RU2296914C1

RU2296914C1 - Horizontal heater

Info

Publication number: RU2296914C1
Application number: RU2005126657/06A
Authority: RU
Inventors: Михаил Павлович Белоусов (RU); Михаил Павлович Белоусов; Леонид Петрович Заёкин (RU); Леонид Петрович Заёкин; Владимир Иосифович Великович (RU); Владимир Иосифович Великович; Геннадий Васильевич Василенко (RU); Геннадий Васильевич Василенко; Алексей Петрович Лашицкий (RU); Алексей Петрович Лашицкий
Priority date: 2005-08-23
Filing date: 2005-08-23
Publication date: 2007-04-10

Abstract

FIELD: power engineering.

SUBSTANCE: horizontal heater comprises housing with branch pipes for supplying steam, discharging condensate, and uncondensed gases , rotating and distributing water chambers with branch pipes for supplying and discharging the water to be heated, and pipe system whose bottom section receives mixing air cooler. The mixing air cooler is mounted inside the chamber throughout the length of the pipe system. The faces of the chamber represent the vertical guiding baffles of the pipe system. The sides of the chamber are provided with openings. The top and bottom sheets of the chamber are perforated, and there are hydraulic valves above them. The bottom perforated sheet is mounted above the bottom row of pipe of the first duct and is shifted toward the housing.

EFFECT: expanded functional capabilities.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в теплообменных аппаратах регенеративных схем, 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 circuits, 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, отвода его конденсата и подвода конденсата из подогревателя с большим давлением пара в корпусе, распределительную водяную камеру с патрубками подвода и отвода нагреваемой воды, трубную систему, расположенную под распределительной водяной камерой. В нижней части корпуса под трубной системой за счет установки лотка выполнен воздухоохладитель смешивающего типа (SU 613159, МПК F 22 D 1/32, 1976 г.).A surface heater is known comprising a housing with nozzles for supplying steam, removing its condensate and supplying condensate from a heater with high steam pressure in the housing, a distribution water chamber with nozzles for supplying and removing heated water, a pipe system located under the distribution water chamber. In the lower part of the body under the pipe system due to the installation of the tray, a mixing type air cooler (SU 613159, IPC F 22 D 1/32, 1976) was made.

Недостатком известного подогревателя является недостаточно глубокое охлаждение конденсата греющего пара, поступающего в зону воздухоохладителя смешивающего типа. Это объясняется тем, что переохлаждение конденсата происходит при контакте с участком гибов труб поверхности теплообмена в конце первого и начале второго хода нагреваемой воды, когда эта вода частично нагрелась в зоне конденсации. Кроме того, при малых нагрузках, когда расход конденсата через отверстия в лотке воздухоохладителя уменьшен по сравнению с номинальным, возможно поступление пара через часть отверстий в лотке в зону воздухоохладителя и «запаривание» системы отвода неконденсирующихся газов. При больших нагрузках (по расходу конденсата) возможна неудовлетворительная деаэрация конденсата в смешивающем воздухоохладителе, что приводит к растворению в конденсате коррозионно-активных газов (воздуха) и ухудшению водно-химического режима в системе регенерации или теплоснабжения паровой турбины.A disadvantage of the known heater is the insufficiently deep cooling of the heating steam condensate entering the mixing-type air cooler zone. This is explained by the fact that condensate supercooling occurs upon contact with the pipe bending section of the heat exchange surface at the end of the first and beginning of the second stroke of the heated water, when this water is partially heated in the condensation zone. In addition, at low loads, when the flow rate of condensate through the openings in the tray of the air cooler is reduced in comparison with the nominal one, steam may flow through part of the holes in the tray into the zone of the air cooler and “steam” the system for removing non-condensable gases. Under heavy loads (in terms of condensate flow), unsatisfactory deaeration of the condensate in the mixing air cooler is possible, which leads to the dissolution of corrosive gases (air) in the condensate and deterioration of the water-chemical regime in the steam turbine regeneration or heat supply system.

Известен подогреватель, включающий корпус с патрубком подвода пара и отвода его конденсата, распределительную водяную камеру с патрубками входа и выхода нагреваемой воды, горизонтальную трубную систему из U-образных труб или прямых труб поверхности теплообмена, часть нижних рядов труб первого хода нагреваемой воды размещена в лотке с перфорированным дном, что обеспечивает максимальное переохлаждение конденсата, поступающего в лоток. Лоток, каскад струй из перфорированного днища лотка образуют смешивающий воздухоохладитель (RU 2177111, МПК F 22 D 1/32, опубликовано 20.12.2001).Known heater, including a housing with a pipe for supplying steam and removing its condensate, a distribution water chamber with pipes for the input and output of heated water, a horizontal pipe system of U-shaped pipes or straight pipes of the heat exchange surface, part of the lower rows of pipes of the first stroke of the heated water is placed in the tray with a perforated bottom, which ensures maximum subcooling of condensate entering the tray. The tray, the cascade of jets from the perforated bottom of the tray form a mixing air cooler (RU 2177111, IPC F 22 D 1/32, published December 20, 2001).

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 возможность поступления греющего пара в отверстия перфорации лотка при малых нагрузках (уменьшенный расход охлаждаемого конденсата). При этом греющий пар поступит к перфорированной трубе отвода неконденсирующихся коррозионно-активных газов (воздуха) и «запарит» ее, что приведет к накоплению в корпусе неконденсирующихся газов, ухудшению теплообмена и интенсификации коррозионных процессов внутри корпусных элементов подогревателя. При больших нагрузках (по расходу конденсата) не обеспечивается необходимая деаэрация в струях конденсата смешивающего воздухоохладителя и зараженный коррозионно-активными газами конденсат ухудшает водно-химический режим работы системы регенерации или теплоснабжения паротрубной установки.A disadvantage of the known heater adopted for the prototype is the possibility of heating steam entering the perforation holes of the tray at low loads (reduced consumption of cooled condensate). In this case, the heating steam will go to the perforated pipe to remove non-condensable corrosive gases (air) and “vaporize” it, which will lead to the accumulation of non-condensable gases in the housing, deterioration of heat transfer and intensification of corrosion processes inside the heater case elements. Under heavy loads (in terms of condensate flow), the required deaeration in the condensate jets of the mixing air cooler and the condensate contaminated with corrosive gases impair the water-chemical mode of operation of the regeneration or heat supply system of the steam pipe installation.

Заявляемое техническое решение позволяет за счет установки камеры с размещенным в ней смешивающим воздухоохладителем исключить проникновение к струям переохлажденного конденсата (в камеру) греющего пара, что позволяет исключить "запаривание" трубы отвода неконденсирующихся коррозионно-активных газов и провести греющим паром дополнительный подогрев и деаэрацию конденсата из смешивающего воздухоохладителя.The claimed technical solution allows, by installing a chamber with a mixing air cooler placed in it, to prevent penetration of supercooled condensate (into the chamber) of heating steam to the jets, which eliminates the "steaming" of the pipe of the removal of non-condensable corrosive gases and conduct additional heating and deaeration of the condensate from the heating steam mixing air cooler.

Предложен горизонтальный подогреватель, включающий корпус с патрубками входа пара, выхода его конденсата и неконденсирующихся газов, поворотную и распределительную водяные камеры с патрубками входа и выхода нагреваемой воды на распределительной камере, трубную систему, в нижней части которой установлен смешивающий воздухоохладитель, при этом смешивающий воздухоохладитель по всей длине трубной системы размещен в камере, торцевыми стенками которой являются вертикальные направляющие перегородки трубной системы, в боковой внутренней и наружной стенках камеры выполнены отверстия, а верхний и нижний листы камеры выполнены перфорированными и над ними установлены гидрозатворы, причем нижний перфорированный лист камеры установлен выше нижнего ряда труб первого хода и смещен относительно их в сторону корпуса.A horizontal heater is proposed, including a housing with nozzles for steam inlet, outlet for its condensate and non-condensable gases, a rotary and distribution water chambers with nozzles for the inlet and outlet of heated water on the distribution chamber, a pipe system, in the lower part of which a mixing air cooler is installed, while the mixing air cooler is the entire length of the pipe system is placed in the chamber, the end walls of which are the vertical guide walls of the pipe system, in the inner side the outer walls of the chamber are provided with holes, and the top and bottom chamber sheets are perforated and installed hydraulic locks on them, the lower perforated plate chamber mounted above the lower row of pipes of the first stroke and offset relative to them towards the housing.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 изображен горизонтальный подогреватель, на фиг.2 - его поперечный разрез.The invention is illustrated by drawings, where in Fig.1 shows a horizontal heater, in Fig.2 - its cross section.

Горизонтальный подогреватель включает корпус 1 с патрубками входа пара 2 и выхода его конденсата 3, поворотную 4 водяную камеру и распределительную 5 водяную камеру, на которой установлены патрубки входа 6 и выхода 7 нагреваемой воды, трубную систему 8 с четырьмя ходами нагреваемой воды с вертикальными перегородками 9, между которыми располагается смешивающий воздухоохладитель в камере 10, образованный установкой боковой наружной стенкой 11 с отверстием 12, боковой внутренней стенкой 13 с отверстием 14, верхним перфорированным листом 15, над которым установлен гидрозатвор 16, нижним перфорированным листом 17 с гидрозатвором 18. Нижний перфорированный лист камеры 10 установлен выше нижнего ряда труб первого хода и смещен относительно их в сторону корпуса 1.The horizontal heater includes a housing 1 with nozzles for steam inlet 2 and its condensate outlet 3, a rotary 4 water chamber and a distribution 5 water chamber, on which nozzles for the inlet 6 and outlet 7 of the heated water are installed, a pipe system 8 with four strokes of heated water with vertical partitions 9 between which there is a mixing air cooler in the chamber 10, formed by the installation of the side outer wall 11 with the hole 12, the side inner wall 13 with the hole 14, the upper perforated sheet 15, above which th set water seal 16, the lower perforated sheet 17 with water seal chamber 18. The lower perforated sheet 10 is mounted above the lower row of pipes of the first stroke and offset relative to their direction in the housing 1.

На нижних горизонтальных листах 19 и 20 соответственно гидрозатворов 16 и 18 может накапливаться конденсат, уровень которого определяется высотой вертикальных перегородок 21 и 22. Конденсат, накапливающийся на перегородке 19, затапливает часть труб первого хода нагреваемой воды на всей их длине.Condensate can accumulate on the lower horizontal sheets 19 and 20, respectively, of hydraulic locks 16 and 18, the level of which is determined by the height of the vertical partitions 21 and 22. Condensate accumulates on the partition 19, floods part of the pipes of the first stroke of the heated water along their entire length.

Все листы 11, 13, 15, 17, 19-22 - вертикальные и горизонтальные листы гидрозатворов - плотно соединены с вертикальными перегородками 9. Отвод неконденсирующихся коррозионно-активных газов осуществляется через отверстие 12 и далее через патрубок 23 или горизонтальную перфорированную трубу, проходящую через все камеры 10.All sheets 11, 13, 15, 17, 19-22 - vertical and horizontal sheets of hydraulic locks - are tightly connected with vertical partitions 9. Non-condensable corrosive gases are removed through hole 12 and then through pipe 23 or a horizontal perforated pipe passing through all cameras 10.

Горизонтальный подогреватель работает следующим образом. Нагреваемая вода через патрубок 6 поступает в распределительную водяную камеру 5. Система перегородок в распределительной водяной камере 5 и поворотной камере 4 обеспечивает организацию четырех ходов нагреваемой воды. Количество ходов может быть как уменьшено, так и увеличено. После четвертого хода нагреваемая вода выводится из подогревателя через патрубок 7. Поток греющего пара через патрубок 2 поступает в корпус 1 и распределяется по всей длине трубной системы в зазоре, между внешним рядом труб трубной системы 8 и корпусом 1. Из этого зазора греющий пар одновременно поступает на трубы I-IV ходов нагреваемой воды (целесообразно организовать последовательное омывание паром труб в начале IV хода, затем III, II и I ходов).The horizontal heater operates as follows. The heated water through the pipe 6 enters the distribution of the water chamber 5. The system of partitions in the distribution of the water chamber 5 and the rotary chamber 4 provides the organization of four strokes of the heated water. The number of moves can be either reduced or increased. After the fourth stroke, the heated water is discharged from the heater through the nozzle 7. The flow of heating steam through the nozzle 2 enters the housing 1 and is distributed along the entire length of the pipe system in the gap, between the outer row of pipes of the pipe system 8 and the housing 1. From this gap, the heating steam flows simultaneously pipes I-IV of the courses of heated water (it is advisable to arrange sequential washing with steam of pipes at the beginning of the IV course, then III, II and I moves).

Несконденсировавшаяся на трубах IV, III, II и частично I хода часть пара с повышенным в ней содержанием неконденсирующихся газов (воздуха) поступает в центральный участок труб первого хода. После этих труб пар, а точнее паровоздушная смесь, поступает в смешивающий воздухоохладитель в камеру 10.Part of the steam, which has not condensed on pipes IV, III, II and partially of I stroke, with an increased content of non-condensable gases (air) in it enters the central section of the pipes of the first stroke. After these pipes, steam, or rather the steam-air mixture, enters the mixing air cooler in the chamber 10.

В камере 10 на струях переохлажденного конденсата, вытекающего из отверстий верхнего перфорированного листа 15, пар из паровоздушной смеси конденсируется, концентрация неконденсирующихся газов повышается и через отверстие 12 и патрубок 19 отводится из подогревателя.In the chamber 10, on the jets of supercooled condensate flowing from the openings of the upper perforated sheet 15, the steam from the vapor-air mixture condenses, the concentration of non-condensable gases increases and through the opening 12 and the pipe 19 is removed from the heater.

Переохлаждение конденсата, поступающего в камеру 10, обеспечивается затоплением им части труб поверхности теплообмена первого хода. Гидрозатвор 16 препятствует поступлению греющего пара через отверстие листа 15 в камеру 10. Такую же функцию выполняет гидрозатвор 18, препятствуя поступлению пара в камеру 10 через отверстия в листе 17. Вытекающий из отверстий листа 17 конденсат дополнительно нагревается и деаэрируется греющим паром. Поэтому в дальнейшем не происходит заражения коррозионно-активными газами системы теплоснабжения или регенерации паровой турбины.Subcooling of the condensate entering the chamber 10 is ensured by flooding of part of the pipes of the heat exchange surface of the first stroke. The hydraulic lock 16 prevents the entry of heating steam through the opening of the sheet 15 into the chamber 10. The same function is performed by the hydraulic lock 18, preventing the steam from entering the chamber 10 through the holes in the sheet 17. The condensate flowing out of the openings of the sheet 17 is additionally heated and deaerated with heating steam. Therefore, in the future, there is no infection by corrosive gases of the heat supply system or the regeneration of a steam turbine.

Claims

A horizontal heater including a housing with nozzles for steam inlet, outlet for its condensate and non-condensable gases, a rotary and distribution water chambers with nozzles for the inlet and outlet of heated water on the distribution chamber, a pipe system, in the lower part of which there is a mixing air cooler, characterized in that the mixing air cooler along the entire length of the pipe system is placed in the chamber, the end walls of which are the vertical guide walls of the pipe system, in the lateral inner d and outer chamber walls are provided with holes, and the top and bottom chamber sheets are perforated and installed hydraulic locks on them, the lower perforated plate chamber mounted above the lower row of pipes of the first stroke and offset relative thereto in the direction of the housing.