RU123498U1

RU123498U1 - SURFACE HEAT EXCHANGER

Info

Publication number: RU123498U1
Application number: RU2012121973/28U
Authority: RU
Inventors: Николай Николаевич Трифонов; Сергей Борисович Есин; Марина Геннадьевна Уханова; Федор Анатольевич Святкин; Алексей Юрьевич Юрченко
Priority date: 2012-05-28
Filing date: 2012-05-28
Publication date: 2012-12-27

Abstract

Поверхностный теплообменник, включающий корпус с патрубками подвода пара и отвода конденсата греющего пара, поверхность теплообмена, водяную камеру с патрубками подвода и отвода воды, трубную доску с канавками с паровой и водяной сторон, отличающийся тем, что трубная доска с паровой стороны выполнена выпуклой, профиль канавок выполнен в виде тела вращения, образованного частью параболы и прямой линией с глубиной не менее толщины стенки водяной камеры, при этом внутренние диаметры канавок с паровой и водяной сторон равны между собой, а наружная стенка канавок снабжена отверстиями.Surface heat exchanger, including a housing with steam inlet and heating steam condensate outlet, a heat exchange surface, a water chamber with water inlet and outlet pipes, a tube sheet with grooves on the steam and water sides, characterized in that the tube sheet on the steam side is convex, the profile The grooves are made in the form of a body of revolution formed by a part of a parabola and a straight line with a depth not less than the thickness of the water chamber wall, while the inner diameters of the grooves on the steam and water sides are equal to each other, and the outer wall of the grooves is provided with holes.

Description

Полезная модель относится к области теплоэнергетики и может быть использована при проектировании теплообменных аппаратов в химической и металлургической промышленности.The utility model relates to the field of heat energy and can be used in the design of heat exchangers in the chemical and metallurgical industries.

Известны поверхностные подогреватели, содержащие водяную камеру, трубную доску с канавками с водяной стороны, поверхность теплообмена, корпус с патрубками подвода пара и отвода конденсата греющего пара. (В.М.Марушкин, С.С.Иващенко, Б.Ф.Вакуленко «Подогреватели высокого давления турбоустановок ТЭС и АЭС», М., 1985 г., стр. 33-42)Known surface heaters containing a water chamber, a tube plate with grooves on the water side, a heat exchange surface, a housing with nozzles for supplying steam and condensate drain heating steam. (V.M. Marushkin, S.S. Ivaschenko, B.F. Vakulenko “High-pressure heaters for turbine plants of thermal power plants and nuclear power plants”, Moscow, 1985, pp. 33-42)

Недостатком данного теплообменника является неравномерное распределение напряжений по трубной доске, что ограничивает скорость изменения температуры теплообменивающих сред.The disadvantage of this heat exchanger is the uneven distribution of stresses on the tube plate, which limits the rate of change of temperature of the heat exchanging media.

Известен поверхностный подогреватель, содержащий водяную камеру, трубную доску, поверхность теплообмена, корпус с патрубками подвода пара и отвода конденсата греющего пара. (Б.Ф.Вакуленко, В.И.Железняков В.И. Электрические станции №7, М., 1990 г., стр. 46-51).Known surface heater containing a water chamber, a tube board, a heat exchange surface, a housing with nozzles for supplying steam and condensate drain heating steam. (B.F. Vakulenko, V.I.Zheleznyakov V.I. Power plants No. 7, M., 1990, p. 46-51).

Недостатком этого известного теплообменника являются значительные напряжения в зоне перехода от трубной доски к цилиндру водяной камеры, особенно при заполнении относительно горячей средой при пусковых операциях.The disadvantage of this known heat exchanger is significant stresses in the transition zone from the tube plate to the cylinder of the water chamber, especially when filling with a relatively hot medium during start-up operations.

Известен поверхностный подогреватель, содержащий водяную камеру, трубную доску с канавками с паровой и водяной стороны, поверхность нагрева, корпус с патрубками подвода пара и отвода конденсата греющего пара. (труды ЦКТИ №288, Санкт-Петербург, 2002 г., стр. 25-27, 39-44).Known surface heater containing a water chamber, a tube plate with grooves on the steam and water sides, a heating surface, a housing with nozzles for supplying steam and drain condensate heating steam. (Proceedings of CKTI No. 288, St. Petersburg, 2002, pp. 25-27, 39-44).

По совокупности признаков это известное техническое решение является наиболее близким к заявляемому и принято за прототип.By the totality of the features, this known technical solution is the closest to the claimed one and is taken as a prototype.

Недостатком известного устройства является ограниченная скорость изменения температуры сред и, следовательно, скорость изменения нагрузки энергоблока вследствие медленного прогрева и большой толщины трубной доски. Это приводит к снижению экономичности из-за ограниченных маневренных характеристик.A disadvantage of the known device is the limited rate of change in temperature of the media and, therefore, the rate of change of the load of the power unit due to slow heating and large thickness of the tube plate. This leads to reduced efficiency due to limited maneuverability.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, а также выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения позволил установить, что заявитель не обнаружил технического решения, характеризующегося признаками, тождественными или эквивалентными предлагаемым. При этом предлагаемое техническое решение не вытекает явным для специалиста образом из известного уровня техники и определенного заявителем.The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information, as well as identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allowed to establish that the applicant did not find a technical solution characterized by signs identical or equivalent to those proposed. However, the proposed technical solution does not follow explicitly for the specialist in the manner of the prior art and determined by the applicant.

Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого технического решения по совокупности признаков, позволило выявить в заявленном устройстве - совокупность существенных отличительных признаков по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату, изложенную в нижеприведенной формуле полезной модели.The determination from the list of identified analogues of the prototype as the closest technical solution for the totality of features made it possible to identify in the claimed device the totality of significant distinguishing features with respect to the technical result perceived by the applicant, as set forth in the utility model below.

Заявляемое решение позволяет увеличить скорость изменения параметров, снизить металлоемкость аппарата и, следовательно, повысить надежность и эффективность работы энергоблока в целом.The claimed solution allows to increase the rate of change of parameters, reduce the metal consumption of the apparatus and, therefore, increase the reliability and efficiency of the power unit as a whole.

Предложен поверхностный теплообменник включающий корпус с патрубками подвода пара и отвода конденсата греющего пара, поверхность теплообмена, водяную камеру с патрубками подвода и отвода воды, трубную доску с канавками с паровой и водяной стороны, при этом трубная доска с паровой стороны выполнена выпуклой, профиль канавок выполнен в виде тела вращения, образованного частью параболы и прямой линией с глубиной A surface heat exchanger is proposed including a housing with steam supply and condensate drain pipes, a heat exchange surface, a water chamber with water supply and drain pipes, a tube plate with grooves on the steam and water sides, while the tube plate on the steam side is convex, the groove profile is made in the form of a body of revolution formed by a part of a parabola and a straight line with depth

не менее толщины стенки водяной камеры, причем внутренние диаметры канавок с паровой и водяной сторон равны между собой, а наружная стенка канавок снабжена отверстиями.not less than the wall thickness of the water chamber, and the inner diameters of the grooves on the steam and water sides are equal to each other, and the outer wall of the grooves is provided with holes.

Изобретение иллюстрируется чертежом, где изображен поверхностный теплообменник в разрезе.The invention is illustrated in the drawing, which shows a surface heat exchanger in section.

Поверхностный теплообменник включает водяную камеру 1 с патрубками подвода 2 и отвода 3 воды, корпус 4 с патрубками подвода пара 5 и отвода конденсата греющего пара 6, трубки поверхности теплообмена 7, закрепленные в трубную доску 8. Трубная доска 8 с паровой стороны 9 выполнена выпуклой и имеет плоскую поверхность 10 с водяной стороны. Профиль канавок 11 и 12 выполнен в виде тела вращения, образованного частью параболы и прямой линией с глубиной, не менее толщины стенки водяной камеры 1. Внутренние диаметры канавок 11 с паровой стороны 9 и 12 с водяной стороны равны между собой. При этом наружная стенка 13 канавок 11 и 12 снабжена отверстиями 14. Конструкция водяной камеры может быть сферической, цилиндрической с эллиптическим или плоским днищем.The surface heat exchanger includes a water chamber 1 with nozzles for supplying and discharging water 3, a housing 4 with nozzles for supplying steam 5 and removal of condensate of heating steam 6, tubes of the heat exchange surface 7, fixed to the tube plate 8. The tube plate 8 is convex on the steam side 9 and has a flat surface 10 on the water side. The profile of the grooves 11 and 12 is made in the form of a body of revolution formed by a part of the parabola and a straight line with a depth not less than the wall thickness of the water chamber 1. The inner diameters of the grooves 11 on the steam side 9 and 12 on the water side are equal to each other. The outer wall 13 of the grooves 11 and 12 is provided with holes 14. The design of the water chamber can be spherical, cylindrical with an elliptical or flat bottom.

Поверхностный теплообменник работает следующим образом. Нагреваемая вода под давлением через патрубок 2 поступает в водяную камеру 1 и проходит через трубки поверхности теплообмена 7, нагревается и, через патрубок 3 выходит из подогревателя. Пар из отбора турбины, с меньшим давлением, чем вода, через патрубок 5 поступает на трубки поверхности теплообмена 7, конденсируется, отдавая тепло воде, сливается вниз и через патрубок 6 отводится из теплообменника. Расположение патрубков 5 и 6 зависит от параметров подаваемого пара и требуемой температуры слива конденсата греющего пара.The surface heat exchanger operates as follows. Heated water under pressure through the pipe 2 enters the water chamber 1 and passes through the tubes of the heat exchange surface 7, heats up and, through the pipe 3, leaves the heater. The steam from the turbine take-off, with a lower pressure than water, passes through the pipe 5 to the tubes of the heat exchange surface 7, condenses, giving off heat to the water, flows down and is discharged from the heat exchanger through the pipe 6. The location of the nozzles 5 and 6 depends on the parameters of the supplied steam and the required drain temperature of the condensate of the heating steam.

При подаче воды под давлением в водяную камеру возникают напряжения в трубной доске 8. Чтобы напряжения были одинаковыми во When water is supplied under pressure to the water chamber, stresses arise in the tube plate 8. So that the stresses are the same in

всей зоне крепления трубок в трубной доске, поверхность трубной доски 8 с паровой стороны 9 выполнена выпуклой. Кроме того, выпуклая поверхность обеспечивает отвод шлама к периферии в канавку. Это исключает появление подшламовой коррозии. При включении подогревателя в работу требуется выполнить прогрев его металла. Наличие канавок 11 и 12 с одинаковым внутренним диаметром снижает толщину трубной доски 8, что снижает неравномерность прогрева металла, термические напряжения в трубной доске 8, повышает маневренность и надежность теплообменника. Отверстия 14 в наружной стенке 13 обеспечивают отвод воздуха при заполнении с водяной стороны и отвод шлама с паровой стороны при работе теплообменника и его опорожнение при остановке.the entire area of the mounting tubes in the tube plate, the surface of the tube plate 8 from the steam side 9 is convex. In addition, the convex surface allows the removal of sludge to the periphery in the groove. This eliminates the appearance of slurry corrosion. When the heater is turned on, it is necessary to heat its metal. The presence of grooves 11 and 12 with the same inner diameter reduces the thickness of the tube plate 8, which reduces the uneven heating of the metal, thermal stresses in the tube plate 8, increases the maneuverability and reliability of the heat exchanger. The holes 14 in the outer wall 13 provide air exhaust when filling from the water side and the discharge of sludge from the steam side during operation of the heat exchanger and its emptying when stopped.

Claims

A surface heat exchanger comprising a housing with steam supply and condensate drain pipes, a heat exchange surface, a water chamber with water supply and drain pipes, a tube plate with grooves on the steam and water sides, characterized in that the tube plate is convex on the steam side, profile the grooves are made in the form of a body of revolution formed by a part of the parabola and a straight line with a depth of not less than the wall thickness of the water chamber, while the inner diameters of the grooves on the steam and water sides are equal to each other, and on uzhnaya groove wall provided with holes.