CS256986B1

CS256986B1 - Regenerating heater

Info

Publication number: CS256986B1
Application number: CS8510085A
Authority: CS
Inventors: Bohuslav Kral
Original assignee: Bohuslav Kral
Priority date: 1985-12-29
Filing date: 1985-12-29
Publication date: 1988-04-15
Also published as: CS1008585A1

Abstract

U navrhovaného řešení regeneračního ohříváku s teplosměnnými trubkami tvaru obráceného U s různou délkou přímých úseků centrálně uspořádaných, je na svazku trubek s kratším rovným úsekem vytvořen protiproudý srážec přehřátí topné páry a na svazku trubek s delším rovným úsekem je vytvořen protiproudý chladič topných kondenzátů. Ve společném prostoru ohříváku jsou zabudovány samostatné topné plochy, oddělené svislými přepážkami pro regenerační ohřev kondenzátu, ohřev sítové topné vody a ohřev areálu elektrárny. Řešení lze využít jak u jaderných tak u klasických tepelných elektráren.For the proposed recovery solution heater with heat exchanger tubes shape inverted U with different straight lengths sections centrally arranged, is on a bundle tubes with a shorter straight section countercurrent collision of heating steam overheating and on a tube bundle with a longer straight section countercurrent heating radiator is created condensates. In the common area of the heater separate heating surfaces are installed, separated by vertical partitions for regeneration condensate heating, heating of screen heating water and heating of the power plant area. Solution can be used for both nuclear and classical thermal power plants.

Description

Vynález se týká vertikálního regeneračního ohříváku velkých elektrárenských kondenzačních bloků se zabudovaným chladičem kondenzátu a srážečem přehřátí topné páry v tělese ohříváku.The invention relates to a vertical regenerative heater of large power condensing blocks with a built-in condensate cooler and a condenser for overheating the heating steam in the heater body.

V souvislosti s celosvětovým programem úspor a racionalizace spotřeby tepla je vysoce aktuální rovněž zdokonalování cyklů klasických tepelných elektráren za účelem dalšího i méně podstatného snížení měrné spotřeby tepla na výrobu elektrické energie a dodávaného tepla spotřebitelům. Jednou z oblastí, na kterou se zaměřuje pozornost,, je snižování energetických ztrát, vznikajících při sdílení tepla v regeneračním a kondenzačním okruhu tepelných elektráren, např zdokonalením konstrukčního řešení regeneračních ohříváků parních turbin.In connection with the global program of savings and rationalization of heat consumption, the improvement of cycles of conventional thermal power plants is also highly relevant in order to further and less significantly reduce specific heat consumption for electricity production and heat supply to consumers. One of the areas of attention is the reduction of energy losses arising from heat sharing in the regeneration and condensation circuit of thermal power plants, for example by improving the design of regenerative steam turbine heaters.

Regenerační ohříváky parních turbin velkých výkonů představují zpravidla vertikální válcový plášt, do kterého jsou zabudovány teplosměnné ocelové trubky, např. tvaru U, zakotvené do trubkovnice ve tvaru kruhové desky. Topná pára z neregulovaných odběrů parní turbiny se přivádí do parního prostoru ohříváku a ohřívaný kondenzát proudí v trubkách.Regenerative heaters of high power steam turbines are generally a vertical cylindrical shell into which heat exchange steel tubes, e.g. U-shaped, are embedded in a round plate-shaped tube plate. Heating steam from unregulated steam turbine draws is fed to the heater steam space and the heated condensate flows in the pipes.

Pro ohřev sítové topné vody se odebírá pára z příslušných neregulovaných odběrů parní turbiny paralelně s párou pro regenerační ohřev a vede se bud do samostatných ohříváků sítové vody nebo teplosměnná plocha pro ohřev sítové vody je zabudována ve společném parním prostoru, tj. ve společném tělese ohříváku s teplosměnnou plochou pro regeneraci. Chladič kondenzátu je zpravidla řešen jako samostatné teplosměnné zařízení, což je prostorově i investičně náročné.To heat the sieve heating water, steam is taken from the respective unregulated steam turbine draws in parallel with the steam for regenerative heating and fed either to separate sieve water heaters or the heat exchange surface for sieve water heating is built in a common steam space, i.e. heat exchange surface for regeneration. The condensate cooler is usually designed as a separate heat exchange device, which is space and investment intensive.

Jsou známé návrhy centrálního uspořádání U trubek s integrovaným chladičem kondenzátu, avšak toto řešení nezabezpečuje důsledné vychlazení kondenzátu z celého parního prostoru a vznikají trvale energetické ztráty.There are known designs for a central U-tube arrangement with an integrated condensate cooler, but this solution does not ensure consistent cooling of the condensate from the entire steam space and sustained energy losses.

Uvedené nevýhody odstraňuje regenerační ohřívák elektrárenských bloků s teplosměnnými trubkami tvaru obráceného U s různou délkou přímých úseků trubek, zabudovanými do vertikálního válcového pláště, jehož podstata spočívá v tom, že konce trubek na delším rovném úseku jsou zakotveny do mezikruhové trubkovnice, na kterou je navázána vstupní vodní komora a konce trubek kratšího rovného úseku jsou zakotveny do mezkruhové trubkovnice, na kterou je:na\ázána výstupní vodní komora, přičemž v prostoru nad kruhovou trubkovnicí je na vstupním trubkovém svazku vytvořen protiproudý chladič topného kondenzátru a v prostoru nad mezikruhovou trubkovnicí je vytvořen na výstupním trubkovém svazku protiproudý srážeč přehřátí topné páry. Ve společném plášti tohoto ohříváku jsou zabudovány samostatné teplosměnné plochy po ohřev turbinového kondenzátu, pro ohřev sítové topné vody a případně i pro ohřev areálu a blízkého okolí elektrárny, oddělené v parním prostoru i v prostoru sběrače kondenzátu svislými přepážkami.These drawbacks are overcome by the regenerative heater of the U-shaped heat exchanger blocks with different lengths of straight pipe sections built into a vertical cylindrical casing, in which the ends of the pipes on a longer straight section are anchored in an annular tube sheet to which the inlet the water chamber and the pipe ends of the shorter straight section are anchored in an annular tube sheet to which the outlet water chamber is located, wherein a countercurrent radiator of the heating condenser is formed in the space above the annular tube tube and outlet tube bundle countercurrent collector overheating heating steam. Separate heat exchanger surfaces are installed in the common shell of this heater after heating the turbine condensate, for heating the mains heating water and possibly also for heating the premises and the vicinity of the power plant, separated in the steam space and in the condensate collector by vertical baffles.

Vynález umožňuje důsledné protiproudé vychlazení kondenzátu topné páry a využití přehřátí topné páry pro další zvýšení výstupní teploty ohřívaného média. Tím dochází k minimalizaci rozdílu teploty topného kondenzátu, odcházejícího z ohříváku a teploty ohřívaného média (vody - turbinového kondenzátu) na výstupu z ohříváku.a minimalizaci energetických ztrát.The invention allows for consistent countercurrent cooling of the heating steam condensate and the use of heating steam superheat to further increase the outlet temperature of the heated medium. This minimizes the temperature difference of the heating condensate leaving the heater and the temperature of the heated medium (water - turbine condensate) at the outlet of the heater and minimizes the energy losses.

Další výhodou je možnost jednoduchého umístění do společného parního prostoru vedle teplosměnné plochy pro ohřev sítové topné vody, případně i samostatné plochy pro ohřev areálu elektrárny při současném dokonalém odděleni topného kondenzátu z jednotlivých ploch. Tím je zabráněno znehodnocení turbinového kondenzátu i v případě netěsnosti na teplosměnném okruhu sítové vody. Další výhodou je rozdíl rovných délek U trubek.Another advantage is the possibility of simple placement in the common steam space next to the heat exchange surface for heating the mains heating water, or even a separate area for heating the power plant premises while simultaneously perfectly separating the heating condensate from the individual surfaces. This prevents deterioration of the turbine condensate even in the event of a leak on the sieve water circuit. Another advantage is the difference in straight pipe lengths.

Delší úsek na vstupu ohřívaného média do ohříváku má nižší střední provozní teplotu a výstupní kratší úsek má teplotu vyšší. Dochází tedy ke snížení rozdílných tepelných dilatací rovných úseků U trubek oproti U trubkám se stejnou délkou a odstraňuje se příčení U trubek se stejnou délkou rovných úseků zakotvených ve společné trubkovnici.The longer section at the inlet of the heated medium to the heater has a lower mean operating temperature and the outlet shorter section has a higher temperature. Thus, the different thermal dilatations of the straight sections of U-tubes versus U-tubes of the same length are reduced and the cross-sectioning of U-tubes of the same length of straight sections anchored in a common tube sheet is eliminated.

Provedení regeneračního ohříváku podle vynálezu je znázorněno na přiloženém schematickém obr. 1 a obr. 2.An embodiment of a regenerative heater according to the invention is shown in the accompanying schematic figures 1 and 2.

Na obr. 1, 2 je znázorněn regenerační ohřívák s chladičem kondenzátu. Ve válcovém plášti 2 jsou uloženy teplosměnné trubky tvaru obráceného U s rozdílnou délkou rovných úseků 2» zakotvené kratším koncem do mezikruhové trubkovnice 2 a delším koncem do kruhové trubkovnice 2· Dolní část válcového prostoru 6 tvoří svěrač topných kondenzátů s udržovanou hladinou 17, ve kterém jsou zabudovány přepážky 11, 12, umožňující symetrické proudění kondenzátu k výstupním hrdlům 12» 44 v protiproudu vzhledem k postupujícímu ohřívanému médiu, přiváděnému hrdlem 0 do vstupní vodní komory 2®.· Topná pára se přivádí do mezikruhového prostoru 7 hrdlem 20.1, 2 shows a regenerative heater with a condensate cooler. The cylindrical casing 2 houses inverted U-shaped heat exchangers with different lengths of straight sections 2 »anchored with a shorter end to the annular tube sheet 2 and the longer end to an annular tube sheet 2. baffles 11, 12 are provided to allow symmetrical flow of condensate to the outlet ports 12, 44 in countercurrent with respect to the advancing heated medium supplied through port 0 to the water inlet chamber 2. Heating steam is supplied to the annular space 7 through port 20.

Klínový prostor 21 a mezikruhové přepážky 22 umožňují protiproudou výměnu tepla mezi vstupující přehřátou topnou parou a ohřívaným médiem, vystupujícím výstupním hrdlem 25 přes výstupní vodní komoru 2®.· Kondenzát z mezikruhového prostoru T_ se odvádí' potrubím 22 pod hladinu 17 sběrače topného kondenzátu.The wedge space 21 and the annular baffles 22 allow countercurrent heat exchange between the incoming superheated steam and the heated medium exiting the outlet throat 25 through the outlet water chamber 2. Condensate from the annular space T is discharged via line 22 below the level 17 of the heating condensate collector.

Do ohříváku je možno paralelně zabudovat teplosměnnou plochu i pro ohřev sítové topné vody s přívodním hrdlem 10 a výstupním hrdlem 22· Svislá přepážka 23 rozděluje okruh turbinového kondenzátu a sítové topné vody jednak v parním prostoru 6, 7_, jednak ve sběrači topných kondenzátů až po výstupní hrdla 22» 44 a jednak i v prostoru vodních komor 22» 22» opatřených dalšími hrdly 22» 46·A heat exchanger surface can also be integrated in the heater in parallel to heat the mains water with the inlet and outlet port 22. The vertical partition 23 divides the circuit of the turbine condensate and the sieve heating water both in the steam space 6, 7 and in the heating condensate collector up to the outlet orifices 22 »44 and also in the chamber of water chambers 22» 22 »provided with additional orifices 22» 46 ·

Řešení podle vynálezu vedle přínosu energetických úspor umožňuje snížení prostorové náročnosti a zjednodušení funkčního schématu vysokotlaké a nízkotlaké regenerace. Dále umožňuje vybraných topných odběrech páry snadné paralelní zabudování i topné plochy pro ohřev sítové vody do společného parního prostoru ohříváku při možnosti znehodnocení turbinového kondenzátu v případě netěsnosti teplosměnného systému topné sítové vody.The solution according to the invention, besides the benefit of energy savings, enables a reduction of the space requirement and simplification of the high-pressure and low-pressure regeneration function diagram. Furthermore, the selected steam draw-offs allow easy parallel installation of the heating surfaces for heating the sieve water into the common steam space of the heater with the possibility of deterioration of the turbine condensate in case of leakage of the heat sieve heating water system.

Claims

object of the invention

1. A regenerative heater for power generating units with inverted U-shaped heat exchange tubes with different lengths of straight sections centrally embedded in a vertical cylindrical shell, characterized in that the ends of the tubes (3) on a longer straight section are anchored into a round tube sheet (5) below which the water chamber (18) and the ends of the tubes (3) are anchored in a shorter straight section into an annular tube sheet (4) under which the outlet water chamber (19) is formed, a countercurrent condenser cooler is formed above the tube tube (5); above the annular tube sheet (4), a counter-current steam superheater is formed in the inter-tube space (7).

2. The regenerative heater of claim 1, wherein the countercurrent condensate cooler is formed by annular baffles (11) and annular baffles (12) and the superheat condenser is formed by an inlet wedge ring (21) and annular baffles (22).

3. The regenerative heater according to claim 1, characterized in that separate heat exchange surfaces for heating the condensate, for the heating of the mains heating water or for the heating of the power plant area are installed in the common space, the restricted jacket (1, 2) and the tubesheets (4, 5). separated by vertical partitions (23).