CS244262B1

CS244262B1 - Installation of the inter-tube space of the vertical water heater

Info

Publication number: CS244262B1
Application number: CS848948A
Authority: CS
Inventors: Vladimir Kugler; Josef Martoch; Vladimir Krizek
Original assignee: Vladimir Kugler; Josef Martoch; Vladimir Krizek
Priority date: 1984-11-22
Filing date: 1984-11-22
Publication date: 1986-07-17
Also published as: CS894884A1

Abstract

U provedení vestavby podle vynálezu jsou sběrací plechy nesené nosnými sloupy na svém vnitřním obvodu opatřeny sprchovými žlaby, jejichž vnitřním volným průřezem prochází spádová kondenzátní trubka s otvory pro vstup kondenzátu, zaváděcími plechy a potrubí nezkondenzovatelných plynů. Nosné sloupy jsou přitom přivařené jedním koncem k trubkovici a druhým koncem k zesílené mezlstěně. Vynálezu je možno využít především v energetickém průmyslu.In the embodiment of the installation according to the invention, the collector plates supported by the supporting columns are provided with shower channels on their inner circumference, through whose inner free cross-section a condensate downpipe with openings for the condensate inlet, guide plates and a pipeline for non-condensable gases passes. The supporting columns are welded at one end to the tube and at the other end to a reinforced partition wall. The invention can be used primarily in the energy industry.

Description

Vynález se týká vestavby mezitrubkového prostoru svislého ohříváku vody s kondenzací topné páry na vnějším povrchu trubek trubkového svazku.The invention relates to the installation of an inter-pipe space of a vertical water heater with condensation of heating steam on the outer surface of the tubes of the tube bundle.

Svislý ohřívák vody je tvořen svislým trubkovým svazkem zakotveným do vodorovné trubkovnice, vodní komorou se vstupním a výstupním nátrubkem ohřívané vody, obalovým pláštěm se vstupním nátrubkem topné páry a vestavbou v mezitrubkovém prostoru. Úče*lem vestavby mezitrubkového prostoru je za provozu udržovat*trubky svazku v předepsaných roztečích, sbírat na nich tvořící se kondenzát a svádět ho do spádových kondenzátních trubek a sbírat a odvádět ze svazku nezkondenzovatelné plyny. Při výrobě a montáži ohříváku, která vzhledem k délce teplosměnných'trubek probíhá většinou ve vodorovné poloze, pak některé její části nesou trubkový svazek. Vestavba mezitrubkového prostoru sestává z nosných sloupů, sběracích plechů, ze spádových kondenzátních trubek a z potrubí nezkondenzovatelných plynů»The vertical water heater consists of a vertical tube bundle anchored to the horizontal tube sheet, a water chamber with heated water inlet and outlet, a casing with heating steam inlet and a built-in inter-tube space. The purpose of the inter-tube space installation is to maintain the bundle tubes at the prescribed spacing during operation, to collect condensate forming on them and to drain it to the downstream condensate tubes, and to collect and vent non-condensable gases from the bundle. In the manufacture and assembly of the heater, which, due to the length of the heat exchanger tubes, generally runs horizontally, some of its parts carry the tube bundle. The installation of the inter-pipe space consists of supporting columns, collecting plates, downcomer condensate pipes and non-condensable gas pipes »

U známého orovedení svislého ohříváku vody je trubkový svazek tvořen trubkami tvaru U, zakotvenými svými konci v protilehlých polovinách trubkovnice. Mezi vnitřními řadami trubek s nejmenším poloměrem ohybu je vzniklého neotrubkovaného prostoru využito pro umístění nosných sloupů, které bývají většinou čtvercového či obdélníkového průřezu. V případě, že ohřívák vody je ze strany ohřívané vody řešen jako čtyřchodý, je trubkový svazek rozdělen dalším neotrubkovaným prostorem využitým taktéž nro dva nosné sloupy na čtyři pravoúhlé kruhové výseče. ^vnitřního prostoru mezi nosnými sloupy je využito pro umístění spádových kondenzátních trubek a potrubí nezkondenzovatelných plynů. Po výšce trubek jsou v pravidelných roztečích rozmístěny sběrací plechy a otvory, jimiž prochází trubky svazku. Sběrací plechy sbírají kondenzát z trubek a zavádí ho do spádových trubek, jež ho déle vedou do sběrače kondenzátu. Sběrací plechy jsou půlkruhového tvaru a jsou umístěny vždy dva proti sobě. Potrubí ne* 2 zkondenzovatelných plynů jde podélnou osou ohříváku a jeho vnitřní prostor je propojen s mezitrubkovým prostorem trubkového svazku otvory pro vstup nezkondenzovatelných plynů. Mezitrubkový prostor je z venku ohraničen obalovým pláštěm vybaveným vstupním nátrubkem topné páry a přivařený k trubkovnici. Topná pára vstupující do ohříváku postupuje dále prostorem mezi pláštěm a trubkovým svazkem a mezi jednotlivými sběracími plehhy zabíhá do mezitrubkového prostoru svazku, kde kondenzuje na chladných stěnách trubek. Proudí svazkem radiálně ke středu až do neotrubkovaného vnitřního prostoru, odkud je proveden odvod nezkondenzovatelných plynů. Ohřívaná voda proudí uvnitř trubek*'· přičemž vstup a výstup je proveden ve vodní komoře navazující na trubkovnici z protilehlé strany k trubkovému svazku. Známá nevýhoda popsané konstrukce spočívá v nedokonalém odvodu nezkondenzovatelných plynů z mezitrubkového prostoru svazku. Tyto plyny jsou do ohříváku přiváděny s topnou parou a při nedokonalém jejich odvodu snižují jeho účinnost. Podstatou špatného odvodu plynů je z tohoto hlediska nevhodná konstrukce, která dovoluje,, aby se k potrubí nezkondenzovatelných plynů dostávala pára, která neprojde trubkovým svazkem a v níž z tohoto důvodu nevzroste parciální tlak plynů. Přiváděná topná pára se neotrubkovanými radiálně orientovanými prostory dostává až k nosným sloupům a dále pak mezerami mezi těmito sloupy a první řadou trubek proudí do vnitřního neotrubkovaného prostoru, z něhož je proveden odvod nezkondenzovatelných plynů. V popsaném případě se a nezkondenzovatelnými plyny odvádí též značné procento páry.In the known embodiment of a vertical water heater, the tube bundle is formed by U-shaped tubes anchored at their ends in opposite halves of the tube sheet. Between the inner rows of pipes with the smallest bending radius, the resulting uninsulated space is used for the placement of supporting columns, which are usually of square or rectangular cross-section. In the case that the water heater is designed as a four-way from the heated water side, the tube bundle is divided by another non-tubular space used also for two supporting columns into four rectangular circular sectors. ^{in the} internal space between the supporting columns it is used for the placement of downstream condensate tubes and pipes of non-condensable gases. Collector plates and openings are placed at regular intervals along the height of the tubes, through which the bundle tubes pass. The collector plates collect condensate from the pipes and introduce it into the downcomer, which leads to the condensate collector for longer. The collecting plates are semicircular in shape and are positioned two opposite each other. The non-condensable gas piping extends through the longitudinal axis of the heater and its interior is interconnected with the inter-tube space of the tube bundle through openings for non-condensable gas inlet. The inter-tube space is bounded from the outside by a packaging jacket equipped with a heating steam inlet and welded to the tube sheet. The heating steam entering the heater continues through the space between the jacket and the tube bundle and runs between the individual collectors to the inter-tube space of the bundle where it condenses on the cold walls of the tubes. It flows through the beam radially to the center up to the non-piped interior space, from which the non-condensable gases are discharged. The heated water flows inside the tubes wherein the inlet and outlet is in a water chamber adjoining the tube sheet from the opposite side to the tube bundle. A known disadvantage of the described construction lies in the imperfect removal of non-condensable gases from the inter-tube space of the bundle. These gases are fed to the heater with heating steam and reduce its efficiency if it is not exhausted. The essence of poor gas evacuation in this respect is an unsuitable design which allows steam to reach the non-condensable gas pipeline which does not pass through the tube bundle and in which, therefore, the partial gas pressure does not increase. The incoming heating steam with the non-tubular radially oriented spaces reaches to the supporting columns and then through the gaps between these columns and the first row of tubes flows into the inner non-tubular space from which the non-condensable gases are discharged. In the described case, a considerable percentage of steam is also discharged with non-condensable gases.

Uvedené nevýhody odstraňuje vestavba mezitrubkového prostoru svislého ohříváku vody s kondenzací topné páry na vnějším povrchu trubek soustředně uspořádaného trubkového svazku sestávajícího z nosných sloupů, sběracích plechů, zaváděcích plechů, ze spádové kondenzátní trubky a z potrubí nezkondenzovatelných plynů podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že sběrací plechy nesené nosnými sloupy jsou na svém vnitřním obvodě opatřeny sprchovými žlaby, jejichž vnitřním volným průřezem prochází spádová kondenzátní trubka s otvory pro vstup kondenzátu a se zaváděcími plechy a potrubí nezkondenzovatelných plynů, které je s výhodou vedeno vnitřním prostorem spádové kondenzátní trubky. Nosné sloupyThe above-mentioned disadvantages are eliminated by the installation of the inter-pipe space of the vertical water heater with condensation of steam on the outer surface of the tubes of a concentrically arranged tube bundle consisting of supporting columns, collecting plates, guide plates, downcomer and condensate gas pipes according to the invention The collecting plates carried by the supporting columns are provided on their inner circumference with shower channels whose inner free cross-section extends through a condensate condensate tube with condensate inlet openings and with guide plates and non-condensable gas piping, which is preferably guided through the interior of the condensate conduit. Supporting columns

244 262244 262

244 282 vestavby jsou přitom rozmístěny v mezikruhovém neotrubkovaném prostoru trubkového svazku a při větších rozměrech ohříváku dá le v jeho neotťubkovaném vnitřním prostoru.244 282 of the installation are located in the annular non-tubular space of the tube bundle and, in the case of larger dimensions, the heater remains in its un-tubular interior.

Výhodou vestavby podle vynálezu je to, že jedna spádové kondenzátní trubka s otvory pro vstup kondenzátu a zaváděcími plechy a potrubí nezkondenzovatelných plynů jsou umístěny ve vnitřním volném průřezu sprchových žlabů a ve směru toku páry trubkovým svazkem za splachovacími žlaby a zaváděcími plechy. Pára procházející radiálně trubkovým svazkem k jeho vnitřnímu neotrubkovanému průřezu kondenzuje, snižuje se její množství, tlak i teplota a dříve než se flostane. k místům odvodu nezkondenzovatelných plynů musí ještě projít vodní sprchou tryskající z otvorů sprchových žlabů. Protože vodní sprchu tvoří již částečně podchlazený kondenzát, pára v ní dále kondenzuje, ochlazuje se a dále klesá její tlak. Prostor ohraničený zevnitř spádovou kondenzátní trubkou a z venku vodní sprchou je parním prostorem ohříváku o nejnižším tlaku a teplotě a tedy nejvýš·* ším parciálním tlaku nezkondenzovatelných plynů, vhodným pro jejich odběr. Výhodou je, že do tohoto prostoru v žádném místě nemůže vniknout .topná pára o vstupních parametrech, nebol shora je uzavřen zesílenou mezistěnou a dole trubkovnicí či hladinou kondenzátu. Účihek vestavby se u soustředného uspořádání trubkového svazku dále zvyšuje vhodným směrem toku ohřívané vody tak, aby vnitřním tahem trubkového svazku proudila ohřívaná voda o nižší teplotě.An advantage of the installation according to the invention is that one downstream condensate tube with condensate inlet openings and guide plates and non-condensable gas pipes are located in the inner free cross section of the shower trays and in the direction of steam flow through the tube bundle behind the flushing trays and guide plates. The vapor passing through the radially tubular bundle condenses to its inner, non-tubular cross-section, reducing its amount, pressure and temperature, and before it is flosted. to the points of non-condensable gas outlet, they must still pass through a water spray gushing from the shower channel openings. Since the water spray is already partially subcooled condensate, the steam continues to condense, cools and further decreases its pressure. The space enclosed by the downstream condensate tube and from the outside by the water shower is the steam space of the heater at the lowest pressure and temperature and thus the highest partial pressure of non-condensable gases suitable for their collection. The advantage is that the heating steam of the input parameters cannot penetrate into this space at any point, since it is closed from the top by a reinforced partition and at the bottom by a tube sheet or by the condensate level. In the concentric arrangement of the tube bundle, the effect of the installation is further increased in a suitable direction of the heated water flow so that lower temperature heated water flows through the internal pull of the tube bundle.

Kondenzát topné páry zachycovaný sběracími plechy je sváděn ke středu ohříváku a stéká do sprchových žlabů, žlaby mají ve dně otvory, kterými kondenzát vytéká volnými proudy a tvoří vodní sprchu, tzv. směšovací chladič. Kondenzát je dále zachycován zaváděcími plechy , které ho vedou do spádové kondenzátní trubky· Nezkondenzovatelné plyny jsou na jednotlivých výškových úrovních odváděny do společného potrubí, které je odvádí ven z ohříváku.The condensate of the heating steam trapped by the collecting plates is led to the center of the heater and flows into the shower troughs, the troughs have openings in the bottom through which the condensate flows through free currents and forms a water shower, the so-called mixing cooler. The non-condensable gases are discharged at the individual height levels into a common pipeline which leads them out of the heater.

Příklad provedení vestavby podle vynálezu je znázorněn na přiloženém obrázku. Obrázek představuje podélný řez ohřívákem se soustředně uspořádaným trubkovým svazkem a vestavbou mezitrubkového prostoru.An example of an installation according to the invention is shown in the attached figure. The figure shows a longitudinal section through a heater with a concentrically arranged tube bundle and the installation of an inter-tube space.

244 262244 262

Sběrací plechy 1 nesené nosnými sloupy 2_ jsou na svém vnitřním obvodě 3 opatřeny sprchovými žlaby 4., jejichž vnitřním volným průřezem 5. prochází spádová kondenzátní trubka 6 s otvory pro vstup kondenzátu 8, zaváděcími olechy 9 s výhodou uvnitř uloženým potrubíníyhezkondenzovatelných plynů . Nosné sloupy 2 přivařené jedním koncem k trubkovnici 14 a druhým koncem k zesílené mezistěně 10 jsou rozmístěny v neotrubkovaném'prostoru 11 trubkového svazku 12 a dále v neotrubkovaném vnitřním prostoru 13 trubkového svazku 12. Potrubř^íezkondenzovatelných plynů prochází spádovou kondenzátní trubkou £ a jeho vnitřní prostor 19 je propojen a vnitřním neotrubkovaným prostorem 13 příčnými trubkami 16. Sprchové žlaby 4 mají pro vytvoření vodní sprchy 18 po svém obvodu vytvořeny otvory 11 a pro rovnoměrný odvod nezkondenzovatelných plynů je k příčné trubce 16 připojeno sběrné potrubí 19 s otvory 20 po svém obvodu Vestavba s trubkovým svazkem 12 je zvenku uzavřena obalovým oláá těm 21 se vstupním nátrubkem 22 topné páry. K trubkovnici 14 je dále připojen vnější aláát 23 vodní komory 26 se vstupním nátrubkem 24 a výstupním nátrubkem 29 ohřívané vody, kterým dále prochází kondenzátní potrubí 27 e^: výstupemnezkondenzovatelných plynů.The collecting plates 1 carried by the support columns 2 are provided on their inner periphery 3 with shower trays 4, the inner free cross section 5 of which passes through a downcomer condensate tube 6 with condensate inlet openings 8, through the lead-in tubes 9. The support columns 2 welded by one end to the tubesheet 14 and the other end to the reinforced partition 10 are disposed in the non-tubular space 11 of the tube bundle 12 and further in the non-tubular interior 13 of the tube bundle 12. The shower channels 4 have openings 11 around their circumference for forming a water shower 18 and a manifold 19 with openings 20 along its circumference is connected to the cross tube 16 for uniform discharge of non-condensable gases. the tubular bundle 12 is closed from the outside by an envelope pipe 21 with an inlet pipe 22 of heating steam. The tube plate 14 is further connected to the external water chamber 23 AlaAT 26 with an inlet stub 24 and the outlet stub 29 of the heated water which then passes the condensate pipe 27 ^e výstupemnezkondenzovatelných gases.

Claims

Installation of an inter-pipe space of a vertical water heater with condensation of heating pores on the outer surface of tubes of a concentrically arranged tube bundle, consisting of supporting columns, collecting plates, guide plates, condensate drain pipe and non-condensable gas piping, characterized in that the collecting plates (1) Supported columns (2) are provided on their inner circumference (3) with shower channels (4), the inner free cross section (5) of which runs through a condensate drain pipe (6) with holes (8) for condensate inlet and guide plates (9). ) and non-condensable gas pipes (7).

Installation of the inter-pipe space of a vertical water digger according to claim 1, characterized in that the supporting columns (2) welded by one end to the tube sheet (14) and the other end to the reinforced partition (10) are located in the non-pipe space (11) of the tube bundle (12). .

3. The installation of the inter-tubular space of the vertical water heater according to claim 1, characterized in that the further supporting columns (2) are further disposed in the non-tubular interior (13) of the tube bundle (12).

A vertical water heater inter-tube space installation according to claim 1, characterized in that the non-condensable gas line (7) passes through the downstream condensate tube (6) and its inner space (15) communicates with the inner non-tubular space (13) of the tube bundle (12). cross tubes (16).