FI79610B - Vattenkyld kondensator. - Google Patents

Description

1 79610

Vesijäähdytteinen kondensaattori

Keksintö tarkoittaa sellaista vesijäähdytteistä kondensaattoria, jossa titaanisten kondensaattoriputkien päät on valssattu ja/tai hitsattu asianomaiseen putkisäleikköön ja jossa putkisäleiköt ovat joko kulmaliitoksella hitsatut tai laipoilla ruuvatut kiinni kondensaattorin tai vesikammion vaippaan.

Tällaiset moottoreiden niinsanottuun kylmään päähän sijoitetut kondensaattorit, joiden tarkoituksena on mahdollisimman suuren tyhjön synnyttäminen, esimerkiksi suurehkon paine- ja lämmön-alenemisen aiheuttaminen höyryturbiinissa, ovat tunnettuja.

Mikäli kyseessä ovat sellaiset kondensaattorit, joissa vesikam-mio on laipoilla yhdistetty putkisäleikköön ja kondensaattorin kuoreen,niin esiintyy seuraavia ongelmia.

Erittäin suurten laippojen työstäminen nykyisiin suurkonden-saattoreihin rakennuspaikalla muodostuu hyvin rasittavaksi: periaattessa on olemassa vaara, että ilmaa voi tunkeutua suurten laippojen läpi kondensaattorin höyrytilaan; vuotavia laippoja voidaan jälkeenpäin tiivistää vain hyvin tilapäisesti ja vaivalloisesti.

Jos sitävastoin on kysymys pelkästä hitsausrakenteesta niin vesikammioiden teräslevyseinämät ovat hitsatut kondensaattorin vaippaan ja teräslevyiset putkisäleiköt ovat yleensä hitsatut vesikammioihin. Tämä aiheuttaa seuraavia ongelmia:

Putkisäleikössä on veden puolella oltava ruostumaton pinnoitus; vesikammion vaadittava suojapeite vedetään pinnoitetun putki-säleikön erään osan yli ja se on hyvin omiaan varsinkin putki-säleikkö/vaippaliitoksen alueella; mikäli putket ovat hitsatut kiinni, niin käytön aikana on aksiaalisten putkivoimien takia olemassa se vaara, että pinnoitus irtoaa putkisäleikön revitetyllä alueella; 2 79610 jos putket sitävastoin ovat vain valssatut kiinni^ niin jäähdytysvesi saattaa vuotojen takia joutua pinnoituksen läpi putki-säleikköön, joka ei kestä merivettä ja aiheuttaa siellä ruosteen kukintaa.

Nykyään vaaditaan voimalaitoksen käyttäjiltä äärimmäistä tiiviyttä jäähdytysveden murtautumista vastaan kondensaatto-reihin. Sallitut vuotoerät ovat tuskin mitattavissa, mikä aiheuttaa sen, että tähänastinen putkien valssaustekniikka korvataan putkien kiinnihitsaamisella. Sen lisäksi pääsevät nykyään äärimmäisen hyvin korroosiota kestävät titaaniputket käyttöön.

Mainitussa laippaliitoksessa on nyt olemassa mahdollisuus valssata ja/tai hitsata titaaniputket yhteen myös titaaniputkisä-leikön kanssa. Tämä on varsinkin sen tähden helposti käsitettävää koska tarkoituksenmukaisesti titaania voidaan hitsata yhteen vain titaanin kanssa. Titaaniputkisäleikön ruuvaami-seksi sekä vesikammion että myös kondensaattorivaipan laippoihin on huolehdittava vastaavista tiivisteistä. Vesikammion vaipan ja putkisäleikön väliin on sitäpaitsi sijoitettu joka tapauksessa tarvittava suojapeitteen kumikerros, kun taas putkisäleikön ja kondensaattorin vaipan laipan väliin on pantu pehmeä tiiviste. Pitemmän käyttöajan jälkeen saattaa tällainen ratkaisu kuitenkin aiheuttaa sekä jäähdytysveden että myös ilman murtautumisen höyrytilaan koska tiivisteet joutuvat hyvin huomattavan rasituksen alaisiksi putkien ja kondensaattorin kuoren välisten erilaisten venymisten takia.

Hitsausrakenteessa on titaaniputkia käytettäessä pinnoituksenkin mainituista syistä oltava titaanista. Esiintyvien lämpövaih-teluiden takia on kuitenkin olemassa - tosin vain vähäinen -vaara pinnoituksen irtoamisesta. Kun tätä on täysin mahdotonta ajatella varsinkin nykyisissä ydinlaitoksissa, jotka asettavat äärimmäisen suuret vaatimukset syöttöveden puhtaudelle niin voimalaitosten käyttäjät vaativat täysin varmoja ratkaisuja.

3 79610

Mitä korroosioon ja tiiviyteen tulee voidaan siis titaaniput-kien ohella ottaa huomioon myös vain titaaniputkisäleiköt.

Patenttivaatimusten tunnusmerkkiosassa määritellyn keksinnön tavoitteena on aikaansaada edellä mainitunlaiseen vesijäähdytteiseen kondensaattoriin putkisäleikön liittäminen kondensaattorin tai vesikammion vaipan teräslevyyn.

Keksinnöllä on samalla mahdollista voida ylipäänsä ensi kertaa hitsausrakenteissa käyttää titaanisia putkisäleikköjä ja varustaa laipparakenteissa kriittinen kohta ehdottoman tiiviillä hitsausliitoksella.

Piirustuksessa on kaaviomaisesti esitetty kaksi keksinnön sovellutusesimerkkiä.

Kuvio 1 esittää osittaista pituusleikkausta kondensaattorin vaippaan hitsatusta putkisäleiköstä.

Kuvio 2 esittää osittaista pitkittäisleikkausta vesikammion, putkisäleikön ja kondensaattorin kuoren laippaliitoksesta.

Kuvioissa samat osat ovat varustetut samoilla vertailuviitteil-lä. Keksinnön kannalta epäoleellisia osia, kuten esimerkiksi vesikammion ja putkien sisääntulon muotoa ei ole esitetty vaikkakin jäähdytysveden syöpymisteho on ehdoton edellytys niiden rakenteen suhteen. Varsinaista putkien kiinnitystä sekä höyrytilan putkien pinkkamaista asetelmaa ei myöskään ole esitetty koska ne eivät mitenkään auta ymmärtämään keksintöä paremmin. Pidettäköön lisäksi kiinni siitä, että kondensaattorin varsinainen geometria, sen suuruus ja sen asennustapa eivät tässä yhteydessä merkitse mitään ja että myöskään putki-säleikköjen muoto, olkoon pyöreä tai monikulmainen, ei vaikuta keksinnön toimintatapaan. Tämä kaikki aiheuttaa sen, että keksinnön selitys voi tapahtua vesikammion yksinkertaisen periaateluonnoksen perusteella.

4 79610

Yksinkertaisesta C-teräksestä tehtyä kondensaattorin vaippaa on merkitty l:llä, joka kuviossa 1 on hitsattu yhteen myös yksinkertaisesta teräslevystä tehdyn vesikammion seinämän 2 kanssa. Erityisesti merivettä jäähdytysaineena käytettäessä seinämä 2 on veden puolelta täysin ja vaippa 1 osittain varustettu suojapeitteellä 3, joka yleensä on kumikerros, mutta joka kuitenkin myös saattaa olla lasikuituvahvisteinen epoksihartsi-kerros. Putkisäleikkö 4 on puhdasta titaania. Se on varustettu useilla titaaniputkilla 5, joiden päät voivat olla joko valssatut, hitsatut kiinni tai kumpaakin. Näiden putkien läpi, jotka muodostavat varsinaisen jäähdytyspinnan ja kulkevat koko pituudelta höyrytilan 6 lävitse ja ovat samalla ei-näytet-tyjen tukilevyjen tukemia, syötetään puhdasta jäähdytysvettä ensimmäisestä vesikammiosta 7 toiseen, vastapäätä sijaitsevaan vesikammioon. Höyrytilassa 6 putkien ympäri virtaa kondensoi-tava höyry poikkivirtauksena.

Keksinnön mukaisesti kondensaattorin vaipan 1 sisäpuoli on nyt putkisäleikköön 4 liittymiskohdassaan varustettu räjäytyspin-noitetulla titaanilla 8. Pinnoituksen kestävyyden takia sen aksiaalinen ulottuvuus (putkiakseleille asetettuna) on mitattu vastaavaa putkisäleikön paksuutta suuremmaksi.

Räjäytyspinnoituksessa tai myös räjäytyshitsauksessa on kyse menetelmästä, jolla voidaan valmistaa metalliyhdistelmiä, joita ei voida tehdä sulahitsauksella. Päällystettävän kondensaattorin vaipan päälle asetetaan titaanilevy pienelle etäisyydelle vaipasta. Titaanilevylle jaettu räjähdysaine sytytetään yhdeltä puolelta, minkä jälkeen räjähdysalue leviää suurella nopeudella titaanin yli ja kiihdyttää sitä kondensaattorin vaippaan. Samalla törmäysalueella syntyy hyvin suuria paineita, jotka aikaansaavat valuvia metallirajakerroksia ja siis erittäin tasaisen hitsauksen.

Putkisäleikkö 4 on höyry- ja vesipuolelta koko laajuudeltaan kulmaliitoksilla 9 tai 10 hitsattu yhteen pinnoituksen 8 ja siis 5 79610 kondensaattorin kuoren kanssa. Tunnettuun hitsausrakentee-seen verrattuna tämä uusi ratkaisu on sikäli edullisempi ettei se edes vuotavissa putkiliitoksissa voi aiheuttaa pelättyä ruosteen kukintaa. Lisäksi on tähän saakka käytetty seisonta-kyllästys tarpeetonta. Sen lisäksi kumitus sujuu olennaisesti tähänastista yksinkertaisemmin koska putkisäleikön kuoren liitoskohta ei ole ohitettavissa. Suojapeite 3 on helposti vedetty tiukasti pinnoituksen viistotun pään yli.

Kuvion 2 mukaisessa kondensaattorin suunnittelussa ovat sekä kondensaattorin vaippa 1 että myös vesikammion seinämä 2 asianmukaisesti varustetut kiinnihitsatuilla laipoilla 1' tai 2', joiden väliin titaaninen putkisäleikkö on lujasti ruuvattu vain viitteellisellä ruuviliitoksella 12. Suojapeite 3 on veden puolelta asetettu keskelle laippaa. Keksinnön mukaisesti on tässä sijoitettu laipan 1' tiivistyspinnalle räjäytyspinnoitettu titaani 8'. Pinnoitus tiivistetään täydellisesti sen jälkeen kun putkisäleikkö on yhdistetty kondensaattorin kuoreen hitsaus-saumalla 9'. Paremman hitsattavuuden takia laippaan 1' on tehty kolo 11 tiivistyshitsauksen alueella. Samalla höyrytila on turvattu sekä ilman sisääntunkeutumista että myös jäähdytysvettä vastaan, joka saattaisi pisaroida sisään mahdollisen vuotavan suojapeitteen 3 ja ruuvinreikien kautta. Arvelut siitä, että räjäytyspinnoitus saattaisi irrota, ovat tässä rakenteessa tarkoituksettomia, koska ruuviliitoksen seurauksena pinnoitusta rasittaa yksinomaan paine.

Claims (1)

1. 6 79610 Patenttivaatimus Vesijäähdytteinen vaipparakenteinen lauhdutin, jolloin rakenne käsittää vesikammion vaipan (2, 2') ja lauhduttimen vaipan (1, 1'), joka on teräslevyä ja rajaa lauhduttimen höyrytilaa (6) sekä putkilevyn (4), johon titaanisten lauhdutinputkien (5) päät on valssattu ja/tai hisattu kiinni, putkilevyjen ollessa joko hitsattu pienasaumalla tai ruuvattu laippojen avulla kiinni lauhduttimen tai vesikammion vaipan kanssa, tunnettu siitä, että putkilevy (4) on titaania ja että teräksinen lauhduttimen vaippa (1, l') tai vesikammion vaippa (2, 2') on putkilevyihin (4) liittyvissä kohdissa varustettu titaanisel-la räjäytyspinnoituksella (8, 8'), joka höyrytilan (6) puolelta on vesitiiviisti hitsattu (9, 9') yhteen titaanisen putki-levyn (4) kanssa.