CS259611B1 - Vestavba podchlazovače kondenzátu topné páry - Google Patents

Abstract

Řešení se týká vestavby podchlazovače topné páry výměníku tepla se svislým tělesem, který se vyznačuje dobrou účinností, přičemž zajišťuje dlouhodobou životnost teplosměnných trubek, při své vlastní jednoduché konstrukci. Vestavba je koncipována tak, že výhodně umožňuje podélné protiproude proudění ohřívané vody v trubkách a topného kondenzátu v mezikruhovém průřezu tenkostěnných koncentrických trubek, a je možno ji použít jak v klasické, tak v jaderné energetice.

Description

Vynález se týká vestavby podchlazovače topné páry výměníku tepla se svislým tělesem, který se vyznačuje dobrou účinností, přičemž zajišťuje dlouhodobou životnost teplosměnných trubek při své jednoduché konstrukci.

Při stavbě ohříváků pro regeneraci hlavního turbinového kondenzátu, pro účely ohřevu teplofikační vody odběrovou parou a podobně se z důvodu zvýšení tepelné účinnosti i pro dispoziční zjednodušení používají podchlazovače kondenzátu topné páry vestavěné do tělesa ohříváku. U svislých ohříváků vody se tyto vestavěné podchlazovače umísťují ve spodní části tělesa ohříváku nade dnem trubkovnice, v prostoru vstupního tahu teplosměnných trubek. Přitom se kondenzát topné páry vede napříč teplosměnných trubek pomocí různých vestaveb tvořených horizontálními plechy — přepážkami, kterými procházejí teplosměnné trubky. Takto řešené vestavby podchlazovače jsou zdrojem poruch a v provozu se neosvědčují. Hlavním důvodem je to, že teplosměnné trubky procházejí přepážkami s určitou vůlí, kterou proniká velkou rychlostí parovodní směs a způsobuje erozi trubek. Tomuto nepříznivému účinku napomáhá i geodetická výška podchlazovače, kde v důsledku výškového rozdílu nastává uvolňování parních bublin.

Uvedené nevýhody odstraňuje vestavba podchlazovače kondenzátu topné páry podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že sestává z tenkostěnných trubek koncentricky umístěných kolem vstupní části teplosměnných trubek prvého tahu, přičemž s výhodou jsou tyto tenkostěnné koncentrické trubky upevněny do horizontálních den a tato dna v prostoru mezi prvým a druhým tahem trubek v tělese výměníku navazují na svislou stěnu, která navazuje na těleso a na trubkovnici.

U takto řešené vestavby je zajištěna dobrá teplotechnícká funkce protiproudem v mezikruží vhodně dimenzovaném při jednoduché konstrukci vestavby. Nejvýznamnější účinek tohoto řešení je, že nedochází k eroznímu poškozování trubek a je proto prodloužena životnost celého výměníku. Podchlazovač s ohledem na jednoznačné proudění lze přitom správně ekonomicky dimenzovat.

Příklad provedení vestavby podchlazovače kondenzátu topné páry výměníku tepla se svislým tělesem je na obr. 1. Obr. 2 představuje zmenšený vodorovný řez výměníkem v rovině A — A.

Ve svislém tělese 1 běžně užívaného vlásenkového ohříváku vody je umístěn svazek teplosměnných trubek tvaru obráceného U. Do prvého tahu 2 trubek vstupuje voda, z druhého tahu 3 trubek vystupuje ohřátá yoda. Svazek trubek je zakotven ve spodní horizontální trubkovnici 4, na kterou navazuje vodní komora 5 s dělicí mezistěnou 6. Do vodní komory 5 je vstup vody otvorem 7, výstup ohřáté vody otvorem 8. Voda v teplosměnných trubkách se ohřívá kondenzující parou, která vstupuje do tělesa 1 výměníku otvorem 9, Narážecí štít 10 rozděluje topnou páru a chrání trubky proti případné erozi. Teplosměnné trubky procházejí dělicími mezistěnami 11, které mohou sloužit i k odvodu kondenzátu stékajícího z trubek. Šipky 12 znázorňují tok topné páry. Hladina 13 kondenzátu je nad horním horizontálním dnem 14 vestavby podchlazovače. Kolem vstupní nejchladnější části trubkového svazku prvého tahu 2 jsou koncentricky umístěny tenkostěnné trubky 15 vhodného rozměru z hlediska přenosu tepla a hydraulického odporu.

Mezikruhovým průřezem tvořeným vnějším povrchem teplostěnných trubek prvého tahu 2 a vnitřním povrchem tenkostěnných koncentrických trubek 15 proudí shora dolů topný kondenzát — tedy výhodně v protiproudu vůči ohřívané vodě — a ochlazuje se. Horizontální dna 14 vestavby v prostoru mezi prvým a druhým tahem 2, 3 teplosměnných trubek, přibližně ve středu tělesa 1 výměníku těsně navazují na svislou stěnu 18, která navazuje na těleso 1 a na trubkovnici 4, takže podchlazený kondenzát je veden v části prostoru nad trubkovnicí 4, kde je zakotven prvý tah 2 trubek. Odtud se podchlazený kondenzát odvádí z tělesa 1 výměníku otvorem 17. Vstup i výstup topného kondenzátu do koncentrických trubek 15 lze pro snížení hydraulických odporů provést pozvolný.

Je patrno, že vhodnou volbou rozměrů tenkostěnných koncentrických trubek se nastaví rychlost a tedy součinitel přestupu tepla ochlazovaného topného kondenzátu. Tímto uspořádáním, oproti současně používanému příčnému uspořádání, lze zajistit dokonalou těsnost a odstraňuje se možnost erozního napadání teplosměnných trubek, které žádnými štěrbinami stěn neprocházejí. Odpadají zde rovněž účinky geodetického rozdílu v různých výškách topného kondenzátu. Prvý tah 2 teplosměnných trubek přebírá hlavní část tepla a tedy i kondenzátu oproti druhému tahu 3. Toho lze rovněž využít při zavádění kondenzátu do vestavby podchlazovače, např. úpravou svislé stěny 16. Na obr. 1 je nejjednodušší řešení této svislé stěny 16. V části prostoru pod hladinou kondenzátu 13, který obklopuje výstupní teplosměnné trubky druhého tahu 3, se topný kondenzát pohybuje samocirkulací a postupně vstupuje do prostoru nad hórní horizontální dno 14 vestavby podchlazovače, kde se promíchává a strhuje do podchlazovače.

Claims (2)

1. Vestavba podchlazovače kondenzátu topné páry ve výměníku tepla se svislým tělesem, vyznačená tím, že sestává z tenkostěnných trubek (15) koncentricky umístěných kolem vstupní části teplosměnných trubek prvého tahu (2).

2. Vestavba podchlazovače kondenzátu topné páry podle bodu 1 vyznačená tím, že

VYNALEZU tenkostěnné trubky (15) koncentricky umístěné kolem vstupní části teplosměnných trubek jsou upevněny do horizontálních den (14), přičemž tato dna (14) v prostoru mezi prvým a druhým tahem (2, 3) trubek v tělese (1) výměníku navazují na svislou stěnu (16), která navazuje na těleso (lj a na trubkovnici (4).