into which the inlet is provided through manholes (14) welded into the outer shell (1).

3. A vertical water heater according to claim 1, characterized in that a collector (15) of a higher-level heater is fed into the second space (9) above the level of the condensate (11).

Vertical water heater according to claim 1, characterized in that the downstream condensate pipe (16) passes through the inner connecting pipe (7).

5. A vertical water heater according to claim 1, characterized in that the outer shell (1) below the partition (4) and the bottom bottom (3) are smaller in diameter than the diameter of the water heater at the tube sheet (2).