RU158929U1

RU158929U1 - SURFACE HEAT EXCHANGER

Info

Publication number: RU158929U1
Application number: RU2015118963/06U
Authority: RU
Inventors: Николай Николаевич Трифонов; Иван Иванович Беляков; Алексей Юрьевич Юрченко; Сергей Борисович Есин; Федор Анатольевич Святкин
Priority date: 2015-05-20
Filing date: 2015-05-20
Publication date: 2016-01-20

Abstract

Поверхностный теплообменник, включающий корпус с патрубком подвода пара и отвода конденсата греющего пара, поверхность теплообмена, расположенную внутри корпуса и закрепленную в трубную доску, водяную камеру с патрубками подвода и отвода питательной воды и с расположенной внутри перегородкой, отделяющей секции подвода и отвода питательной воды, и штуцеры для отвода шлама, отличающийся тем, что в зоне перфорации трубной доски, в части отверстий для установки теплообменных трубок, закреплены дополнительные продувочные трубки, соединенные в каждой части водяной камеры друг с другом и с трубопроводом, соединенным со штуцерами, расположенными на корпусе водяной камеры.A surface heat exchanger comprising a housing with a pipe for supplying steam and removing condensate of heating steam, a heat exchange surface located inside the cabinet and fixed to the tube plate, a water chamber with pipes for supplying and removing feedwater and with a partition located inside the separating sections for supplying and removing feedwater, and fittings for discharging sludge, characterized in that in the area of perforation of the tube plate, in part of the holes for installing heat exchange tubes, additional purge tubes are connected, connected e in each water chamber portion with each other and with a conduit connected with nozzles arranged on the housing of the water chamber.

Description

Полезная модель относится к области теплоэнергетики и может быть использована при проектировании и эксплуатации теплообменных аппаратов и вертикальных парогенераторов на атомных, тепловых электростанциях, а также в химической и металлургической промышленности.The utility model relates to the field of power engineering and can be used in the design and operation of heat exchangers and vertical steam generators in nuclear and thermal power plants, as well as in the chemical and metallurgical industries.

Известно, что в процессе эксплуатации вертикальных теплообменников, на нижней трубной доске происходит накопление шламовых отложений, состоящих, в основном из оксидов железа. Высота некоторых продуктов коррозии достигает 0,5 метра и более. При образовании определенного количества отложений под их слоем развивается подшламовая коррозия, вызывающая разрушение теплообменных труб. (Маргулова Т.Х. Мартынова О.И. «Водные режимы тепловых и атомных электростанций», М, Высш. кн., 1987, глава 12, стр. 212, 213).It is known that during the operation of vertical heat exchangers, slurry deposits, consisting mainly of iron oxides, accumulate on the lower tube plate. The height of some corrosion products reaches 0.5 meters or more. With the formation of a certain amount of deposits under their layer, subsurface corrosion develops, causing the destruction of the heat transfer pipes. (Margulova T.Kh. Martynova OI, “Water regimes of thermal and nuclear power plants”, M, Higher. Book., 1987, chapter 12, p. 212, 213).

Известны поверхностные подогреватели камерного типа, с нижним расположением водяной камеры, трубной доской, поверхностью теплообмена расположенной в корпусе, с патрубками для продувки (Ю.М. Бродов, А.Ю. Рябчиков, П.Н Плотников, В.А. Пермяков «Разработка, исследование и реализация методов совершенствования теплообменных аппаратов турбоустановок» Труды ЦКТИ. Выпускб 288. 2002 г., стр. 90-91)Known are surface heaters of a chamber type, with a lower arrangement of a water chamber, a tube plate, a heat exchange surface located in the housing, with purge pipes (Yu.M. Brodov, A.Yu. Ryabchikov, P.N. Plotnikov, V.A. Permyakov "Development , research and implementation of methods for improving heat exchangers of turbine units "Proceedings of the CKTI. Issue 288. 2002, pp. 90-91)

Недостатком известного теплообменника является неэффективная система продувки в зоне перфорации, так как на поверхности трубной доски остаются шламовые накопления, состоящие в основном из оксидов железа, что приводит к интенсивной подшламовой коррозии, вызывающей разрушение теплообменных труб и повреждение теплообменника.A disadvantage of the known heat exchanger is an ineffective purge system in the perforation zone, since sludge accumulations remain on the surface of the tube plate, consisting mainly of iron oxides, which leads to intense under-slurry corrosion, which causes the destruction of the heat exchanger pipes and damage to the heat exchanger.

Известен поверхностный подогреватель камерного типа, включающий корпус с патрубком подвода пара и отвода конденсата греющего пара, поверхность теплообмена, расположенную внутри корпуса и закрепленную в трубную доску, водяную камеру с патрубками подвода и отвода питательной воды и с расположенной внутри перегородкой, отделяющей секцию подвода и отвода питательной воды, штуцеры и коллекторы продувки, установленные на поверхности трубной доски для сброса шлама (Б.Ф. Вакуленко «О некоторых новых конструктивных решениях важных узлов ГШД и ПВД» Электрические станции. Выпуск №6. 1999 г., стр. 48-49)Known surface heater chamber type, comprising a housing with a pipe for supplying steam and removal of condensate heating steam, a heat exchange surface located inside the housing and secured to the tube board, a water chamber with pipes for supplying and removing feed water and with a partition located inside, separating the supply and exhaust section feed water, nozzles and purge manifolds installed on the surface of the tube plate for sludge discharge (B.F. Vakulenko “On some new design solutions for important components of gas-turbine and LDPE "Power plants. Issue No. 6. 1999, p. 48-49)

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.

Недостатками известного теплообменника являются малые диаметры трубок для отвода шлама, сепарирующий эффект по отношению к железнооксидному шламу, а также их расположение на периферии трубной доски, что не позволяет устранить шламоосаждение в зоне перфорации.The disadvantages of the known heat exchanger are the small diameters of the pipes for removal of sludge, a separating effect in relation to the iron oxide sludge, as well as their location on the periphery of the tube plate, which does not allow to eliminate sludge deposition in the perforation zone.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, а также выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленной полезной модели 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 utility model, 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 a combination of significant distinctive features in relation to the technical result perceived by the applicant, as set forth in the utility model below.

Заявленное техническое решение позволяет увеличить срок службы, стабильную работу теплообменника и, следовательно, повысить надежность и эффективность работы энергоблока в целом за счет более эффективного удаления образовавшихся в процессе эксплуатации на поверхности трубной доски шламовых накоплений.The claimed technical solution allows to increase the service life, stable operation of the heat exchanger and, therefore, increase the reliability and efficiency of the power unit as a whole due to more efficient removal of sludge accumulated during operation on the surface of the tube plate.

Предложен поверхностный теплообменник, включающий корпус с патрубком подвода пара и отвода конденсата греющего пара, поверхность теплообмена, расположенную внутри корпуса и закрепленную в трубную доску, водяную камеру с патрубками подвода и отвода питательной воды и с расположенной внутри перегородкой, отделяющей секции подвода и отвода питательной воды, и штуцеры для отвода шлама, при этом в зоне перфорации трубной доски, в части отверстий для установки теплообменных трубок, закреплены дополнительные продувочные трубки, соединенные в каждой части водяной камеры друг с другом и с трубопроводом, соединенным со штуцерами, расположенными на корпусе водяной камеры.A surface heat exchanger is proposed, including a housing with a pipe for supplying steam and removing condensate of heating steam, a heat exchange surface located inside the housing and fixed to the tube plate, a water chamber with pipes for supplying and removing feedwater and with a partition located inside the separating sections for supplying and removing feedwater , and fittings for discharging sludge, while in the area of perforation of the tube plate, in part of the holes for installing heat exchange tubes, additional purge tubes connected Each water chamber portion with each other and with a conduit connected with nozzles arranged on the housing of the water chamber.

Полезная модель иллюстрируется чертежом, где на фиг. 1 изображен поверхностный теплообменник в разрезе, на фиг. 2 вид А-А по фиг. 1, на фиг. 3 - вид Б-Б по фиг. 2 для вновь изготавливаемых теплообменников, на фиг. 4 - вид. Б-Б по фиг. 2 для эксплуатируемых теплообменников.The utility model is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 shows a sectional surface heat exchanger, FIG. 2, view AA in FIG. 1, in FIG. 3 is a view BB of FIG. 2 for newly manufactured heat exchangers, FIG. 4 is a view. BB in FIG. 2 for operating heat exchangers.

Поверхностный теплообменник включает корпус 1 с патрубками подвода пара 2 и отвода конденсата греющего пара 3, поверхность теплообмена 4 в виде «U»-образных трубок 4, закрепленных в трубную доску 5, водяную камеру 6, разделенную перегородкой 7, с патрубками подвода 8 и отвода 9 питательной воды. В зоне перфорации трубной доски 10 в части отверстий для установки теплообменных трубок 4 закреплены дополнительные продувочные трубки 11, соединенные в каждой части водяной камеры 6 друг с другом и с трубопроводом 12, соединенным со штуцерами, расположенными на корпусе водяной камеры 6. На корпусе водяной камеры 6 установлены патрубки для удаления шлама 14, выведенные через отверстия в трубной доске 5. Для более эффективного распределения продувочных потоков, на поверхности установлены экранирующие трубки 15 и 16.The surface heat exchanger includes a housing 1 with nozzles for supplying steam 2 and for removing condensate from heating steam 3, a heat exchange surface 4 in the form of "U" -shaped tubes 4 fixed to the tube plate 5, a water chamber 6 separated by a partition 7, with nozzles for the inlet 8 and outlet 9 feed water. In the perforation zone of the tube plate 10, in part of the holes for installing the heat exchange tubes 4, additional purge tubes 11 are fixed, connected in each part of the water chamber 6 to each other and to a pipe 12 connected to fittings located on the body of the water chamber 6. On the body of the water chamber 6, nozzles for removing sludge 14, discharged through openings in the tube plate 5, are installed. For more efficient distribution of purge flows, shielding tubes 15 and 16 are installed on the surface.

Теплообменник работает следующим образом.The heat exchanger operates as follows.

Нагреваемая вода под давлением через патрубок 8 поступает в водяную камеру 6 и проходит через трубки поверхности теплообмена 4, нагревается и через патрубок 9 выходит из теплообменника. Пар из отбора турбины, с меньшим давлением, чем вода, через патрубок 2 поступает на трубки поверхности теплообмена 4, конденсируется, отдавая тепло воде, сливается вниз и через патрубок 3 отводится из теплообменника. В процессе эксплуатации на поверхности трубной доски 5 происходит накопление шламовых отложений. Процесс продувки происходит следующим образом: через патрубки 13 и трубопроводы 12 подается среда в продувочные трубки 11, сдувая накопления к периферии трубной доски 5, далее через отверстия и отводящие патрубки 14 шлам, под меньшим давлением, чем в корпусе, отводится в специальную емкость. Причем трубки 11 могут использоваться как в качестве продувочных элементов, так и в качестве отводящих шлам. На уже эксплуатируемых теплообменниках часть уже установленных теплообменных трубок 4 отсоединяются специальным приспособлением со стороны водяной камеры бив эти отверстия монтируются трубки 16, на которых уже заранее установлены экранирующие втулки 15. Количество и расположение продувочных отверстий и трубок определяется в зависимости от размера трубной доски 5. Подвод трубопровода 12 к продувочным трубкам 11 возможен как через один штуцер 13, так и через несколько, не затрагивая перегородки, при условии что она установлена.Heated water under pressure through the pipe 8 enters the water chamber 6 and passes through the tubes of the heat exchange surface 4, heats up and leaves the heat exchanger through the pipe 9. The steam from the turbine take-off, with a lower pressure than water, passes through the pipe 2 to the tubes of the heat exchange surface 4, condenses, giving off heat to the water, flows down and is removed from the heat exchanger through the pipe 3. During operation, sludge deposits accumulate on the surface of the tube plate 5. The purge process is as follows: through the nozzles 13 and pipelines 12, the medium is supplied to the purge tubes 11, blowing accumulations to the periphery of the tube plate 5, then through the holes and outlet nozzles 14 the sludge is discharged into a special container under less pressure than in the housing. Moreover, the tube 11 can be used both as a purge element, and as a discharge sludge. On already operating heat exchangers, part of the already installed heat exchanger tubes 4 are disconnected with a special device from the side of the water chamber; after these holes are mounted, the tubes 16, on which the shielding sleeves are already pre-installed, 15. The number and location of the purge holes and tubes is determined depending on the size of the tube plate 5. Supply the pipeline 12 to the purge tubes 11 is possible both through one fitting 13, and through several, without affecting the partitions, provided that it is installed.

Claims

A surface heat exchanger comprising a housing with a pipe for supplying steam and removing condensate of heating steam, a heat exchange surface located inside the housing and fixed to the tube plate, a water chamber with pipes for supplying and removing feedwater and with a partition located inside the separating sections for supplying and removing feedwater, and fittings for discharging sludge, characterized in that in the perforation zone of the tube plate, in part of the holes for installing heat exchange tubes, additional purge tubes are connected, connected e in each water chamber portion with each other and with a conduit connected with nozzles arranged on the housing of the water chamber.