RU2083939C1

RU2083939C1 - Steam condensing plant

Info

Publication number: RU2083939C1
Application number: RU95103980A
Authority: RU
Inventors: Владимир Ильич Смирнов
Original assignee: Владимир Ильич Смирнов
Priority date: 1995-03-21
Filing date: 1995-03-21
Publication date: 1997-07-10
Also published as: RU95103980A

Abstract

FIELD: power engineering; steam condensing systems. SUBSTANCE: steam condensing plant contains condenser whose housing has outer wall 1 and inner wall 2. Space between these walls is divided into chambers A and B by means of partition 3; outer section 4 is located in chamber A and inner section 5 of coil is located in chamber B. Partition 3 is connected with end wall 6 where support 7 for thermometer 8 is mounted. Branch pipe 10 is secured in circular blank 9 and branch pipe 11 is secured in wall 1. Lower ends of walls 1 and 2 are secured in bottom 12 under which sleeve 13 is located; sleeve 13 is connected with branch pipe 14. Dropping bottle 15 secured in bottom is provided with inclined lower end 16 and upper end with horizontal face 17. End 16 is brought out to cavity of sleeve 13 and upper end is brought out to cup-shaped condensate receiver 18. Condensate extraction regulator housing 20 is secured to bottom by means of branch pipe 19. Branch pipe 19 is brought in communication with condensate receiver and upper point 21 of branch pipe is located below face 17. Control needle mounted in housing 20 consists of sections 22,23 and 24. Section 23 is connected with rod 25 passed through sealing gasket 26 and provided with control haldwheel 27. Dropping bottle 28 located in lower portion of housing 20 is brought out to inspection chamber 29 which is brought in communication with tube 30 of heat exchanger - cooler. Tube 30 is secured on chamber by means of support 31 and is mounted in housing 3 forming together with it chambers 33 for cooling liquid which is fed via branch pipe 34 and is discharged via branch pipe 35. Lower end of tube 30 is brought in communication with condensate receiving reservoir by means of tube 39 passed through cover 39. Reservoir 36 is brought in communication with air duct 41 by means of tube 40 through pipe union 41. Cooling liquid escapes from coil through branch pipe 43. EFFECT: enhanced efficiency. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к теплообменному оборудованию и в частности, к установкам для конденсации пара. The invention relates to heat exchange equipment and, in particular, to installations for condensation of steam.

Известны установки для конденсации пара, содержащие охлаждаемый жидкостью конденсатор, включающий в себя цилиндрический корпус и расположенный в корпусе змеевик, патрубок для подачи пара в конденсатор, включенный последовательно конденсатору и теплообменник-охладитель конденсата, сливаемого в емкость /см. например, а.с. СССР N 646177, кл. F 28 B 7/00 от 1976/. Установка по этому а.с. является наиболее к заявляемой по технической сущности и достигаемому техническому результату. Known installations for condensation of steam, containing a liquid-cooled condenser, including a cylindrical body and a coil located in the housing, a pipe for supplying steam to the condenser, connected in series to the condenser and a condensate heat exchanger-cooler drained into the tank / cm e.g. A.S. USSR N 646177, class F 28 B 7/00 from 1976 /. Installation on this a.s. is the most claimed by the technical nature and the achieved technical result.

Однако известная установка благодаря использованию неподвижной охлаждающей жидкости и низкой турбулизации пара в конденсаторе обладает значительными габаритами. Кроме того, при ее использовании происходит повышенные потери паров конденсата благодаря тому, что неконденсирующиеся газы охлаждаются самим конденсатом в контактном теплообменнике, наличие которого значительно усложняет конструкцию установки. However, the known installation due to the use of a stationary coolant and low turbulization of steam in the condenser has significant dimensions. In addition, when it is used, there is an increased loss of condensate vapor due to the fact that non-condensable gases are cooled by the condensate in the contact heat exchanger, the presence of which greatly complicates the design of the installation.

Техническим результатом, на достижение которого направлена заявляемая установка, является снижение ее габаритов благодаря использованию противоточной схемы конденсатора. Кроме того, неконденсирующиеся газы охлаждаются жидкостью в верхней части змеевика, что дополнительно повышает выход конденсата и одновременно упрощает конструкцию установки, т.к. не требует отдельного устройства для их охлаждения. The technical result, the achievement of which the claimed installation is aimed, is to reduce its dimensions through the use of a countercurrent capacitor circuit. In addition, non-condensable gases are cooled by liquid in the upper part of the coil, which further increases the condensate yield and at the same time simplifies the design of the installation, since does not require a separate device for cooling them.

Для достижение указанного технического результата в известной установке для конденсации пара, содержащей охлаждаемый жидкостью конденсатор, включающий в себя цилиндрический корпус и расположенный в корпусе спиральный змеевик, патрубок для подачи пара в конденсатор, включенный последовательно конденсатору и теплообменник-охладитель конденсата, сливаемого в емкость, корпус образован концентричными наружной и внутренней стенками, ограничивающими разделенную концентричной стенкам перегородкой, камеру, в которой размещен указанный змеевик, образованный связанными между собой и размещенными с соответствующих сторон перегородки и наружной стенки связаны между собой кольцевой заглушкой, в которой закреплен патрубок, сообщающий полость между перегородкой и наружной стенкой с атмосферой, а в верхней части наружной стенки расположен связанный с наружной секцией змеевика патрубок для подвода в него охлажденной жидкости, причем нижние концы наружной и внутренней стенок жестко закреплены в днище корпуса, расположенном с вертикальным зазором относительно нижнего торца перегородки, а в днище закреплена первая вертикальная трубчатая капельница, нижний срезанный наклонно конец которой выведен в полость, ограниченную расположенной под днищем вертикальной прозрачной гильзой, связанной с патрубком для подачи пара, а верхний конец с горизонтальным торцом выведен в чашеобразный сборник конденсата, выполненный в днище, в котором закреплен корпус регулятора отбора конденсата, сообщенный с указанным сборником посредством полого хвостовика, расположенного ниже верхнего торца капельницы, причем в нижней части корпуса регулятора закреплена вторая вертикальная трубчатая капельница, выведенная в смотровую камеру, сообщенную с теплообменником-охладителем, в корпусе которого расположена центральная трубка для прохода конденсата, а сам корпус теплообменника-охладителя имеет снизу патрубок для подвода охлаждающей жидкости и сверху патрубок для отвода охлаждающей жидкости, который связан с указанным патрубком для подвода охлаждающей жидкости к наружной секции змеевика, при этом центральная трубка теплообменника-охладителя сообщена с емкостью для сбора охлажденного конденсата посредством одной трубки, пропущенной через крышку этой емкости и посредством другой трубки, пропущенной через эту крышку, полость емкости сообщена с трубопроводом, для подачи воздуха в полость корпуса конденсатора, в которой размещена наружная секция змеевика, и в верхнюю часть корпуса регулятора отбора конденсата. To achieve the specified technical result in a known installation for condensing steam containing a liquid-cooled condenser, including a cylindrical body and a spiral coil located in the housing, a pipe for supplying steam to the condenser, connected in series to the condenser and a condensate heat exchanger-cooler drained into the tank, the housing formed by concentric outer and inner walls defining a partition divided by concentric walls, a chamber in which said zm is placed Eevik formed by interconnected and placed on the respective sides of the partition and the outer wall are interconnected by an annular plug in which a pipe is fixed that communicates the cavity between the partition and the outer wall with the atmosphere, and a pipe connected to the outer section of the coil is located in the upper part of the outer wall supplying cooled liquid to it, the lower ends of the outer and inner walls being rigidly fixed to the bottom of the housing, located with a vertical gap relative to the lower end partitions, and the first vertical tubular dropper is fixed in the bottom, the lower cut oblique end of which is brought into a cavity bounded by a vertical transparent sleeve located under the bottom, connected to the pipe for steam supply, and the upper end with a horizontal end is displayed in a bowl-shaped condensate collector made in the bottom , in which the housing of the condensate extraction regulator is fixed, in communication with the specified collector by means of a hollow shank located below the upper end of the dropper, and in the lower part to the regulator housing is secured with a second vertical tubular dropper discharged into the inspection chamber in communication with the heat exchanger-cooler, in the casing of which there is a central tube for the passage of condensate, and the heat exchanger-cooler casing has a pipe for supplying coolant and a pipe for draining coolant from below, which is connected with the specified pipe for supplying coolant to the outer section of the coil, while the Central tube of the heat exchanger-cooler is in communication with the tank for I collect the cooled condensate through one tube passed through the lid of this tank and through another tube passed through this lid, the cavity of the tank is connected to the pipeline to supply air to the cavity of the condenser housing, in which the outer section of the coil is located, and to the upper part of the regulator housing condensate extraction.

При этом центральная трубка теплообменника-охладителя выполнена с поперечными последовательно расположенными пережатиями, развернутыми относительно друг друга на 90^oC, в полости первой вертикальной трубчатой капельницы размещена вставка из материала, не проницаемого для пара, но проницаемого для жидкости /конденсата/.In this case, the central tube of the heat exchanger-cooler is made with transverse successively located clamps, rotated 90 ^° C relative to each other, in the cavity of the first vertical tubular dropper there is an insert made of a material not permeable to steam, but permeable to liquid / condensate /.

На фиг. 1 изображен общий вид установки для конденсации пара; на фиг. 2
в увеличенном масштабе фрагмент 1 на фиг. 1.In FIG. 1 shows a General view of the installation for condensation of steam; in FIG. 2
on an enlarged scale, fragment 1 in FIG. one.

Установка для конденсации пара содержит охлаждаемый жидкостью конденсатор, имеющий цилиндрический корпус, образованный концентричными друг другу наружной стенкой 1 и внутренней стенкой 2, ограничивающими камеру. Камера разделена перегородкой 3 на внешнюю полость А и внутреннюю полость Б. В полости А размещена наружная секция 4 змеевика, а в полости Б внутренняя секция 5 змеевика, связанная с наружной секцией. Высота секции 4 превышает высоту секции 5. Шаг витков секций 4 и 5 может быть переменным, а у наружной секции 4 может уменьшаться снизу вверх. Шаг витков обеих секций выбирают в зависимости от выбранного диаметра витка и требуемой скорости пара в конденсаторе. Секции 4 и 5 установлены в полостях А и Б с минимальным зазором относительно стенок и перегородки корпуса. Перегородка 3 жестко связана с верхней торцевой стенкой 6, расположенной с вертикальным зазором "а" относительно верхнего конца внутренней стенки. В стенке 6 расположена опора 7 для термометра 8, измеряющего температуру конденсируемого пара в полости В. Верхние концы перегородки 3 и наружной стенки 1 связаны между собой кольцевой заглушкой 9, в которой закреплен патрубок 10, сообщающий полость А с атмосферой. В верхней части наружной стенки расположен патрубок 11, связанный с секцией 4 и служащий для подвода в нее охлаждающей жидкости. Нижние концы стенок 1 и 2 жестко закреплены в днище 12 корпуса, расположением с вертикальным зазором "б" относительно нижнего конца перегородки 3. Под днищем закреплена вертикальная прозрачная гильза 13, нижняя часть которой связана с патрубком 14 для подачи пара в конденсатор. В днище закреплена первая вертикальная трубчатая капельница 15, имеющая срезанный наклонно нижний конец 16 и верхний конец с горизонтальным торцом 17. Нижний конец 16 введен в полость гильзы 13, а верхний конец в чашеобразный сборник 18 конденсата, выполненный в днище, капельница 15 размещена вставки /не показана/, из материала, непроницаемого для пара, но проницаемого для жидкости /конденсата/, как например, из свернутой в рулон полосы из мелкоячеистой сетки или спрессованной в цилиндр спирали из тонкой проволоки. К днищу посредством патрубка 19 закреплен корпус 20 регулятора отбора конденсата. При помощи патрубка 19 корпус 20 сообщен со сборником 18 конденсата так, что верхняя точка 21 отверстия патрубка расположена ниже верхнего торца 17 капельницы 15 на величину "в". В корпусе 20 регулятора с возможностью продольного перемещения регулировочная игла, состоящая из конического участка 22, цилиндрического резьбового участка 23 и промежуточного участка 24. С участком 23 связан стержень 25, пропущенный через уплотнительную прокладку 26 и имеющий на наружном конце маховичок управления 27. Участок 23 завернут в резьбу корпуса 20 для возможности продольного перемещения иглы в корпусе. В нижней части корпуса 20 расположена вторая вертикальная трубчатая капельница 28, выведенная в смотровую камеру 29 с прозрачными стенками. Полость камеры 29 сообщена с центральной трубкой 30 теплообменника-охладителя, а сама трубка 30 закреплена на камере с помощью опоры 31 и выполнена с поперечными последовательно расположенными пережатиями, развернутыми относительно друг друга на 90^oC. Трубка 30 установлена в корпусе 32 и герметично связана с ним образованием полости 33 для охлаждающей жидкости, которая подается по расположенному снизу патрубку 34 и отводится по расположенному сверху патрубку 35, связанному с патрубком 11 змеевика. Нижний конец трубки 30 сообщен с емкостью 36 для сбора охлажденного конденсата посредством одной трубки 38, пропущенной через катушку 39 этой емкости, а посредством другой трубки 40 полость емкости 36 сообщена через штуцер 41 с воздуховодом 42. Одна ветвь воздухопровода сообщена с полостью А корпуса конденсатора, а другая ветвь с корпусом 20 регулятора отбора конденсатора. Охлаждающая жидкость выходит из змеевика через выпускной патрубок 43.The steam condensation apparatus comprises a liquid-cooled condenser having a cylindrical body formed by the outer wall 1 and the inner wall 2 concentric with each other and defining the chamber. The chamber is divided by a partition 3 into the outer cavity A and the inner cavity B. In the cavity A, the outer section 4 of the coil is located, and in the cavity B, the inner section 5 of the coil is connected with the outer section. The height of the section 4 exceeds the height of the section 5. The pitch of the turns of sections 4 and 5 may be variable, and the outer section 4 may decrease from bottom to top. The pitch of the turns of both sections is selected depending on the selected diameter of the coil and the required steam speed in the condenser. Sections 4 and 5 are installed in cavities A and B with a minimum clearance relative to the walls and walls of the housing. The partition 3 is rigidly connected with the upper end wall 6 located with a vertical gap "a" relative to the upper end of the inner wall. In the wall 6 there is a support 7 for a thermometer 8, which measures the temperature of the condensed steam in the cavity B. The upper ends of the partition 3 and the outer wall 1 are connected by an annular plug 9, in which a pipe 10 is connected, communicating the cavity A with the atmosphere. In the upper part of the outer wall is a pipe 11 connected to section 4 and used to supply coolant to it. The lower ends of the walls 1 and 2 are rigidly fixed in the bottom 12 of the housing, the location with a vertical gap "b" relative to the lower end of the partition 3. Under the bottom is fixed a vertical transparent sleeve 13, the lower part of which is connected to the pipe 14 for supplying steam to the condenser. The first vertical tubular dropper 15 is fixed in the bottom, having a slanted lower end 16 and an upper end with a horizontal end 17. The lower end 16 is inserted into the cavity of the sleeve 13, and the upper end is in the bowl-shaped condensate collector 18 made in the bottom, the dropper 15 is placed inserts / not shown /, of a material impermeable to steam, but permeable to liquid / condensate /, such as from a rolled strip of fine mesh or a spiral of thin wire pressed into a cylinder. To the bottom through the pipe 19 is fixed to the body 20 of the condensate extraction regulator. Using the pipe 19, the housing 20 is in communication with the condensate collector 18 so that the upper point 21 of the pipe opening is located below the upper end 17 of the dropper 15 by a value of "c". In the regulator body 20 with the possibility of longitudinal movement, an adjustment needle consisting of a conical section 22, a cylindrical threaded section 23 and an intermediate section 24. A rod 25 is connected to the section 23, passed through the gasket 26 and having a control knob 27 at the outer end. Section 23 is wrapped into the thread of the housing 20 for the possibility of longitudinal movement of the needle in the housing. In the lower part of the housing 20 there is a second vertical tubular dropper 28, brought into the viewing chamber 29 with transparent walls. The cavity of the chamber 29 is in communication with the central tube 30 of the heat exchanger-cooler, and the tube 30 itself is mounted on the chamber by means of a support 31 and is made with transverse successive clamps rotated 90 ^° C. relative to each other. The tube 30 is installed in the housing 32 and is hermetically connected to the formation of a cavity 33 for the coolant, which is fed through the bottom located pipe 34 and is discharged along the pipe located above on top 35 connected to the pipe 11 of the coil. The lower end of the tube 30 is in communication with a container 36 for collecting cooled condensate by means of one tube 38 passed through the coil 39 of this tank, and by the other tube 40, the cavity of the tank 36 is communicated through a fitting 41 with the duct 42. One branch of the air duct is connected to the cavity A of the condenser body, and the other branch with the housing 20 of the regulator selection of the capacitor. Coolant exits the coil through the exhaust pipe 43.

Установка работает следующим образом. Installation works as follows.

Для осуществления конденсации пара вначале организуют в установке движение охлаждающей жидкости. Для этого от источника давления жидкости /не показан/ подают жидкость в патрубок 34 корпуса теплообменника-охладителя, из которого она выходит по патрубку 35 и поступает по патрубку 11 в наружную секцию змеевика. Затем жидкость проходит по секции 4 змеевика и поступает в его секцию 5, из которой выходит через патрубок 43 в резервуар /не показан/. После этого по патрубку 14 подают пар, поступающий в полость. В ограниченную внутренней стенкой 2. Дойдя до стенки 6, пар разворачивается, и проходя через зазор "а", движется по полости, ограниченной внутренней поверхностью перегородки 3 и наружной поверхностью внутренней стенки 2, проходя между витками внутренней секции 5 змеевика. Далее пар проходит через зазор "б" и движется по полости А, ограниченной наружной поверхностью перегородки 3 и внутренней поверхностью наружной стенки 1, проходя между витками наружной секции 4 змеевика. При своем движении и конденсировании с секциями змеевика пар конденсируется, а полученный конденсат стекает вниз на днище 12 и заполняет его чашеобразный сборник 18. При завернутой игле регулятора ее конический участок 22 перекрывает патрубок 19 и конденсат накапливается в сборнике 18, а его излишки стекают через верхний конец капельницы 15 и поступают в полость гильзы 13, из которой могут быть направлены в любой необходимый резервуар. При отвертывании иглы регулятора ее конический участок обеспечивает проход конденсата в корпус 20 регулятора, из которого через капельницу 28 и смотровую камеру 29 конденсат поступает в трубку 30 теплообменника-охладителя. Проходя через пережатия трубки 30, конденсат засасывает воздух из воздухопровода 42, перемешивается с ним и движется сильно турбуоизиронным пленочным потоком, что способствует его эффективному охлаждению. Из патрубка 30 конденсат сливается по трубке 38 в емкость 36, в которой конденсат 37 накапливается. При повышении уровня конденсата в емкости 36 воздух, находящийся в ней над уровнем конденсата, вытесняется им через трубку 40 и через штуцер 41 вместе с циркулирующим через теплообменник-охладитель воздухом поступает в воздухопровод 42. На выходе из штуцера 41 поток воздуха разветвляется и одна часть его поступает в корпус 20 регулятора и вместе с конденсатом направляется обратно в емкость 36. Другая часть потока поступает в полость А корпуса конденсатора для дополнительного переохлаждения на змеевике, после чего выходит в атмосферу через патрубок 10. При полном заполнении емкости 36 конденсатом, последний будет одновременно заполнять трубку 40, а через трубку 38, трубку 30, камеру 29 и патрубок 19 - сборник 18. После этого, как уровень конденсата в сборнике 18 и трубке 40 превысит уровень торца 17 капельницы 15, отбор конденсата прекращается и он будет сливаться только через капельницу /фиг. 2/. To carry out condensation, the steam is first organized in the installation of the movement of the coolant. For this, from a source of liquid pressure (not shown), liquid is supplied to the pipe 34 of the heat exchanger-cooler body, from which it exits through the pipe 35 and enters the outer section of the coil through the pipe 11. Then the liquid passes through section 4 of the coil and enters its section 5, from which it leaves through the pipe 43 into the tank / not shown /. After that, the pipe 14 serves steam entering the cavity. In the bounded by the inner wall 2. Having reached the wall 6, the steam is deployed, and passing through the gap "a", moves through the cavity bounded by the inner surface of the partition 3 and the outer surface of the inner wall 2, passing between the turns of the inner section 5 of the coil. Next, the steam passes through the gap "b" and moves along the cavity A, limited by the outer surface of the partition 3 and the inner surface of the outer wall 1, passing between the turns of the outer section 4 of the coil. During its movement and condensation, the steam condenses with the coil sections, and the condensate flows down on the bottom 12 and fills its bowl-shaped collector 18. When the regulator needle is wrapped, its conical section 22 overlaps the nozzle 19 and the condensate accumulates in the collector 18, and its excess flows through the upper the end of the dropper 15 and enter the cavity of the sleeve 13, from which they can be sent to any desired tank. When the regulator needle is unscrewed, its conical section provides condensate passage to the regulator body 20, from which condensate enters the tube 30 of the heat exchanger-cooler through the dropper 28 and the inspection chamber 29. Passing through the clamping of the tube 30, the condensate draws in air from the air duct 42, mixes with it and moves strongly by a turboisyrone film stream, which contributes to its effective cooling. From the nozzle 30, the condensate is discharged through the tube 38 into a container 36, in which the condensate 37 accumulates. When the level of condensate in the tank 36 rises, the air inside it above the condensate level is displaced by it through the pipe 40 and through the nozzle 41 together with the air circulating through the heat exchanger-cooler enters the air duct 42. At the outlet of the nozzle 41, the air flow branches out and one part of it enters the regulator body 20 and, together with the condensate, is directed back to the tank 36. Another part of the flow enters the cavity A of the condenser body for additional supercooling on the coil, after which it enters the atmosphere through the cartridge side 10. When the container 36 is completely filled with condensate, the latter will simultaneously fill the tube 40, and through the tube 38, the tube 30, the chamber 29 and the pipe 19, the collector 18. After that, the level of condensate in the collector 18 and the pipe 40 will exceed the level of the end face 17 dropper 15, condensate withdrawal stops and it will only merge through the dropper / FIG. 2 /.

Claims

1. Installation for condensation of steam, containing a liquid-cooled condenser, comprising a cylindrical body and a spiral coil located in the housing, a pipe for supplying steam to the condenser connected in series with the condenser, and a condensate heat exchanger-cooler drained into a container, characterized in that the housing formed by concentric outer and inner walls defining a partition divided by concentric walls, a chamber in which said coil is formed, formed between battle and placed on the respective sides of the partition by the outer and inner sections, the height of the first of which exceeds the height of the second, and the specified pipe is in communication with the cavity bounded by the inner wall, and the partition is rigidly connected with the upper end wall located with a vertical gap relative to the upper end of the inner wall, and the upper ends of the partition and the outer wall are interconnected by an annular plug in which a pipe is fixed that communicates the cavity between the partition and the outer wall with an atmosphere sphere, and in the upper part of the outer wall there is a pipe connected to the outer section of the coil for supplying coolant to it, and the lower ends of the outer and inner walls are rigidly fixed in the bottom of the case, located with a vertical gap relative to the lower end of the partition, and the first vertical is fixed in the bottom a tubular dropper, the lower cut oblique end of which is brought into a cavity bounded by a vertical transparent sleeve located under the bottom, connected with a pipe for supplying steam, and the horizontal end with a horizontal end is led out into a bowl-shaped condensate collector made in the bottom, to which the condensate selection regulator body is fixed, in communication with the specified collector by means of a hollow shank located below the upper end of the dropper, and a second vertical tubular dropper mounted in the lower part of the regulator body into the inspection chamber in communication with the heat exchanger-cooler, in the casing of which there is a central tube for the passage of condensate, and the casing of the heat exchanger -cooler has a bottom pipe for supplying coolant and a pipe for draining coolant on top, which is connected to the specified pipe for supplying coolant to the outer section of the coil, while the central tube of the heat exchanger-cooler is in communication with the tank for collecting the cooled condensate through one pipe passed through the cover of this container and through another tube passed through this cover, the cavity of the container is in communication with the pipeline for supplying air to the cavity of the condenser body, in which the outer section of the coil is located and in the upper part of the body of the condensate extraction regulator.

2. Installation according to claim 1, characterized in that the specified Central tube of the heat exchanger-cooler is made with transverse sequentially located clamps, deployed relative to each other by 90 ^o .

3. Installation according to claim 1, characterized in that in the cavity of the first specified vertical tubular dropper is an insert made of a material that is not permeable to steam, but permeable to liquid (condensate).