DK159741B - Vandkoelet kondensator - Google Patents

Description

DK 159741 B

Opfindelsen angår en vandkølet kondensator, ved hvilken kondensatorrørene af titan ved deres ender er indvalsede og/eller indsvejste i en rørbund, og ved hvilken rørbundene og kondensatorkappen eller vandkamtnerkappen enten er sammensvejst med en kantsøm 5 eller sammenskruet ved hjælp af flanger.

Sådanne kondensatorer, der er anbragte ved maskiners såkaldte kolde ende, og tjener til ved tilvejebringelse af et så højt vakuum som muligt at give f.eks. en dampturbine et større tryk- og temperaturfald, er kendte.

10 Når det drejer sig om sådanne kondensatorer, hvor vand kammeret over flanger er forbundet med rørbunden og kondensatorkappen, foreligger følgende problemer: - Bearbejdningen på kondensatorens opstillingssted af de meget store flanger på de nu til dags anvendte storkondensa- 15 torer er meget kompliceret; - faren for at der på grund af de store flanger kan trænge luft ind i kondensatorens damprum kan ikke med sikkerhed udelukkes; - utætte flanger kan senere kun tættes meget nødtørftigt og 20 med besvær.

Dersom det derimod drejer sig om en ren svejsekonstruktion, er vandkamrene stål pladevægge sammensvejst med kondensatorkappen, og rørbundene af stål plade er sædvanligvis indsvejst i vandkamrene.

Dette medfører følgende problemer: 25 - Rørbunden skal på vandsiden være forsynet med en rustfri pladebelægning; - vandkammerets nødvendige beskyttelseslag trækkes ind over en del af rørbundens pladebelægning og bliver, især i forbindelsesområdet mellem rørbunden og kappen, meget sårbar; 30 - dersom rørene er indsvejste, er der under driften fare for, at pladebelægningen løsnes i rørbundens med huller forsynede zone på grund af de aksi ale rørkræfter; - dersom rørene derimod kun er indvalsede, kan kølevand på grund af lækager nå ind bag pladebelægningen og ind til 35 rørbunden, der ikke er saltvandsbestandig og der medføre rustudblomstringer.

Kraftværkerne forlanger idag en ekstrem tæthed mod indtræden af kølevand i kondensatorer. De tilladelige lækrater kan knap måles, hvilket medfører, at den hidtil anvendte teknik med indvalsning af

DK 159741B

2 rørene suppleres med indsvejsning af rørene. Endvidere anvendes idag ekstremt korrosionsbestandige titanrør.

Ved den nævnte flangeforbindelse består nu den mulighed også at indvalse og/eller indsvejse titanrørene i titanrørbunde. Dette er 5 især nærliggende, fordi titan praktisk taget kun kan sammensvejses med titan. Til sammenskruning af titanrørbunden både med vand-kammerkappens og med kondensatorkappens flanger skal der anvendes passende tætninger. Mellem vandkammerkappen og rørbunden har man derfor anbragt det i forvejen nødvendige beskyttelseslags gummi lag, 10 medens der mellem rørbunden og kondensatorkappens flange er blevet indlagt en blød tætning. Efter længere tids drift kan en sådan løsning imidlertid medføre indtræden både af kølevand og af luft i damprummet, idet tætningerne belastes meget hårdt på grund af de forskellige udvidelser mellem rørene og kondensatorkappen.

15 Ved den svejste konstruktion er det ved anvendelse af titanrør nødvendigt, at pladebelægningen af de nævnte grunde ligeledes består af titan. På grund af de optrædende varmespændinger er der imidlertid en - om end kun lille - fare for, at pladebelægningen løsnes. Da dette især ved nukleare anlæg, der stiller ekstremt høje 20 k^av til fødevandets renhed, er fuldstændigt utænkeligt, forlanger kraftværkerne fuldstændigt sikre løsninger. Af hensyn til korrosionen og tætheden kan der således foruden titanrørene kun anvendes titanrørbunde.

Fra US-patentskriftet nr. 4.252.182 kendes en vandkølet 25 kondensator, ved hvilken kondensatorrørene består af titan og ved hver ende strækker sig gennem en rørbund af stål, i hvilken de er fastgjort ved indvalsning. Kondensatorrørene er ved hver af deres yderste ender indsvejste i en foran rørbunden anbragt titanplade, der ved hjælp af en afstandsring holdes i aksi al afstand fra den 30 pågældende rørbund, således at der mellem titanpladen og rørbunden er dannet et mellemrum. Kondensatorens kondensatorkappe og vandkammer er forbundne med hinanden ved hjælp af flanger, der spændes sammen med gevindbolte. Titanpladen og rørbunden er indspændt mellem vandkammerets og kondensatorkappens flanger. Heller ikke ved denne 35 konstruktion yder flange- og skrueboltforbindelserne sikkerhed mod indsugning af luft i kondensatorens damprum.

Fra tidsskriftet "L'Industrie du Petrole en Europe Gaz-Chimie" , bind 43, Nr. 466, November 1975, side 25-27 kendes en varmeveksler med en rørbund af stål, der ved vandsiden enten er

DK 159741 B

3 belagt med titan eller er forsynet med en såkaldt eksplosionstitan-plattering. Forbindelsen mellem rørbunden af stål og den ligeledes af stål bestående kondensatorkappe er uden problemer opnået ved hjælp af to kantsvejsesømme. På en stål flange på vandkammeret er der 5 med mekaniske midler eller ved lodning anbragt en titankrave. Denne krave danner sæde for en tætning mellem flangen og rørbunden, hvilket ligeledes kan medføre de foran beskrevne ulemper.

Formålet med opfindelsen er, derfor ved en vandkølet kondensator af den indledningsvis nævnte art at tilvejebringe en 10 forbindelse af rørbunden med kondensatorkappens eller vandkammer-kappens stål plade.

Denne opgave løses ifølge opfindelsen ved hjælp af en vandkølet kondensator af den i krav l's kendetegnende del angivne udformning.

15 Ved hjælp af opfindelsen er det for første gang muliggjort ved svejsekonstruktioner af titan at kunne anvende rørbunde af titan og ved flangekonstruktioner at forsyne det kritiske sted med en absolut tæt svejseforbindelse.

På tegningen er to udførelseseksempler på opfindelsen an-20 skueliggjort skematisk. På tegningen viser: fig. 1 et delvis længdesnit gennem en i kondensatorkappen indsvejst rørbund, og fig. 2 et delvis længdesnit gennem en flangeforbindelse mellem vandkammeret, rørbunden og kondensator-25 kappen.

I tegningens figurer er ens elementer forsynede med ens henvisningsbetegnelser. Elementer, der ikke er af betydning for opfindelsen, som f.eks. udformningen af vandkammeret og udformningen af rørindløbene, er, skønt disse skal udformes under hensyn til 30 kølevandets korroderende virkning, ikke vist. Heller ikke den egentlige rørfastgørelse og den bundtformede konfiguration af rørene i damprummet er vist, idet dette ikke bidrager til forståelsen af opfindelsen. Det skal desuden bemærkes, at den egentlige geometri af kondensatoren, dennes størrelse og opstillingsmåde ikke er af 35 betydning i den foreliggende forbindelse, og at heller ikke formen af rørbundene, ligegyldigt om de er runde eller har flere sider, har indflydelse på virkemåden af opfindelsen. Dette betyder, at opfindelsen kan forklares ved hjælp af en simpel principskitse af et vandkammer.

DK 159741B

4 I fig. 1 er en kondensatorkappe 1 af almindeligt C-stål sammensvejst med en vandkammervæg 2, der ligeledes består af almindelig stål plade. Hele væggen 2 og en del af kappen 1 er, især dersom der anvendes havvand som kølemiddel, på deres vandside forsynede med 5 et beskyttelseslag 3, der sædvanligvis udgøres af et gummilag, men også kan være et glasfiberarmeret epoxyharpikslag. Rørbunden 4 består af rent titan. Den er forsynet med et antal titanrør 5, der ved deres ender kan være indvalsede, indsvejst eller begge dele. Det friske kølevand føres ved hjælp af disse rør, der danner den egent-10 lige køleflade, og i hele deres længde strækker sig gennem damprummet 6, hvor de understøttes ved hjælp af ikke viste understøtningsplader, fra det første vandkammer 7 ind i det andet deroverfor beliggende vandkammer. I damprummet 6 omstrømmes rørene i tværretning af dampen, der skal kondenseres.

15 Ifølge opfindelsen er indersiden af kondensatorkappen 1 ved det sted, hvor den er forbundet med rørbunden 4, forsynet med en eksplosionsplattering 8 af titan. Af hensyn til platteringens styrke er denne, set i aksial retning, dimensioneret større end rørbundens tykkelse.

20 Eksplosionsplattering eller eksplosionssvejsning er en fremgangsmåde, ved hvilken der kan fremstilles metal kombinationer, der ikke er mulige ved smeltesvejsning. Hertil lægges titanpladen med lille afstand mod kondensatorkappen, der skal belægges. Sprængstof, der er fordelt over titanpladen, antændes ved den ene side, 25 hvorefter detonationszonen med stor hastighed bevæger sig hen over titanpladen og slynger denne mod kondensatorkappen. Herunder opstår meget høje tryk i kollissi onszonen, der medfører flydende metal -grænselag og dermed en fuldfladesvejsning.

Rørbunden 4 er ved dampsiden og vandsiden langs hele sin 30 omkreds sammensvejst med platteringen 8 og dermed med kondensatorkappen ved hjælp af kantsømme 9 og 10. Løsningen ifølge opfindelsen er, sammenlignet med den kendte svejsekonstruktion, fordelagtig ved, at de frygtede rustudblomstringer selv ved utætte rørforbindelser ikke kan forekomme. Endvidere er den hidtil sædvanlige stilstands-35 konservering overflødig. Derudover kan gummieringen udføres på væsentligt enklere måde end hidtil, idet forbindelsesstedet mellem rørbunden og kappen ikke skal overlappes. Beskyttelseslaget 3 trækkes blot ind over den afskråede ende af platteringen.

Ved den i fig. 2 viste kondensatorudformning har 5

DK 159741 B

kondensatorkappen 1 og vandkammervæggen 2 hver en påsvejst flange henholdsvis Γ og 2', mellem hvilke titanrørbunden er fast indskruet ved hjælp af en antydet forskruning 12. På vandsiden bliver beskyttelseslaget 3 trukket med ind mellem flangerne. Ifølge opfindelsen 5 er tætningsfladen af flangen Γ forsynet med en ved eksplosionssvejsning påsvejst titanbelægning 8'. Denne plattering bliver efter rørbundenes samling med kondensatorkappen fuldstændigt tætted med en svejsesøm 9'. Af hensyn til en bedre svejsbarhed er flangen 1' forsynet med en udsparing 11 i tætningssvejsningszonen. Dermed er 10 damprummet sikret både mod indtræden af luft og mod indtræden af kølevand, der ellers ville kunne sive ind gennem et eventuelt utæt beskyttelseslag 3 og skruehullerne. Der er ingen fare for, at eksplosionsplatteringen kan løsnes ved denne udførelse, idet platteringen på grund af sammenskruningen udelukkende trykbelastes.

15 20 25 30 35

Claims (1)

1. 6 DK 159741B \ Patentkrav; Vandkølet kondensator, ved hvilken kondensatorrørene af 5 titan ved deres ender er indvalsede og/eller indsvejste i rørbunde, og ved hvilken rørbundene og kondensatorkappen efter vandkammer-kappen enten er sammensvejste ved hjælp af en kantsøm eller sammenskruede ved hjælp af flanger, kendetegnet ved, at rørbunden (4) på i og for sig kendt måde består af titan, og at kon-10 densatorkappen (Ι,Γ) eller vandkammerkappen (2,2') af stål plade ved forbindelsesstederned med rørbundene (4) er forsynet med en titan-eksplosionsplattering (8,8'), der ved den mod damprummet vendende side er vandtæt sammensvejst (9,9') med rørbundene (4). 15 20 25 30 35