HUT72851A

HUT72851A - Improved steam desuperheater

Info

Publication number: HUT72851A
Application number: HU9502156A
Authority: HU
Inventors: Roy L Feiss
Original assignee: Keystone Int
Priority date: 1993-01-19
Filing date: 1993-12-13
Publication date: 1996-05-28
Also published as: HU9502156D0; KR960700433A; FI953424A0; NO952846D0; WO1994017330A1; AU6049094A; FI953424A; AU693781B2; CZ186695A3; DE69324705D1; EP0700497B1; EP0700497A1; PL309918A1; DE69324705T2; BR9307815A; NO952846L; EP0700497A4; CA2153405A1; DK0700497T3; JPH08505694A

Description

A találmány tárgya túlhevített gőz visszahűtő, gőz bemenettel, gőz kimenettel és a gőz bemenet és gőz kimenet közötti csatornába nyitott hűtővíz bemenettel, főként túlhevített gőz előírt hőmérsékletű gőzzé történő hűtésére.

Számos olyan gőzt felhasználó berendezés van, amely meghatározott hőmérsékletű gőzzel működik. A gőzáram hőmérsékletének szabályozására ill. csökkentésére túlhevített gőz visszahűtő berendezéseket alkalmaznak. Ha a gőz hőmérséklete az előállítás helyén nagyobb, mint a kívánatos, a felhasználás helyén egy visszahűtőben, hűtővíz befecskendezésével csökkenthető a túlhevített gőz hőmérséklete.

Számos olyan túlhevített gőz visszahűtő ismert, amelyben a vizet közvetlenül a gőz csővezetékébe porlasztják. Bár az ilyen visszahűtők működnek, nem biztosítanak kellő ellenőrzési lehetőséget a vízporlasztás minőségét illetően,

amely porlasztási hiányosságok rontják a gőz hőmérsékletének szabályozási pontosságát. Ha például a befecskendezett víz nem elég gyorsan párolog el, összegyűlhet a gőzvezeték alján, ahonnan később ellenőrizhetetlen módon párolog el, ami a szabályozást instabillá, pontatlanná teszi. Ezen túlmenően az el nem párolgóit víz a csővezetékben termikus feszültségeket és eróziót okoz, ami a csővezeték biztonságának csökkenéséhez, esetleg meghibásodásához vezet.

A fenti hiányosságok kiküszöbölésére számos megoldást javasoltak már, amely megoldások lényege, hogy a hűtő vizet komplex porlasztó fuvókákkal nagyon finom szemcsékben porlasztják be a gőzáramba. A nagyon finom porlasztási cseppméret kialakításához nagyon kis átmérőjű fuvókákat alkalmaznak, amelyek viszont nagyon gyakran eltömődnek a vízben lévő szennyezés miatt. Ezen túlmenően a soknyílású, komplex fuvókák előállítási, installáVj vücr> αΧχλΧΛΧa 5. ο i . 4 ο. οor ···· · · « · • · · · · · » · · · · · • · · · · * · ♦ ··· ··· lási és karbantartási költsége is magas, az egyes fúvókákhoz egyedi vízhozzávezető csőrendszert szükséges kialakítani és felszerelni.

A hiányok kiküszöbölését célzó megoldások egy másik csoportjának lényege, hogy a vízszóró fuvókák szögállását úgy alakítják, hogy a fúvóka ne szórjon vizet a csőfalakra. Az ilyen megoldások kialakítása is költséges, a megoldás nem kellően hatékony.

Az ismert megoldások további hiányossága, hogy minden alkalmazáshoz egyedileg méretezni szükséges a fúvókákat és azok elrendezését, ami tovább növeli a megvalósítás költségeit. Az egyedileg méretezett visszahűtők csak egyféle specifikációnak felelnek meg, más követelményekhez nem, vagy csak nehezen adaptálhatók.

Célunk a találmánnyal az ismert megoldások említett hiányosságainak kiküszöbölése, olyan túlhevített gőz visszahűtő kialakításával, amely az ismerteknél hatékonyabb és pontosabb szabályozást tesz lehetővé, amely visszahűtő finom porlasztást tesz lehetővé viszonylag nagy fúvókaátmérők mellett, amely fuvóka a vízben lévő szennyezőkre nem érzékeny, kevésbé hajlamos eltömődésre és amely visszahűtő viszonylag kis költséggel megvalósítható és az egyedi igényekhez adaptálható.

A feladat találmány szerinti megoldása olyan túlhevített gőz visszahűtő, gőz bemenettel, gőz kimenettel, valamint a gőz bemenet és kimenet közötti csatornába nyitott víz bemenettel, amelyben a gőz bemenet és gőz kimenet közötti csatorna gyorsító fúvókaként van kialakítva, amely gyorsító fúvóka felgyorsított, csökkent nyomású gőz tartományában van egy vagy több, elliptikus fúvókanyílású vízporlasztó fúvóka elrendezve.

Előnyösen a túlhevített gőz visszahűtőnek örvénykamrával rendelkező vízporlasztó fúvókája van.

Célszerűen a gyorsító fúvóka a csatornában elrendezett fúvókabetétként van kialakítva.

Előnyösen a vízporlasztó fúvóka a fúvókabetétben van kialakítva.

Célszerűen a vízporlasztó fuvókák és a víz bemenet között vízcsatorna van kialakítva.

Előnyösen a fúvókabetét a csatornában felütköztetéssel rögzítve van.

• · · · · ·

A találmány továbbá olyan túlhevített gőz visszahűtő, gőz bemenettel, gőz kimenettel és a gőz bemenet és kimenet közötti csatornába nyitott víz bemenettel rendelkező házzal, amelyben a gőz bemenet és gőz kimenet közötti csatorna gyorsító fúvókaként van kialakítva, amely gyorsító fúvókéban egy vagy több, a gyorsító fúvóka kimeneténél hűtő vizet a gőzáramba fúvó, víz porlasztó fúvóka kialakítva.

Előnyösen a vízporlasztó fuvóka elliptikus fúvókanyílással van kialakítva.

Célszerűen a túlhevített gőz visszahűtőnek örvénykamrával rendelkező vízporlasztó fúvókája van.

Előnyösen a vízporlasztó fuvóka a fúvókabetétben van kialakítva.

Célszerűen a visszahűtőnek a vízporlasztó fuvóka örvénykamrájába érintőlegesen becsatlakozó vízbevezető csöve van.

Előnyösen a vízporlasztó fúvókák és a hűtővíz bemenet között vízcsatorna van kialakítva.

Célszerűen a vízcsatorna a házban van kialakítva.

Előnyösen a vízcsatorna legalább részben a gyorsító fúvókabetéttel van lezárva.

Az alábbiakban kiviteli példára vonatkozó rajz alapján részletesen ismertetjük a találmány lényegét. A rajzon az

1. ábra túlhevített gőz visszahűtő, részben hosszmetszetben, a

2. ábra gyorsító fuvókabetét falának hosszmetszete, a

3. ábra a 2. ábra szerinti gyorsító fuvókabetét egy darabjának 3-3 nézete.

Az 1. ábra szerinti túlhevített gőz 10 visszahűtő 12 házának 14 gőz bemenete, 16 gőz kimenete, a hűtővíz számára 26 víz bemenete és a 14 gőz bemenetet a 16 gőz kimenettel összekötő 18 csatornája van. A 18 csatorna három részre tagozódik: egy a középső szakasznál nagyobb átmérőjű, hengeres bemeneti 22a csatornaszakaszra, egy ehhez hasonló kimeneti 22b csatornaszakaszra és egy a két 22a, 22b csatornaszakasz közötti, kisebb átmérőjű 20 csatornaszakaszra, amely középső 20 csatornaszakaszt a kimeneti 22b csatornaszakasz felőli végén egy még kisebb átmérőjű belső 24 karima határolja. A bemeneti 22a csatornaszakasz és a középső 20 csatornaszakasz között 21 fallépcső képez átmenetet.

• · · · «4 * » • · · · · · * · · · · *

4· · · · · • ·· ··· ·♦·

A 10 visszahűtő ismert módon gőzvezetékbe építhető be, általában gőzfogyasztó berendezés tápvezetékébe van beiktatva úgy, hogy a 16 gőz bemenetére gőzgenerátor, a 16 gőz kimenetére gőzfogyasztó berendezés van csatlakoztatva. A csatlakoztatás általában a cső szélső csatornaszakaszokba illesztésével és hegesztéssel történik, de tetszőleges más csőkötési mód, pl. karimás csatlakozó vagy karimák közé történő befogás is alkalmazható a visszahűtő csővezetékbe illesztésére.

A 10 visszahűtő 26 víz bemenetére 28 karimás csatlakoztatással hűtővíz nyomóvezetéke van csatlakoztatva. A példában a 28 karima 30 csőtag közbeiktatásával, 32a, 32b varratok mentén történt hegesztéssel van a 12 házon rögzítve.

A középső 20 csatornaszakaszban gyorsító 34 fuvókabetét van a 14 bemenet felől behelyezve, amely 34 fuvókabetét feltámaszkodik a 12 ház belső 24 karimájának gyűrű alakú homlokfelületén. A 34 fuvókabetét szoros illesztéssel vagy zsugorkötéssel van a 12 ház 21 fallépcsővel határolt 20 csatornaszakaszán rögzítve. Az illesztés oly szoros, és az illesztett elemek anyagának rugalmassága olyan, hogy az üzemszerűen előforduló minden hőmérséklet és hőmérsékletváltozás mellett biztosítja a 34 fuvókabetét rögzítését a 12 házban. A 34 fuvókabetét anyaga előnyösen hőkezelt, korrózióálló anyag.

A 34 fuvókabetét külső 46 felülete hengeres, belső felülete a gőz áramlási irányában ívesen csökkenő, hengerfelületbe átmenő alakos 38 felületű, majd a hengeres szakaszt követő, ahhoz élben csatlakozó 40, 42 felületeknél bővülő 36 fúvókacsatomát alkot.

A 12 ház középső 20 csatornaszakaszának falában körbefutó, a 34 fúvókabetét külső 46 felületével lezárt horony alakú 44 vízcsatorna van kialakítva, amely a 26 víz bemeneten beáramló, porlasztandó hűtővizet a 34 fúvókabetétben kialakított 50 fúvókákhoz vezeti. A 44 vízcsatornát a 30 csőtaggal a 12 házban kialakított vízbevezető 48 csatorna köti össze.

A gyorsító 34 fuvókabetét testében Vortex jellegű vízporlasztó 50 fúvókák (2., 3. ábrák) vannak kimunkálva, amelyekből 36 fúvókacsatoma kerülete mentén pl. hat darab van elrendezve (1. ábra). A Vortex 50 fúvóka egy az 50 fúvóka 54 örvénykamrájához tangenciálisan csatlakozó, a 34 fuvókabetét külső 46 felületébe bemunkált vízbevezető 52 csőből, az 54 örvénykamrába 56 kúpos résszel koncentrikusan torkolló hengeres 58 fúvókacsőből és az 58 fúvókacső és a 36 fúvókacsatoma 40 felületének metszésvonalával meghatározott, ferde síkú, ellipszis alakú 60 fúvókanyílásból áll. Az 52 cső nyitott olda• * · lát és az 54 örvénykamrát a középső 20 csatornaszakasz hengeres fala zárja le. Minthogy a 44 vízcsatorna körbe fiit a 34 fúvókabetét körül, a fúvókabetétben körben kialakított 50 fuvókák mindegyikéhez odavezeti a porlasztandó hűtővizet. A 34 fúvókabetétbe bemunkált 50 fuvókák száma az igényelt teljesítménynek megfelelően választható meg, így a 12 házban csak a 34 fúvókabetétet szükséges cserélni egy teljesítmény átállításhoz.

Az alábbiakban részletesen ismertetjük a találmány szerinti túlhevített gőz 10 visszahűtő működését a bemutatott példa alapján. A túlhevített gőz a 14 gőz bemeneten át lép be a 10 visszahűtőbe, a szűkülő 36 fúvókacsatomában felgyorsul, miközben a nyomása a 40, 42 felületek mentén visszaesik. Ebbe a

40., 42 felületekkel határolt térbe porlasztjuk a hűtővizet, amely a gőzben gyorsan elpárolog. Eközben a hűlő gőz a 22b csatornaszakaszon áthaladva kilép a 10 visszahűtőből.

A porlasztandó hűtővíz a 26 víz bemeneten át lép be a 10 visszahűtőbe, a 44 vízcsatornán át eljut mindegyik 50 fúvóka vízbevezető tangenciális 52 csövébe. A hűtővíz a 44 vízcsatornában tartózkodása alatt előhevül azzal az energiával, amit a visszahűtő 12 háza és a 34 fuvókabetét a gőzáramból vett fel.

Amint az leginkább a 2. és 3. ábrák alapján érzékelhető, az 52 csövön át az 54 örvénykamrába benyomuló víz forgásba jön, ennek során a nyomásenergiájának egy része sebességi energiává alakul át. A forgó víz forgási sebessége az örvénykamra közepe felé és lefelé haladva mind nagyobb, a nagy sebességű vízforgás az 58 fúvókacsőbe torkollik, a víz az elliptikus 60 fuvókanyílásból kilépve finoman porlasztódik. A 60 fuvókanyílásból kilépő víz szórásképe elliptikus kúp palást alakú, és ez a túlhevített gőzben optimális eloszlást biztosít a vízpermet számára.

A vízpermet szemcsemérete, az üres kúppalást jellegű szóráskép és a szórás iránya az 50 fuvókák kialakításából következik. A fenti jellemzőket főként az 54 örvénykamra alakja és az 58 fúvókacső átmérője, valamint 36 fúvókacsatoma kialakítása és ezzel összefüggésben a 60 fúvókanyílás hajlásszöge szabja meg. Az elliptikus kúp alakú szóráskép féloldalas: a folyadékszemcsék kisebb része lövell ki a fúvókából a gőz áramlási irányára merőlegesen, a folyadékszemcsék többsége a gőz áramlásával közelítőleg egyező irányban lép ki. Ez azt eredményezi, hogy a folyadékszemcsék viszonylag hosszú ideig a túlhevített gőzáramban maradnak, ahol van idejük az elpárolgásra és ennek során a gőzből megfelelő hőelvonásra. Ennek eredményeképpen a túlhevített gőz az előírt hőmérsékletre hűl le és így kerül a gőzzel működő berendezésbe.

« ···· ·ι

A fenti kialakítású 50 fuvókák nyílásmérete a porlasztási szemcsemérethez és vízmennyiséghez viszonyítva a szokásos fuvókák nyílásméretéhez képest nagy így sokkal kevésbé érzékeny eltömődésre, sokkal kisebb a valószínűsége a részleges eltömődésből származó hibás működésnek is.

A körben elrendezett fuvókák számának megválasztásával, a gyorsító 34 fuvókabetét cseréjével egy azonos méretű visszahűtő többféle hűtési követelményhez illeszthető.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Túlhevített gőz visszahűtő, gőz bemenettel (14), gőz kimenettel (16) és a gőz bemenet és gőz kimenet közötti csatornába nyitott víz bemenettel (26), azzal jellemezve, hogy a gőz bemenet (14) és gőz kimenet (16) közötti csatorna gyorsító fúvókaként van kialakítva, amelynek felgyorsított, csökkent nyomású gőz tartományában van egy vagy több, elliptikus fúvókanyílású (60) vízporlasztó fuvóka (50) elrendezve.
2. Az 1. igénypont szerinti túlhevített gőz visszahűtő, azzal jellemezve, hogy örvénykamrával (54) rendelkező vízporlasztó fuvókája (50) van.
3. Az 1. igénypont szerinti túlhevített gőz visszahűtő, azzal jellemezve, hogy a gyorsító fúvóka a csatornában elrendezett fuvókabetétként (34) van kialakítva.
4. A 3. igénypont szerinti túlhevített gőz visszahűtő, azzal jellemezve, hogy a vízporlasztó fúvóka (50) a fuvókabetétben (34) van kialakítva.
5. Az 1. igénypont szerinti túlhevített gőz visszahűtő, azzal jellemezve, hogy a vízporlasztó fuvókák (50) és a víz bemenet (26) között vízcsatorna (44) van kialakítva.
6. A 3. igénypont szerinti túlhevített gőz visszahűtő, azzal jellemezve, hogy fúvókabetét (34) a csatornában (20) felütköztetéssel van rögzítve.
7. Túlhevített gőz visszahűtő, gőz bemenettel (14), gőz kimenettel (16) és a gőz bemenet és kimenet közötti csatornába nyitott víz bemenettel (26) rendelkező házzal (12), azzal jellemezve, hogy a gőz bemenet (14) és gőz kimenet (16) közötti csatorna gyorsító fúvókaként van kialakítva, amely gyorsító fuvókában egy vagy több, a gyorsító fuvóka kimeneténél hűtő vizet a gőzáramba fúvó, vízporlasztó fúvóka (50) kialakítva.
8. A 7. igénypont szerinti túlhevített gőz visszahűtő, azzal jellemezve, hogy a vízporlasztó fúvóka (50) elliptikus fúvókanyílással (60) van kialakítva.
9. A 7. igénypont szerinti túlhevített gőz visszahűtő, azzal jellemezve, hogy örvénykamrával (54) rendelkező vízporlasztó fuvókája (50) van.
10. A 7. igénypont szerinti túlhevített gőz visszahűtő, azzal jellemezve, hogy a vízporlasztó fuvóka (50) a fuvókabetétben (34) van kialakítva.

• ·
11. A 9. igénypont szerinti túlhevített gőz visszahűtő, azzal jellemezve, hogy a vízporlasztó fúvóka (50) örvénykamrájába (54) érintőlegesen becsatlakozó vízbevezető csöve (52) van.
12. A 8. igénypont szerinti túlhevített gőz visszahűtő, azzal jellemezve, hogy a vízporlasztó fúvókák (50) és a hűtővíz bemenet (26) között vízcsatorna (44) van kialakítva.
13. A 12. igénypont szerinti túlhevített gőz visszahűtő, azzal jellemezve, hogy a vízcsatorna (44) a házban (12) van kialakítva.
14. A 13. igénypont szerinti túlhevített gőz visszahűtő, azzal jellemezve, hogy a vízcsatorna (44) legalább részben a gyorsító fúvókabetéttel (34) van lezárva.