RU201253U1

RU201253U1 - BOILER-DECARBONIZER

Info

Publication number: RU201253U1
Application number: RU2020108091U
Authority: RU
Inventors: Александр Юрьевич Рябчиков; Юрий Миронович Бродов; Константин Эрленович Аронсон; Илья Борисович Мурманский; Антон Львович Демидов; Николай Владимирович Желонкин
Priority date: 2020-02-25
Filing date: 2020-02-25
Publication date: 2020-12-07

Abstract

Полезная модель относится к области энергетики, поверхностным теплообменным аппаратам, может применяться для улучшения их характеристик, повышения надежности. Полезная модель представляет собой бойлер-декарбонизатор, включающий корпус с расположенными на нём патрубками подвода пара и отсоса неконденсирующихся газов и вертикальный трубный пучок с трубной доской, сегментными перегородками и каркасными трубами, отличающаяся тем, что со между трубной доской и нижней сегментной перегородкой на каркасных трубах жёстко закреплены пароотбойный щит, закрывающий трубный пучок со стороны патрубка подвода пара, и вертикальные перегородки, перпендикулярные пароотбойному щиту, а патрубок отсоса неконденсирующихся газов выполнен с противоположной стороны от патрубка подвода пара выше верхней сегментной перегородки. Технический результат заключается в снижении содержания углекислоты в конденсате на выходе из теплообменного аппарата, что уменьшает коррозионный износ внутренних элементов теплообменного аппарата и отводящего трубопровода. 1 з. п. ф-лы 2 ил.The utility model relates to the field of energy, surface heat exchangers, can be used to improve their characteristics, increase reliability. The utility model is a calciner boiler, which includes a body with steam supply and non-condensable gas suction nozzles located on it and a vertical tube bundle with a tube plate, segmented baffles and frame pipes, characterized in that with between the tube plate and the lower segmented baffle on frame tubes the steam shield is rigidly fixed, covering the tube bundle from the side of the steam supply pipe, and vertical partitions perpendicular to the steam shield, and the non-condensable gas suction pipe is made on the opposite side of the steam supply pipe above the upper segmented partition. The technical result consists in reducing the content of carbon dioxide in the condensate at the outlet of the heat exchanger, which reduces the corrosive wear of the internal elements of the heat exchanger and the outlet pipeline. 1 h. p. f-ly 2 ill.

Description

Полезная модель относится к области энергетики, поверхностным теплообменным аппаратам, может применяться для улучшения их характеристик, повышения надежности.The utility model relates to the field of energy, surface heat exchangers, can be used to improve their characteristics, increase reliability.

Известна, конструкция теплообменного аппарата (RU 140783 U1, МПК F28D 7/00 опубликовано 20.05.2014 бюллетень № 14) , включающая корпус с патрубками подвода пара и отвода его конденсата, водяную камеру с патрубками подвода и отвода нагреваемой воды, размещенную в корпусе трубную систему с поверхностью теплообмена первого и второго хода , имеющую зону конденсации пара и зону охладителя конденсата , причем охладитель конденсата выполнен встроенным, образован частью трубной системы c поверхностью теплообмена первого хода, ограниченной кожухом, образованным из горизонтальных перегородок и вертикальных стенок и расположен под зоной конденсации пара, отличающийся тем, что трубная система выполнена из U-образных труб, и охладитель конденсата содержит дополнительную зону на втором ходу трубной системы, с возможностью поступления конденсата пара в охладитель конденсата и поперечного омывания поверхности теплообмена сначала второго, а затем первого хода трубной системы.It is known that the design of the heat exchanger (RU 140783 U1, IPC F28D 7/00 published on 05/20/2014 Bulletin No. 14), including a housing with branch pipes for supplying steam and removing its condensate, a water chamber with branch pipes for supplying and removing heated water, a pipe system located in the housing with a heat exchange surface of the first and second strokes, having a steam condensation zone and a condensate cooler zone, and the condensate cooler is built-in, formed by a part of the pipe system with the first stroke heat exchange surface bounded by a casing formed of horizontal partitions and vertical walls and is located under the steam condensation zone, characterized in that the pipe system is made of U-shaped pipes, and the condensate cooler contains an additional zone on the second pass of the pipe system, with the possibility of steam condensate entering the condensate cooler and transverse washing of the heat exchange surface first of the second and then the first pass of the pipe system.

Недостатком данного теплообменного аппарата является отсутствие решений по удалению неконденсирующихся газов. Из-за этого аппарат не может функционировать при технических параметрах, когда давление насыщения в нем ниже барометрического.The disadvantage of this heat exchanger is the lack of solutions for the removal of non-condensable gases. Because of this, the apparatus cannot operate at technical parameters when the saturation pressure in it is below barometric.

Известно техническое решение вертикально сетевого теплообменника (RU 79642 U1, МПК F22D 1/08 опубликовано 10.01.2009 бюллетень № 1) которое предлагает вертикальный теплообменник, включающий корпус с патрубком подвода пара, отвода его конденсата и не конденсирующихся газов, распределительную водяную камеру с патрубками входа и выхода нагреваемой воды, трубную систему с направляющими перегородками и смешивающий воздухоохладитель, для организации которого на выступающей за пределы трубного пучка части горизонтальных перегородок выполнены отверстия. Заявленное техническое решение позволяет под каждой горизонтальной перегородкой, перед вертикальной перфорированной трубой отвода неконденсирующихся газов иметь смешивающий воздухоохладитель, что позволяет осуществить эффективный отвод неконденсирующихся газов и уменьшить угрозу образования застойных зон в трубной системе, в которых могут накапливаться коррозионно - активные газы. Known technical solution for a vertical network heat exchanger (RU 79642 U1, IPC F22D 1/08 published 10.01.2009 Bulletin No. 1) which offers a vertical heat exchanger, including a housing with a pipe for supplying steam, removing its condensate and non-condensing gases, a distribution water chamber with inlet pipes and the outlet of heated water, a pipe system with baffles and a mixing air cooler, for the organization of which holes are made on the part of the horizontal baffles protruding beyond the tube bundle. The claimed technical solution makes it possible to have a mixing air cooler under each horizontal partition, in front of the vertical perforated non-condensable gas outlet pipe, which makes it possible to efficiently remove non-condensable gases and reduce the threat of formation of stagnant zones in the pipe system, in which corrosive gases can accumulate.

Предлагаемая конструкция вертикального сетевого теплообменника выполнена с возможностью удаления агрессивных газов. Удаление газов выполнено в зонах, расположенных вертикально относительно друг друга. При этом в устройстве не происходит процесс декарбонизации, так как, стекающий конденсат заражается коррозионно-активными неконденсирующимися газами в зоне воздухоохладителя. Это приводит к интенсивной коррозии тракта конденсата. Таким образом, устройство эффективно с точки зрения только дегазации, но не декарбонизации.The proposed design of the vertical network heat exchanger is designed to remove corrosive gases. Gas removal is performed in areas located vertically relative to each other. At the same time, the decarbonization process does not occur in the device, since the flowing down condensate becomes contaminated with corrosive non-condensable gases in the area of the air cooler. This leads to intense corrosion of the condensate path. Thus, the device is only effective in terms of degassing and not decarbonisation.

Наиболее близкой к заявленной конструкцией, является конструкция вертикального теплообменного аппарата БО-350, которая включает в себя корпус, трубную доску, вертикальный U-образный трубный пучок, сегментные перегородки, патрубки подвода пара, отвода конденсата и отвода несконденсировавшихся газов. Патрубок отвода несконденсировавшихся газов выполнен над нижней сегментной перегородкой. The closest to the claimed design is the design of the vertical heat exchanger BO-350, which includes a body, a tube sheet, a vertical U-shaped tube bundle, segmented baffles, steam supply pipes, condensate discharge and non-condensed gases discharge. The branch pipe for the removal of non-condensed gases is made above the lower segmented partition.

В конструкции пароводяного теплообменника БО-350 выполнено удаление неконденсирующихся газов в нижней части, над уровнем конденсата. В этой зоне происходит активное заражение конденсата агрессивными газами. Это приводит к высокому содержанию углекислоты в конденсате на сливе.In the design of the steam-water heat exchanger BO-350, non-condensable gases are removed in the lower part, above the condensate level. In this zone, the condensate is actively contaminated with aggressive gases. This leads to a high carbon dioxide content in the drain condensate.

Указанная проблема решается следующим образом. Предлагаемое техническое решение представляет собой бойлер-декарбонизатор, включающий корпус с расположенными на нём патрубками подвода пара и отсоса неконденсирующихся газов и вертикальный трубный пучок с трубной доской, сегментными перегородками и каркасными трубами, отличающийся тем, что между трубной доской и нижней сегментной перегородкой на каркасных трубах жёстко закреплены пароотбойный щит, закрывающий трубный пучок со стороны патрубка подвода пара, и вертикальные перегородки, перпендикулярные пароотбойному щиту, а патрубок отсоса неконденсирующихся газов выполнен с противоположной стороны от патрубка подвода пара выше верхней сегментной перегородки. При этом в пароотбойном щите могут быть выполнены вентиляционные отверстия.This problem is solved as follows. The proposed technical solution is a calciner boiler, which includes a body with steam supply and non-condensable gas suction nozzles located on it and a vertical tube bundle with a tube plate, segmented baffles and frame tubes, characterized in that between the tube plate and the lower segmented baffle on frame tubes a steam shield is rigidly fixed, which closes the tube bundle from the side of the steam supply pipe, and vertical partitions perpendicular to the steam shield, and the non-condensable gas suction pipe is made on the opposite side of the steam supply pipe above the upper segmented partition. In this case, ventilation openings can be made in the steam shield.

Задачей заявленного технического решения является снижение содержание углекислоты в конденсате на сливе из бойлера и как следствие снижение коррозионного износа элементов теплообменного аппарата и отводящего трубопровода.The objective of the claimed technical solution is to reduce the content of carbon dioxide in the condensate at the outlet from the boiler and, as a result, to reduce the corrosive wear of the elements of the heat exchanger and the outlet pipeline.

На фиг. 1 изображен бойлер-декарбонизатор, гдеFIG. 1 shows a calciner boiler, where

1 – корпус;1 - case;

2 - трубная доска;2 - tube plate;

3 – каркасная труба;3 - frame pipe;

4 – сегментная перегородка;4 - segmented partition;

5 – патрубок подвода пара;5 - steam supply pipe;

6 – патрубок отсоса неконденсирующихся газов;6 - branch pipe for suction of non-condensable gases;

7 – патрубок слива конденсата; 7 - condensate drain pipe;

8 – пароотбойный щит;8 - steam shield;

9 – вертикальная перегородка.9 - vertical partition.

Полезная модель для вертикальных подогревателей заключается в схеме омывания паром трубного пучка. Пароотбойный щит и вертикальные перегородки устанавливаются в теплообменный аппарат (на расстояние от трубной доски до нижней сегментной перегородки), с целью как можно ниже направить поток пара в нижнюю зону подогревателя. Патрубок отсоса паровоздушной смеси устанавливается над верхней сегментной перегородкой. Устройство, представлено на фиг. 1, работает следующим образом: в подогреватель через подвод пара поступает пар с малой концентрацией агрессивных газов, который направляется вниз, при помощи пароотбойного щита и вертикальных перегородок, в зону наибольшего количества конденсата (вниз). После подачи пара с относительно небольшим парциальным давлением агрессивных газов, происходит догрев всего конденсата до температуры насыщения, и удаление газов из конденсата. Далее пар противотоком стекающему конденсату движется в верхнюю часть теплообменника, по образуемому межтрубными перегородками коридору, конденсируясь на своем пути. Из-за относительно небольшой концентрации агрессивных газов в нижней и средней частях трубного пучка, осуществляется более высокий нагрев конденсата и его дегазация на значительной части поверхности трубного пучка. По мере конденсации пара, при достижении им верхней части трубного пучка, концентрация неконденсирующихся газов увеличивается, но при этом уменьшается количество стекающего конденсата. В самой верхней части пучка, на уровне отсоса газов, концентрация неконденсируемых газов максимальная, а количество конденсата здесь минимальное. Для удаления паровоздушной смеси из верхней части подогревателя, отсос устанавливается над верхней сегментной перегородкой. Во избежание образования застойных зон в верхней части подогревателя (от верхней сегментной перегородки до трубной доски), пароотбойный щит перфорируется, входящий пар частично проходит через отверстия и продувает застойную зону. A useful model for vertical heaters consists in the scheme of washing the tube bundle with steam. The vapor barrier and vertical baffles are installed in the heat exchanger (at a distance from the tube plate to the lower segmented baffle) in order to direct the steam flow as low as possible to the lower zone of the heater. The steam-air mixture suction branch pipe is installed above the upper segmented partition. The device shown in FIG. 1, works as follows: steam with a low concentration of corrosive gases enters the heater through a steam supply, which is directed downward, with the help of a steam shield and vertical baffles, into the zone of the greatest amount of condensate (downward). After steam supply with a relatively low partial pressure of aggressive gases, the entire condensate is heated up to the saturation temperature, and gases are removed from the condensate. Further, the steam in countercurrent flowing condensate moves to the upper part of the heat exchanger, along the corridor formed by the shell baffles, condensing on its way. Due to the relatively low concentration of corrosive gases in the lower and middle parts of the tube bundle, higher heating of the condensate and its degassing on a significant part of the surface of the tube bundle are carried out. As the steam condenses, when it reaches the top of the tube bundle, the concentration of non-condensable gases increases, but the amount of condensate flowing down decreases. In the uppermost part of the bundle, at the level of gas suction, the concentration of non-condensable gases is maximum, while the amount of condensate is minimal. To remove the vapor-air mixture from the upper part of the heater, the suction is installed above the upper segmented baffle. In order to avoid the formation of stagnant zones in the upper part of the heater (from the upper segmented baffle to the tube plate), the vapor barrier is perforated, the incoming steam partially passes through the holes and blows through the stagnant zone.

Технический результат заключается в снижении содержания углекислоты в конденсате, что уменьшает коррозионный износ внутренних элементов теплообменного аппарата и отводящего трубопровода.The technical result consists in reducing the content of carbon dioxide in the condensate, which reduces the corrosive wear of the internal elements of the heat exchanger and the outlet pipeline.

Claims

1. Boiler-calciner, including a body with steam supply and non-condensable gas suction branch pipes located on it and a vertical tube bundle with a tube plate, segmented baffles and frame pipes, characterized in that a steam outlet is rigidly fixed between the tube plate and the lower segmented baffle on the frame tubes a shield covering the tube bundle from the side of the steam supply pipe and vertical baffles perpendicular to the steam shield, and the non-condensable gas suction pipe is made on the opposite side of the steam supply pipe above the upper segmental partition.

2. Boiler-calciner according to claim 1, characterized in that ventilation holes are made in the steam shield.