Vynález sa týká vlásenkového výmenníka s podchlazovačom tepla, ktorý rieši ohřev vody sýtou resp. prehriatou parou v systéme regenerácie parných turbín, klasických a jádrových elektrární ako aj v sústavách centralizovaného zásobovania teplom.The present invention relates to a hairpin heat exchanger with a heat subcooler, which solves the heating of the water through the carbonated and / or hot water. superheated steam in a system for the regeneration of steam turbines, conventional and nuclear power plants as well as in centralized heat supply systems.
Doteraz známe riešenia vlásenkového výmenníka tepla sú také, že bud nezaistujú ohřev vody v jednom zariadení, alebo ák áno, tak v nich nie je využitá zabudovaná teplovýmenná plocha. Pre ekonomické vychladenie ohrievacej páry sú v prvom případe potřebné dva až tri výmenníky tepla. V případe dvoch výmenníkoch tepla sú možné dve kombinácie a to následovně: V jednom výměnníku tepla prebieha zrazenie préhriatia a kondenzácia ohrievacej páry a v druhom výmenníku tepla podchladenie kondenzátu ohrievacej páry. Menej známe, ale realizovatelné je tiež riešenie, že v jednom výmenníku tepla prebieha zrazenie préhriatia ohrievacej páry a v druhom kondenzácia ohrievacei páry a podchladenie jej kondenzátoru. V případe troch výmenníkov tepla sa voda ohrieva tak, že z hladiska vychladenia ohrievacej páry v jednom prebieha zrazenie prehratia, v druhom kondenzácia a v treťom podchladenie kondenzátoru ohrievacej páry. Takéto riešenia vlásenkových výmenníkov tepla sú materiálovo aj výrobně velmi náročné a okrem toho majú aj zvýšené nároky na priestor. Čiastočne uvedené nevýhody eliminuj ú integrálně vlásenkové výmenníky tepla, ktoré majú v jednom telese umiestnené všetky tri časti t.j. zrážaciu, kondenzačnú a podchladzovaciu. Pre případ ohrievania sýtou parou výmenník tepla má len kondenzačnú a podchladzovaciu časť, ktorá u vertikálnych výmenníkov tepla je umiestnená nad rúrkovnicou na straně vstupu ohrievanej vody do výmenníka tepla. Problémy s utěsněním podchladzovacej časti viedli k tomu, že táto bezprostredne navazuje na kondenzačnú časť a tým je zaplavená kondenzátom ohrievacej páry aj druhá časů rúrkového zvázku na straně výstupu ohrievanej vody, čo vzhladom na výměnu tepla je nevyužitá plocha a v niektorých prípadoch vo výmenníkoch tepla ohrievaná voda móže ohrievať kondenzát ohrievacej páry.Hitherto known solutions of the hairpin heat exchanger are such that either they do not provide water heating in one device, or yes, so they do not use the built-in heat exchange surface. In the first case, two to three heat exchangers are required to cool the heating steam economically. In the case of two heat exchangers, two combinations are possible, as follows: In one heat exchanger, the condensation of overheating and condensation of the heating steam takes place and in the other heat exchanger the sub-cooling of the heating steam condensate takes place. A lesser known, but feasible solution is also that in one heat exchanger, the condensation of the heating steam takes place, and in the other the condensation of the heating steam and the condensation of the condenser. In the case of three heat exchangers, the water is heated in such a way that the superheat is cooled down in one case, the superheat is condensed in one, the condensation in the second and the heating steam condenser in the third. Such hairpin heat exchanger solutions are very demanding in terms of material and production, and in addition have increased space requirements. The partially mentioned disadvantages eliminate integrally hairpin heat exchangers having all three parts, i.e., shrink, condensation and subcooling, located in one body. In the case of saturated steam heating, the heat exchanger has only a condensing and subcooling section which, in vertical heat exchangers, is located above the pipe on the side of the heated water inlet to the heat exchanger. Problems with sealing the subcooling part have led to the sub-condensation part being directly flooded with the condensate of the heating steam and the second tube bundle times at the hot water outlet side, which due to heat exchange is an unused area and in some cases heated in heat exchangers the water can heat up the condensation of the heating steam.
Uvedené nedostatky odstraňuje vlásenkový výmenník tepla s podchladzovačom, ktorého podstata spočívá v tom, že prvá polovina rúrkovnice na vstupe ohrievanej vody, nad ktorou je podchladzovacia časů, je umiestnená nižšie ako druhá polovina rúrkovnice na vstupe ohrievanej vody, nad ktorou je podchladzovacia časů, je umiestnená nižšie ako druhá polovina rúrkovnice na výstupe ohrievanej vody nad úrovňou, ktorej je kondenzačně časů. Vstup a výstup ohrievanej vody je oddělený medzistenou, ktorá je upevněná na jednotlivé poloviny rúrkovnice a dno a pokračuje v kondenzačněj časti, ktorú rozděluje na vstupnú a výstupnú sekciu ohrievacej páry.These drawbacks are eliminated by a hairpin heat exchanger with a supercooler, which is based on the fact that the first half of the hot-water inlet tube above which the supercooling time is located is lower than the second half of the hot-water inlet tube above which the undercooling time is located lower than the other half of the tubesheet at the outlet of the heated water above a level of condensation times. The inlet and outlet of the heated water is separated by a partition, which is fixed to the individual halves of the tubesheet and the bottom and continues in the condensation section, which it divides into the inlet and outlet sections of the heating steam.
Výhody takéhoto riešenia vlásenkového výmenníka tepla s podchladzovačom spočívájú v tom, že pr? nezměněných nárokoch na priestor v porovnaní s doterajším riešením je materiálovo menej náročný a súčasne v případe porúch rúrkového zvázku lahšie a časovo rýchlejšie opravitelný.The advantages of such a solution of a hairpin heat exchanger with a subcooler are that pr? Unchanged space requirements compared to the previous solution are less demanding in terms of material and, at the same time, in the case of tube bundle failures, it is easier and quicker to repair.
Na priloženom výkrese je znázorněné riešenie vlásenkového výmenníka tepla s podchladzovačom, u ktorého na teleso 1 je privarená prvná polovina rúrkovnice 2, vstup 3. ohrievanej vody, druhá polovina rúrkovnice 4, a výstup 5 ohrievanej vody. Na dno 6 a na rúrkovnice 2, 4 je privarená medzistena 7, ďalej na rúrkovnice 2, 4. vypúštacia rúrka 8 podchladzovacej časti 9., vypúštacia rúrka 10 kondenzačnej časti 11 a odvzdušňovacia rúrka 12 vstupu 3. ohrievanej vody. Na teleso 1 je privarené vstupné, výstupné hrdlo 13, 14 ohrievacej páry resp. jej kondenzátu a odvzdušňovacia rúrka 15 vstupnéj a výstupnéj sekcie 16, 17 ohrievacej páry. V podchladzovacej časti 9 a v kondenzačnej časti 11 sú vodorovné přepážky 18.. Na dno 6 je privarené vstupné, výstupné hrdlo 19, 20 ohrivanej vody a vypúštacie rúrky 21. Rúrky 22 rúrkového zvázku 23 sú na obidvoch koncoch zavalcované a privarené do rúrkovníc 2 a 4.. Ohrievaná voda prúdi vstupným hrdlom 19 do vstupu 3. a odtial do rúrok 22 rúrkového zvázku 23, čím postupné přejde podchladzovacou častou 9, kondenzačnou častou 11 do výstupu 5. ohrievanej vody, z ktorého von prúdi výstupným hrdlom 20. Odvzdušnenie vstupu 3 je cez odvzdušňovaciu rúrku 12 a jeho vypúštanie ako aj výstupu 5 ohrivanej vody cez výpúštaciu rúrku 21. Ohrievacia para prúdi vstupným hrdlom 13 do vstupnéj sekcie 16 a potom do výstupnéj sekcie 17 kondenzačnej časti 11, v ktorej usměrňovaná medzistenou 7 a vodorvnými přepážkami 18 obtéká rúrky 22 rúrkového zvázku 23.. Tu ohrievacia para kondenzuje a jej kondenzát stéká do podchladzovacej časti 9., v ktorej v smere vodorovných prepážok 18 obtéká rúrky 22 rúrkového zvázku 23 a von prúdi výstupným hrdlom 14. Vypúštanie kondenzačnej časti 11 je cez výpúštaciu rúrku 10., podchladzovacej časti 9 cez výpúštaciu rúrku 8. a odvzdušnenie týchto častí cez odvzdušňovaciu rúrku 15.The attached drawing shows a solution of a hairpin heat exchanger with a subcooler, in which the first half of the tube sheet 2, the heated water inlet 3, the second half of the tube sheet 4, and the heated water outlet 5 are welded to the body 1. On the bottom 6 and on the tubesheets 2, 4, a partition 7 is welded, further on the tubesheets 2, 4. the discharge tube 8 of the subcooling part 9, the discharge tube 10 of the condensation part 11 and the breather tube 12 of the heated water inlet. The inlet, outlet orifices 13, 14 of the heating steam respectively are welded to the body 1. its condensate and the vent pipe 15 of the inlet and outlet sections 16, 17 of the heating steam. In the subcooling section 9 and in the condensation section 11 there are horizontal baffles 18. The inlet 6, the outlet water outlet 19, 20 of the heated water and the discharge pipes 21 are welded to the bottom 6. The tubes 22 of the tube bundle 23 are rolled at both ends and welded into the tubes 2 and The heated water flows through the inlet throat 19 into the inlet 3 and from there to the tubes 22 of the tube bundle 23, thereby gradually passing the subcooling part 9, the condensation part 11 into the heated water outlet 5, from which it flows out through the outlet throat 20. is via the vent pipe 12 and its discharge as well as the heated water outlet 5 through the discharge pipe 21. The heating steam flows through the inlet throat 13 to the inlet section 16 and then to the outlet section 17 of the condensation section 11 in which it is routed by partition 7 and horizontal baffles 18 Here, the heating steam condenses and its condensate flows down to the subcooling time. 9 in which, in the direction of the horizontal baffles 18, the tubes 22 of the tube bundle 23 flow and outflow through the outlet throat 14. The condensation portion 11 is discharged through the discharge tube 10, the subcooling portion 9 through the discharge tube 8 and vented through the deaeration tube. 15 Dec
Vynález je možné okrem systémov regenerácie parných turbín klasických a jádrových elektrární a sústav centralizovaného zásobovania teplom využit pri akomkolvek ohřeve vody resp. iného média pomocou sýtej resp. prehriatej páry, pri ktorom je nutné využit jej kondenzačně a kvapalinové teplo.The invention can be used in any kind of water heating or in addition to steam turbine regeneration systems of conventional and nuclear power plants and centralized heat supply systems. other medium by means of rich respectively. superheated steam, where it is necessary to use its condensation and liquid heat.