RU2278323C1

RU2278323C1 - Heat exchanger

Info

Publication number: RU2278323C1
Application number: RU2005111534/06A
Authority: RU
Inventors: Михаил Павлович Белоусов (RU); Михаил Павлович Белоусов; Леонид Петрович Заёкин (RU); Леонид Петрович Заёкин; Виктор Алексеевич Колтунов (RU); Виктор Алексеевич Колтунов; Таиси Афанасьевна Яковлева (RU); Таисия Афанасьевна Яковлева; Юрий Павлович Андреев (RU); Юрий Павлович Андреев
Priority date: 2005-04-18
Filing date: 2005-04-18
Publication date: 2006-06-20

Abstract

FIELD: power engineering.

SUBSTANCE: heat exchanger comprises housing with branch pipes for supplying steam and discharging condensate, distributing water chamber with baffle and branch pipes for supplying and discharging water to be heated, and piping system with the built-in cooler of condensate provided with vertical side and horizontal baffles. The sides of the condensate cooler are provided with openings made between the pipe bank and first deflecting horizontal baffle and between the last and penultimate horizontal baffles. The openings are interconnected through the pressure-tight ducts arranged outside of the condensate cooler. The second horizontal baffle of the condensate cooler is connected with the housing above the branch pipe for discharging condensate.

EFFECT: enhanced efficiency.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в теплообменных аппаратах регенеративных систем, систем теплоснабжения, предназначенных для подогрева воды за счет конденсации пара на трубах поверхности теплообмена.The invention relates to the field of energy and can be used in heat exchangers of regenerative systems, heat supply systems designed to heat water by condensation of steam on the pipes of the heat exchange surface.

Известен поверхностный подогреватель, содержащий корпус с патрубками подвода пара и отвода его конденсата, распределительную водяную камеру с патрубками подвода и отвода нагреваемой воды, трубную систему, расположенную под распределительной водяной камерой, часть труб поверхности теплообмена которой по всей высоте установкой кожуха, выделена под охладитель конденсата (Отраслевой каталог «Теплообменное оборудование паротурбинных установок», часть I, 20-89-09, М.: ЦНИИТЭИТЯЖМАШ, 1989, с.52, рис.39).A surface heater is known comprising a housing with steam inlet and condensate branch pipes, a distribution water chamber with heated water inlet and outlet pipes, a pipe system located under the distribution water chamber, a portion of the pipes of the heat exchange surface of which over the entire height by installing a casing, is allocated for the condensate cooler (Industry catalog “Heat Transfer Equipment of Steam Turbine Units”, part I, 20-89-09, M .: TSNIITEITYAZHMASH, 1989, p. 52, Fig. 39).

Недостатком известного подогревателя является необходимость располагать распределительную камеру над трубами поверхности теплообмена, набранной, например, из U-образных труб, из которых в период вывода подогревателя из работы не представляется возможным удалить нагреваемую воду, а также использование под поверхность теплообмена охладителя конденсата всей длины труб первого хода, что уменьшает температурный напор и увеличивает поверхность теплообмена охладителя конденсата.A disadvantage of the known heater is the need to place a distribution chamber above the pipes of the heat exchange surface, drawn, for example, from U-shaped pipes, from which it is not possible to remove heated water during the period of the heater’s shutdown, as well as the use of the entire length of the first condensate cooler under the heat exchange surface stroke, which reduces the temperature head and increases the heat exchange surface of the condensate cooler.

Известен подогреватель, включающий корпус с патрубками входа пара и выхода его конденсата, распределительную водяную камеру с патрубками входа и выхода нагреваемой воды, трубную систему со встроенным охладителем конденсата с боковыми вертикальными стенками и горизонтальными перегородками, в котором на верхнюю перегородку, расположенную на максимальном удалении от трубной доски, стекает конденсат пара с верхних участков труб поверхности теплообмена, расположенных над ней, и направляется в охладитель конденсата, а конденсат пара, сконденсировавшийся на трубах поверхности теплообмена, расположенных под этой верхней перегородкой, стекает на трубную доску, и, совершив один ход в межтрубном пространстве труб первого хода сетевой воды, охлаждается и выводится из подогревателя ( SU №1025960, F 22 D 1/32; опубликовано 30.06.1983).A heater is known that includes a housing with steam inlet and condensate outlet pipes, a distribution water chamber with heated water inlet and outlet pipes, a pipe system with a built-in condensate cooler with vertical side walls and horizontal partitions, in which the upper partition is located at a maximum distance from the tube plate, steam condensate drains from the upper pipe sections of the heat exchange surface located above it, and is sent to the condensate cooler, and the steam condensate The heat exchange surface, which was sensed on the pipes, located under this upper partition, flows onto the tube plate, and, having made one stroke in the annular space of the pipes of the first stroke of network water, it is cooled and removed from the heater (SU No. 1025960, F 22 D 1/32; published on 30.06 .1983).

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 подогревателя, принятого за прототип, является неопределенность в количестве пара, сконденсировавшегося под верхней перегородкой, а следовательно, трудности в расчете и выборе поверхности теплообмена, где этот конденсат совершает один ход и охлаждается, что приводит к снижению экономичности.A disadvantage of the known heater, adopted for the prototype, is the uncertainty in the amount of steam condensed under the upper partition, and therefore, difficulties in calculating and choosing the heat exchange surface, where this condensate makes one stroke and cools, which leads to a decrease in efficiency.

Заявляемое техническое решение позволяет обеспечить на большей части поверхности теплообмена противоточное движение теплоносителей, а следовательно, уменьшить поверхность теплообмена на 10-15% по сравнению с прямоточным движением при одинаковых начальных условиях. Одновременно в верхнюю часть охладителя конденсата поступает переохлажденный (по отношению к температуре насыщения) конденсат, что исключает возможность его вскипания и появления гидроударов, способных разрушить охладитель конденсата. Таким образом, заявляемое решение позволяет повысить экономичность работы теплообменника за счет упрощения конструкции и обеспечения оптимальных условий для теплообмена.The claimed technical solution allows to provide on the greater part of the heat exchange surface countercurrent motion of the coolants, and therefore, to reduce the heat transfer surface by 10-15% compared with the direct flow motion under the same initial conditions. At the same time, supercooled (relative to the saturation temperature) condensate enters the upper part of the condensate cooler, which excludes the possibility of boiling and the appearance of water shocks that can destroy the condensate cooler. Thus, the claimed solution allows to increase the efficiency of the heat exchanger by simplifying the design and providing optimal conditions for heat transfer.

Предложен теплообменник, включающий корпус с патрубками входа пара и выхода его конденсата, распределительную водяную камеру с перегородкой и патрубками входа и выхода нагреваемой воды, трубную систему со встроенным охладителем конденсата с боковыми вертикальными стенками и горизонтальными перегородками, при этом в боковых стенках охладителя конденсата между трубной доской и первой направляющей горизонтальной перегородкой, а также между последней и предпоследней горизонтальными перегородками выполнены отверстия, соединенные между собой герметичными коробами, расположенными за пределами охладителя конденсата, а вторая горизонтальная перегородка охладителя конденсата соединена с корпусом над патрубком выхода конденсата.A heat exchanger is proposed, including a housing with steam inlet and outlet condensate nozzles, a distribution water chamber with a baffle and heated water inlet and outlet nozzles, a pipe system with a built-in condensate cooler with vertical side walls and horizontal partitions, while in the side walls of the condensate cooler between the pipe the board and the first guide horizontal partition, as well as between the last and penultimate horizontal partitions made holes connected between an airtight boxes arranged outside the condensate cooler, and the second horizontal partition condensate cooler connected to the housing above the condensate outlet pipe.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 изображен теплообменник, продольный разрез, на фиг.2 - разрез А-А.The invention is illustrated by drawings, where in Fig.1 shows a heat exchanger, a longitudinal section, in Fig.2 - section aa.

Теплообменник включает корпус 1 с патрубком входа пара 2 и выхода его конденсата 3, распределительную водяную камеру 4 с патрубками входа 5 и выхода 6 нагреваемой воды, трубную доску 7, под которой установлена водяная камера 4, а над ней - трубная система 8, часть труб поверхности теплообмена которой установкой вертикальных боковых стенок 9, 10 и 11, торцевых стенок 12 и горизонтальных перегородок 13, 14, 15, 16 и 17 выделена под охладитель конденсата 18. В торцевых стенках 12 охладителя конденсата 18 между трубной доской 7 и первой направляющей горизонтальной перегородкой 13 выполнены отверстия 19, а между последней горизонтальной перегородкой 17 и предпоследней 16 выполнены отверстия 20. Торцевая стенка 12, стенка 21 совместно с корпусом 1 образует герметичный короб 22. Отверстия 19 и 20 соединены между собой герметичными коробами 22, расположенными за пределами охладителя конденсата 18. Вторая горизонтальная перегородка 14 охладителя конденсата 18 соединена с корпусом 1 над патрубком выхода конденсата 3.The heat exchanger includes a housing 1 with a pipe for steam inlet 2 and its condensate outlet 3, a distribution water chamber 4 with pipes for the input 5 and output 6 of heated water, a tube board 7, under which a water chamber 4 is installed, and above it is a pipe system 8, part of the pipes the heat exchange surface of which by installing the vertical side walls 9, 10 and 11, the end walls 12 and the horizontal partitions 13, 14, 15, 16 and 17 is allocated for the condensate cooler 18. In the end walls 12 of the condensate cooler 18 between the tube plate 7 and the first horizontal guide holes 19 are made by the partition 13, and holes 20 are made between the last horizontal partition 17 and the penultimate 16. The end wall 12, the wall 21 together with the housing 1 forms a sealed box 22. The holes 19 and 20 are interconnected by sealed boxes 22, located outside the condensate cooler 18. The second horizontal partition 14 of the condensate cooler 18 is connected to the housing 1 above the condensate outlet 3.

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

Поток греющего пара через патрубок 2 поступает в корпус 1, где при конденсации на трубах поверхности теплообмена трубной системы 8 нагревает воду, протекающую в трубах. Конденсат греющего пара стекает в нижнюю часть корпуса 1, накапливается на трубной доске 7 и поступает в охладитель конденсата 18 на трубы первого хода нагреваемой воды. Расход конденсата пара и расход нагреваемой воды, протекающей в трубах, известен, что позволяет рассчитать охлаждение конденсата на его первом ходе, что обеспечивает гарантированное отсутствие вскипания при его подъеме в коробах 22. Далее конденсат пара при противотоке движется в охладителе конденсата 18, поперечно омывая трубный пучок и охлажденным выводится из теплообменника через патрубок 3. Такое движение конденсата обеспечивается при соединении второй горизонтальной перегородки 14 к корпусу 1.The flow of heating steam through the pipe 2 enters the housing 1, where during condensation on the pipes, the heat exchange surface of the pipe system 8 heats the water flowing in the pipes. The condensate of the heating steam flows into the lower part of the housing 1, accumulates on the tube plate 7 and enters the condensate cooler 18 onto the pipes of the first stroke of the heated water. The flow rate of steam condensate and the flow rate of heated water flowing in the pipes are known, which makes it possible to calculate the cooling of the condensate in its first stroke, which ensures guaranteed no boiling when it rises in the ducts 22. Next, the steam condensate in countercurrent flows in the condensate cooler 18, transversely washing the pipe the beam and cooled is removed from the heat exchanger through the pipe 3. Such a movement of condensate is provided when the second horizontal partition 14 is connected to the housing 1.

Claims

A heat exchanger comprising a housing with steam inlet and condensate outlet pipes, a distribution water chamber with a baffle and heated water inlet and outlet pipes, a pipe system with a built-in condensate cooler with vertical side walls and horizontal partitions, characterized in that between the side walls of the condensate cooler between the pipe board and the first guide horizontal partition, as well as between the last and penultimate horizontal partitions made holes connected by I am waiting for myself with sealed boxes located outside the condensate cooler, while the second horizontal partition of the condensate cooler is connected to the body above the condensate outlet pipe.