CS243236B1

CS243236B1 - Steam-heated water heater

Info

Publication number: CS243236B1
Application number: CS849651A
Authority: CS
Inventors: Vladimir Krizek; Vladimir Kugler; Josef Martoch
Original assignee: Vladimir Krizek; Vladimir Kugler; Josef Martoch
Priority date: 1984-12-12
Filing date: 1984-12-12
Publication date: 1986-06-12
Also published as: CS965184A1

Abstract

Účelem řešení je výhodná a spolehlivá konstrukce ohříváku vody vytápěného párou se svislými trubkovnicemi, umožňující průtok topné páry z prostoru mezi vnější částí trubek a svislým válcovým tělesem do jeho středu, odkud se odvádějí nezkondenzovatelné plyny. Přitom do jeho horní Části lze výhodně zabudovat usměrňovači vestavbu srážeče přehřátí a do jeho dolní části usměrňovací plášť podchlazovače kondenzátu. Tohoto účelu se dosahuje vytvořením ohříváku vody svislým válcovým tělesem (lj sezvětšeným průměrem horní části (2) a dolní části (3), přičemž horní část (2) se vstupem (13) topné páry je opatřena horní výstupní vodní komorou (6) a dolní část (3) s výstupem (14) topného kondenzátu je opatřena dolní vstupní komorou (9), v nichž jsou umístěny svislé trubkovnice (5, 8), ve kterých jsou ukotveny konce trubek (4) ve tvaru S, či obráceného S, svazku výhřevné plochy umístěného ve svislém válcovém tělese (1).The solution is advantageous and reliable steam heater water heater design with vertical tube sheets, allowing flow heating steam from the space between the outer part tubes and a vertical cylindrical body into its center from where they are condensed gases. In doing so, it can be in its upper part preferably incorporate a baffle assembly overheating precipitator and its rectifier at its bottom condensate subcooler sheath. This is achieved by creating a heater water by a vertical cylindrical body (1j the upper diameter of the upper part (2) and the lower part (3), the upper part (2) being the heating steam inlet (13) is provided with an upper outlet water chamber (6) and bottom (3) with the heating condensate outlet (14) is provided with a lower inlet chamber (9), v where the vertical tube sheets (5, 8) in which the pipe ends are anchored (4) S-shaped or inverted S, the heating package the surface located in the vertical cylindrical body (1).

Description

Účelem řešení je výhodná a spolehlivá konstrukce ohříváku vody vytápěného párou se svislými trubkovnicemi, umožňující průtok topné páry z prostoru mezi vnější částí trubek a svislým válcovým tělesem do jeho středu, odkud se odvádějí nezkondenzovatelné plyny. Přitom do jeho horní Části lze výhodně zabudovat usměrňovači vestavbu srážeče přehřátí a do jeho dolní části usměrňovací plášť podchlazovače kondenzátu. Tohoto účelu se dosahuje vytvořením ohříváku vody svislým válcovým tělesem (lj sezvětšeným průměrem horní části (2) a dolní části (3), přičemž horní část (2) se vstupem (13) topné páry je opatřena horní výstupní vodní komorou (6) a dolní část (3) s výstupem (14) topného kondenzátu je opatřena dolní vstupní komorou (9), v nichž jsou umístěny svislé trubkovnice (5, 8), ve kterých jsou ukotveny konce trubek (4) ve tvaru S, či obráceného S, svazku výhřevné plochy umístěného ve svislém válcovém tělese (1).The purpose of the solution is an advantageous and reliable construction of a steam-heated water heater with vertical tube plates, allowing the flow of heating steam from the space between the outer part of the tubes and the vertical cylindrical body to its center, from which non-condensable gases are discharged. In this case, a rectifier installation of the superheat collector can be advantageously incorporated in its upper part and a condensation subcooler rectifier jacket in its lower part. This is accomplished by providing a water heater by a vertical cylindrical body (11 with an enlarged diameter of the upper part (2) and the lower part (3), the upper part (2) with the heating steam inlet (13) being provided with an upper outlet water chamber (6) and the heating condensate outlet portion (3) is provided with a lower inlet chamber (9) in which vertical tube sheets (5, 8) are located, in which the ends of the S-shaped or inverted S-shaped tubes (4) are anchored a heating surface located in the vertical cylindrical body (1).

Vynález se týká ohříváku vody vytápěného párou, například pro účelu ohřevu síťové teplofikační vody odběrovou párou z turbíny, pro ohřev napájecí vody v systému regenerace apod.The invention relates to a steam-heated water heater, for example for the purpose of heating the network heating water with steam extraction from a turbine, for heating feed water in a regeneration system and the like.

Ohříváky vody vytápěného párou jsou důležitou komponentou, například vyvedení tepla z elektráren, zařízení regenerace napájecí vody, teplofikační zařízení apod. Dosud se používají v nejrůznějším provedení. Pokud jde o rekuperativní ohříváky, u kterých je topná pára od ohřívané vody oddělena stěnou výhřevné plochy, nejčastěji trubkového svazku, používají se v zásadě horizontální a vertikální typy. Horizontální typy jsou náročné na půdorysný prostor a jsou citlivé na mimořádné provozní stavy. Vertikální typy se používají s přímými trubkami zakotvenými v horní horizontální trubkovnici s dolní plovoucí hlavou, která je náročné pro provoz a neumožňuje vyšší teplotní rozdíly, nebo s trubkami tvaru U, které jsou však neodvodltelné. Další vertikální typy rovněž s přímými trubkami a horní plovoucí hlavou, nebo s trubkami tvaru obráceného U, mají z hlediska tvoření nánosů a štěrbinové koroze nebezpečnou dolní horizontální trubkovnici. Přitom všechny typy nemají jednoznačně definován směr proudění kondenzující topné páry a obtížně řeší důležitý správný odvod nezkondenzovatelných plynů, které podstatně snižují využití výhřevné plochy. Trubkovnice jsou obtékány v jednotlivých částech vodou různé teploty, zejména na vstupu a výstupu, a dovolují tedy jen omezený ohřev vody, Srážeč přehřáté topné páry a podchlazovačů kondenzátu se staví jako další samostatné výhřevné plochy. V případě zabudování do tělesa ohříváku je jejich konstrukce náročná a jejich účinnost často problematická.Steam heated water heaters are an important component, such as the removal of heat from power plants, feed water regeneration equipment, heating systems, etc. So far, they are used in a variety of designs. In the case of recuperative heaters in which the heating steam is separated from the heated water by the wall of the heating surface, most often a tube bundle, essentially horizontal and vertical types are used. Horizontal types are space-intensive and sensitive to extreme operating conditions. Vertical types are used with straight tubes anchored in the upper horizontal tube sheet with a lower floating head that is difficult to operate and does not allow for higher temperature differences, or with U-shaped tubes that are non-divertible. Other vertical types, also with straight tubes and an upper floating head, or with U-shaped tubes, have a dangerous lower horizontal tube sheet in terms of deposit formation and crevice corrosion. However, not all types have a clearly defined flow direction of condensing heating steam and difficult to solve the important correct discharge of non-condensable gases, which significantly reduce the utilization of the heating surface. Tubes are flowed in different parts of water by different temperatures, especially at the inlet and outlet, and thus allow only limited water heating. The condenser of superheated heating steam and condensate subcoolers builds up as additional separate heating surfaces. In the case of incorporation into the heater body, their construction is demanding and their efficiency is often problematic.

Uvedené nevýhody odstraňuje ohřívák vody podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že je tvořen svislým válcovým tělesem se zvětšeným průměrem horní části a dolní části, přičemž horní část se vstupem topné páry je opatřena horní výstupní vodní komorou a dolní část s výstupem topného kondenzátu je opatřena dolní vstupní vodní komorou. V horní i dolní vodní komoře jsou umístěny svislé trubkovnice, ve kterých jsou ukotveny konce trubek tvaru S, či obráceného tvaru S, svazku výhřevné plochy umístěného ve svislém válcovém tělese. Svislá část svazku trubek je s výhodou umístěna na válcových plochách soustředěných s osou tělesa, kolmo k trubkám jsou umístěny sběrací desky topného kondenzátu zaúsťující do potrubí pro odvod topného kondenzátu vloženého do osy válcového tělesa. Blíže středu válcového^ tělesa je s výhodou vložena trubka pro odvod nezkondenzovaných plynů. Do horní části svislého válcového tělesa je s výhodou vložena usměrňovači vestavba srážeče přehřátí se vstupem topné páry a do dolní části svislého válcového tělesa je s výhodou vložen usměrňovači plášť podchlazovače kondenzátu s výstupem. Jednotlivé trubky svazku výhřevné plochy jsou prakticky stejné délky a mají výhodně řešenou tepelnou dilataci. U svislých trubkovnic nevzniká usazování kalů a nebezpečí štěrbinové koroze. Na vstupní a výstupní trubkovnici nejsou teplotní rozdíly ze strany ohřívané vody, není tedy prakticky omezen stupeň ohřátí. Přitom s výhodou v horní části svislého válcového tělesa se zvětšeným průměrem je vytvořena usměrňovači vestavba srážeče přehřátí topné páry. Takto v případě vyššího přehřátí se chrání plášť tělesa před vysokou teplotou páry. Rovněž s výhodou v dolní části svislého válcového tělesa se zvětšeným průměrem je vložen usměrňovači plášť podchlazovače topného kondenzátu velmi jednoduché konstrukce.The water heater according to the invention is based on the fact that it consists of a vertical cylindrical body with an increased diameter of the upper part and the lower part, the upper part with the heating steam inlet having an upper outlet water chamber and the lower part with the heating condensate outlet. provided with a lower inlet water chamber. In both the upper and lower water chambers are located vertical tube sheets in which the ends of the S-shaped tubes, or inverted S-shaped tubes, of a bundle of heating surface located in a vertical cylindrical body are anchored. The vertical part of the tube bundle is preferably located on cylindrical surfaces centered on the axis of the body, perpendicular to the tubes there are heating condensate collecting plates leading to a condensate drain pipe inserted into the axis of the cylindrical body. Advantageously, a pipe for the removal of non-condensed gases is inserted near the center of the cylindrical body. Preferably, an overheating baffle with an inlet of heating steam is inserted into the upper part of the vertical cylindrical body, and a condensate subcooler with a outlet is preferably inserted into the lower part of the vertical cylindrical body. The individual tubes of the heating surface bundle are of practically the same length and have preferably solved thermal expansion. In the case of vertical tube plates, there is no sludge build-up and a risk of slotted corrosion. There are no temperature differences from the heated water side at the inlet and outlet tube plates, so the degree of heating is practically not limited. Preferably, in the upper part of the vertical cylindrical body with the increased diameter, a rectifier installation of the heating steam superheat is provided. Thus, in case of higher overheating, the casing of the body is protected from high steam temperature. Also preferably, in the lower part of the vertical cylindrical body with an increased diameter, a rectifying jacket of a heating condensate subcooler of a very simple construction is inserted.

Výše naznačeným uspořádáním je jednoznačně definován velmi výhodný směr průtoku topné páry z prostoru mezi vnější částí trubek svazku a svislým válcovým tělesem radiálně do středu tělesa, kde je výhodně vložena trubka odvodu kondenzátu topné páry a prakticky v místech nejchladnější páry blíže středu tělesa i trubka pro odvod nezkondenzovatelných plynů, které se právě v těchto místech koncentrují. Tím nedochází k nevyužití výhřevné plochy nezkondenzovatelnými plyny. Chladnější místo podél středu tělesa rovněž napomáhá radiálnímu tahu topné páry. Ohřívák vody je technologicky nenáročný. Pro snadné umístění trubky pro odvod kondenzátu topné páry a pro trubky odvodu nezkondenzovatelných plynů může být několik trubek svazku v jednom radiálním směru vypuštěno.The above-described arrangement clearly defines a very advantageous direction of flow of heating steam from the space between the outer portion of the bundle tubes and the vertical cylindrical body radially into the center of the body, where a condensate drain pipe is inserted. non-condensable gases, which are concentrated in these places. This avoids the use of the heating surface by non-condensable gases. A cooler location along the center of the body also aids in the radial draft of the heating steam. The water heater is technologically undemanding. For easy positioning of the condensate drain pipe and the non-condensable gas drain pipe, several bundle tubes can be omitted in one radial direction.

Příklad provedení podle vynálezu je na výkresu, kde na obr. 1 je znázorněn podélný řez ohříváku vody, na obr. 2 příčný řez výstupní částí svazku trubek ukotvených do trubkovnice horní výstupní vodní komory, na obr. 3 příčný řez střední částí ohříváku a na obr. 4 vodorovný řez ohřívákem středem horní výstupní vodní komory.1 shows a longitudinal section through the water heater, FIG. 2 shows a cross section through the outlet part of the tube bundle anchored to the tube sheet of the upper outlet water chamber, FIG. 3 shows a cross section through the central part of the heater, and FIG. 4 is a horizontal section through the heater through the center of the upper outlet water chamber.

Ohřívák vody je vytvořen svislým tělesem 1, které je s výhodou ve své horní části 2 a ve své dolní části 3 rozšířeno na větší průměr. Do něho je vložena výhřevná plocha svazku trubek 4 tvaru S, či obráceného tvaru S, které jsou zakotveny do svislých trubkovnic, horní 5 a dolní 8. Na trubkovnice 5, 8 navazují komory, horní výstupní vodní komora 6 a dolní vodní komora 9, s výstupem ohřáté vody 7 a vstupem vody 10. Vodní komory 6 a 9 jsou opatřeny víky 11 a 12 pro případné opravy netěsných trubek 4. Svislé válcové těleso Ί je ve své rozšířené horní části 2 opatřeno vstupem 13 topné páry a ve své rozšířené dolní části 3 výstupem 14 topného kondenzátu. Ve středu podél osy svislého válcového tělesa 1 je vloženo potrubí 15 pro odvod topného kondenzátu a trubka 16 pro odvod nezkondezovatelných plynů, případně blíže středu. Tím je vytvořena oblast nejnlžších teplot páry a konden5 zátu; topná pára proudí mezi trubkami 4 svazku radiálně z obvodu vnějších trubek 4 svazku. Sběrací desky 17 vedou kondenzát do potrubí 15 pro odvod topného kondenzátu, přitom mohou být využity rovněž pro distancování svazku trubek 4. V případě vyššího přehřátí topné páry je kolem horní části trubek 4 vložena usměrňovači vestavba 18 srážeče přehřátí se vstupem 13 topné páry. Deflektor 19 chrání horní část svazku trubek 4 proti přímému úderu páry a pomáhá k jejímu rozvedení k vnějšímu obvoduThe water heater is formed by a vertical body 1, which is preferably enlarged in its upper part 2 and in its lower part 3 to a larger diameter. The heating surface of the bundle of S-shaped or inverted S-shaped tubes 4, which are anchored to the vertical tubesheets, is inserted into the upper 5 and lower 8. The tubesheets 5, 8 are joined by chambers, upper outlet water chamber 6 and lower water chamber 9, heated water outlet 7 and water inlet 10. The water chambers 6 and 9 are provided with lids 11 and 12 for eventual repair of leaking pipes 4. The vertical cylindrical body opat in its enlarged upper part 2 is provided with a heating steam inlet 13 and in its enlarged lower part 3 through the heating condensate outlet 14. In the center along the axis of the vertical cylindrical body 1, a condensate drain pipe 15 and a non-condensable gas discharge pipe 16 are inserted, possibly closer to the center. This creates the region of the lowest steam and condensation temperatures of the plug; the heating steam flows between the bundle tubes 4 radially from the periphery of the outer bundle tubes 4. The collecting plates 17 lead the condensate to the condensate drain 15 and can also be used to distance the bundle of tubes 4. In the event of a higher overheating of the heating steam, a rectifier fitting 18 of the overheating collector with the heating steam inlet 13 is inserted. The deflector 19 protects the upper part of the bundle of tubes 4 against a direct blow of steam and helps to guide it to the outer perimeter

236 svazku trubek 4. V rozšířené dolní části 3 svislého válcového tělesa 1 je vložen usměrňovači plášť 20 padchlazovače kondenzátu s výstupem 14. Voda se ohřívá uvnitř trubek 4, kterými protéká. Teplo se předává z kondenzující topné páry vně trubek 4. V případě vyššího přehřátí topné páry se sráží část přehřátí ve výstupní části svazku trubek 4. V případě potřeby podchlazení topného kondenzátu se využívá vstupní části svazku trubek 4, které je pod hladinou kondezátu.236 of the tube bundle 4. In the expanded lower part 3 of the vertical cylindrical body 1 is inserted a baffle 20 of the condensate trap with an outlet 14. The water is heated inside the tubes 4 through which it flows. Heat is transferred from the condensing heating steam outside of the tubes 4. In the event of a higher overheating of the heating steam, a portion of the superheat in the outlet portion of the tube bundle 4 coagulates.

Claims

Steam water heater, characterized in that it consists of a vertical cylindrical body (1) with an increased diameter of the upper part (2) and the lower part (3), the upper part (2) with the heating steam inlet (13) being provided with an upper the outlet water chamber (6) and the lower part (3) with the outlet (14) of the heating condensate are provided with a lower inlet water chamber (9), in which vertical tube plates (5, 8) are placed, in which the ends of the tubes (4) an inverted S-shaped or inverted S-beam of heating surface disposed in a vertical cylindrical body (11j).

Water heater according to claim 1, characterized in that the vertical part of the bundle of tubes (4) is arranged on cylindrical surfaces centered on the axis of the body (1), with collecting plates perpendicular to the tubes (4).

BACKGROUND OF THE INVENTION (17) to a heating condensate that opens into a condensate discharge pipe (15) inserted into the axis of the vertical cylindrical body (1).

Water heater according to Claims 1 and 2, characterized in that a pipe (16) for the removal of non-condensable gases is inserted closer to the center of the cylindrical body (1).

Water heater according to claim 1, characterized in that an overheating baffle (18) of the superheat collector with a heating steam inlet (13) is inserted into the upper part (2) of the vertical cylindrical body (1).

Water heater according to claim 1, characterized in that a condensate subcooler (20) with an outlet (14) is inserted into the lower part (3) of the vertical cylindrical body (1).