RU2805709C1 - System for removing steam-air mixture in low-pressure heater - Google Patents
System for removing steam-air mixture in low-pressure heater Download PDFInfo
- Publication number
- RU2805709C1 RU2805709C1 RU2022117094A RU2022117094A RU2805709C1 RU 2805709 C1 RU2805709 C1 RU 2805709C1 RU 2022117094 A RU2022117094 A RU 2022117094A RU 2022117094 A RU2022117094 A RU 2022117094A RU 2805709 C1 RU2805709 C1 RU 2805709C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steam
- pipe
- air mixture
- heater
- low
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области энергомашиностроения, а именно к турбостроению, и может быть использовано при проектировании новых и реконструкции (модернизации) действующих подогревателей системы регенерации низкого давления, имеющих выемную трубную систему (подогреватели низкого давления (ПНД) и сальниковые подогреватели (СП)), в составе паротурбинных установок (ПТУ) на электростанции.The invention relates to the field of power engineering, namely to turbine construction, and can be used in the design of new and reconstruction (modernization) of existing heaters of a low-pressure regeneration system having a removable pipe system (low-pressure heaters (LPH) and stuffing box heaters (SP)), in as part of steam turbine units (STU) at a power plant.
Из уровня техники известна конструкция подогревателей системы регенерации низкого давления, принимаемая за прототип, которая представляет собой кожухотрубный аппарат с выемной трубной системой с направляющими перегородками, в котором отвод паровоздушной смеси (ПВС) из парового пространства осуществляется через патрубок, расположенный в нижней части корпуса («Теплообменники энергетических установок» под ред. Ю.М. Бродова, Екатеринбург, 2003 г., стр. 250, рис. 3.20).The design of heaters for a low-pressure regeneration system is known from the prior art, taken as a prototype, which is a shell-and-tube apparatus with a removable pipe system with guide baffles, in which the steam-air mixture (SAM) is removed from the steam space through a pipe located in the lower part of the housing (“ Heat exchangers for power plants”, edited by Yu.M. Brodov, Ekaterinburg, 2003, p. 250, Fig. 3.20).
Для понимания сущности заявленного изобретения на фиг. 1 показана типовая конструкция подогревателя системы регенерации низкого давления, которая представляет собой кожухотрубный аппарат с выемной трубной системой 3 с направляющими перегородками 4, в котором отвод ПВС из парового пространства осуществляется через патрубок, расположенный в нижней части корпуса. Недостатком известных решений является то, что некоторая часть рабочего пара, так называемые холостые протечки 13 пара, прошедшие через зазор 12 между кромкой направляющих перегородок 4 трубной системы и корпусом подогревателя 9, минуя трубный пучок, отводится совместно с паровоздушной смесью, а из части трубного пучка, находящейся под последней направляющей перегородкой паровоздушная смесь совсем не отводится. Тем самым снижается эффективность подогревателя, увеличиваются недогревы (температурные напоры) основного конденсата.To understand the essence of the claimed invention, Fig. Figure 1 shows a typical design of a heater for a low-pressure regeneration system, which is a shell-and-tube apparatus with a removable pipe system 3 with guide baffles 4, in which PVA is removed from the steam space through a pipe located in the lower part of the housing. The disadvantage of the known solutions is that some part of the working steam, the so-called idle steam leaks 13, passing through the gap 12 between the edge of the guide partitions 4 of the pipe system and the heater body 9, bypassing the tube bundle, is removed together with the steam-air mixture, and from part of the tube bundle , located under the last guide partition, the steam-air mixture is not removed at all. This reduces the efficiency of the heater and increases the underheating (temperature pressure) of the main condensate.
Также известен вертикальный кожухотрубный подогреватель, включающий распределительную водяную камеру с патрубками входа и выхода нагреваемой воды, корпус с патрубком входа пара, выхода его конденсата и патрубком выхода ПВС, трубную систему с направляющими перегородками, воздухоохладитель поверхностного типа (Изобретение «Вертикальный подогреватель», патент №2366859, опубл. 10.09.2009, Бюллетень №25). Недостаток изобретения заключается в том, что в нем не раскрыта сущность установки патрубка отвода паровоздушной смеси в корпусе с выемной трубной системой для обеспечения собираемости и эксплуатации аппарата.A vertical shell-and-tube heater is also known, including a distribution water chamber with inlet and outlet pipes for heated water, a housing with a steam inlet pipe, an outlet for its condensate and a PVA outlet pipe, a pipe system with guide baffles, a surface-type air cooler (Invention “Vertical heater”, patent No. 2366859, published 09/10/2009, Bulletin No. 25). The disadvantage of the invention is that it does not disclose the essence of installing a steam-air mixture outlet pipe in a housing with a removable pipe system to ensure the assembly and operation of the apparatus.
Технической проблемой, на решение которой направлено заявленное изобретение, является устранение недостатков известных решений: холостые протечки рабочего пара в корпусе подогревателя, которые минуют трубный пучок и удаляются совместно с ПВС, большой объем рабочего пара в составе ПВС и отсутствие эффективной организации движения пара в нижней части трубного пучка, находящейся под последней направляющей перегородкой.The technical problem to which the claimed invention is aimed is to eliminate the shortcomings of known solutions: idle leaks of working steam in the heater body, which bypass the tube bundle and are removed together with the PVA, a large volume of working steam in the PVA composition and the lack of effective organization of steam movement in the lower part tube bundle located under the last guide baffle.
Техническим результатом изобретения является повышение эффективности отвода ПВС, за счет сведения к минимуму или исключения полностью холостых протечек пара в конструкциях подогревателей с выемной трубной системой и включение в работу поверхности теплообмена нижней части трубного пучка, находящейся под последней направляющей перегородкой.The technical result of the invention is to increase the efficiency of PVA removal by minimizing or eliminating completely idle steam leaks in the designs of heaters with a removable pipe system and the inclusion of the heat exchange surface of the lower part of the tube bundle, located under the last guide partition, into operation.
Технический результат достигается изменением схемы движения ПВС за счет применения заявленной системы отвода паровоздушной смеси в подогревателе низкого давления с выемной трубной системой 3, направляющими перегородками 4 и неподвижным корпусом 9 подогревателя отличающейся тем, что выделена часть выемного трубного пучка подогревателя, соединенная с патрубком отвода ПВС 2, которая ограничена по высоте предпоследней и последней направляющими перегородками 4, а сбоку установкой щита 5, соосно которому при помощи сварки установлена отбортованная крышка 6, соединенная с фланцем 7, в который заведена труба 8 с шарнирами, установленными на концах трубы, выполненными для компенсации тепловых расширений трубной системы 3 относительно корпуса подогревателя 9, а также для уплотнения зазора между фланцем 7 и крышкой 10, в которой на сварку установлен патрубок отвода ПВС 2.The technical result is achieved by changing the PVA movement pattern through the use of the claimed steam-air mixture exhaust system in a low-pressure heater with a removable pipe system 3, guide baffles 4 and a fixed heater body 9, characterized in that a part of the removable pipe bundle of the heater is allocated, connected to the PVA outlet pipe 2 , which is limited in height by the penultimate and last guide partitions 4, and on the side by installing a shield 5, coaxially with which a flanged cover 6 is installed by welding, connected to a flange 7 into which a pipe 8 is inserted with hinges installed at the ends of the pipe, made to compensate for thermal extensions of the pipe system 3 relative to the heater body 9, as well as to seal the gap between the flange 7 and the cover 10, in which the PVA outlet pipe 2 is installed for welding.
Анализ уровня техники, осуществленный заявителем и включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, а также выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, не выявил технического решения, характеризующегося признаками, тождественными или эквивалентными предлагаемым.An analysis of the level of technology carried out by the applicant and including a search of patent and scientific and technical sources of information, as well as the identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, did not reveal a technical solution characterized by features identical or equivalent to those proposed.
Найденное изобретение «Вертикальный подогреватель» по патенту №2366859 представляет собой лишь общее раскрытие решения по удалению паровоздушной смеси без раскрытия сущности установки патрубка отвода паровоздушной смеси, что не лишает новизны частное раскрытие заявленной системы отвода паровоздушной смеси в подогревателе низкого давления.The found invention “Vertical heater” according to patent No. 2366859 represents only a general disclosure of a solution for removing the steam-air mixture without disclosing the essence of installing a branch pipe for removing the steam-air mixture, which does not deprive the novelty of the particular disclosure of the claimed system for removing the steam-air mixture in a low-pressure heater.
Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого технического решения по совокупности признаков, позволило определить в заявленном устройстве совокупность существенных отличительных признаков, по отношению к техническому результату и изложенную в нижеприведенной формуле изобретения.Determination from the list of identified analogues of the prototype as the closest technical solution in terms of the set of features made it possible to determine in the claimed device a set of essential distinctive features in relation to the technical result and set out in the claims below.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию патентоспособности «новизна».Consequently, the claimed invention meets the patentability criterion of “novelty”.
Для проверки предлагаемого технического решения на соответствие критерию патентоспособности изобретения «изобретательский уровень» проведен дополнительный поиск по известной из уровня техники информации. Результаты поиска показали, что предлагаемое изобретение не вытекает из известного уровня техники явным образом для специалиста. Более того, как видно из описания, для достижения желаемого технического результата заявитель внес в систему отвода паровоздушной смеси в подогревателе низкого давления принципиальные и неочевидные конструктивные изменения, а также снабдил его новыми элементами и связями.To check the proposed technical solution for compliance with the patentability criterion of the invention “inventive step”, an additional search was carried out using information known from the prior art. The search results showed that the proposed invention does not clearly follow from the prior art for a specialist. Moreover, as can be seen from the description, in order to achieve the desired technical result, the applicant introduced fundamental and non-obvious design changes to the steam-air mixture exhaust system in the low-pressure heater, and also provided it with new elements and connections.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию патентоспособности «изобретательский уровень».Consequently, the claimed invention meets the patentability criterion of “inventive step”.
Сущность заявленного технического решения поясняется следующими фигурами, на которых изображено:The essence of the claimed technical solution is illustrated by the following figures, which depict:
фиг. 1 - общий вид известной конструкции подогревателя низкого давления;fig. 1 is a general view of the known design of a low-pressure heater;
фиг. 2 - вид А известной конструкции подогревателя низкого давления, выполненный в увеличенном масштабе 1:10;fig. 2 - view A of the known design of a low-pressure heater, made on an enlarged scale of 1:10;
фиг. 3 - основной вид подогревателя низкого давления, в котором реализовано заявленное изобретение;fig. 3 - main view of the low-pressure heater in which the claimed invention is implemented;
фиг. 4 - вид Б подогревателя низкого давления, в котором реализовано заявленное изобретение, выполненный в увеличенном масштабе 1:10;fig. 4 - view B of a low-pressure heater in which the claimed invention is implemented, made on an enlarged scale of 1:10;
фиг. 5 - разрез В-В подогревателя низкого давления, выполненный в увеличенном масштабе 1:10;fig. 5 - B-B section of the low-pressure heater, made on an enlarged scale of 1:10;
фиг. 6 - вид Г, на котором показано приближение части разреза В-В подогревателя низкого давления, характеризующее заявленное изобретение.fig. 6 - view D, which shows an approximation of part of the section B-B of the low-pressure heater, characterizing the claimed invention.
На прилагаемых фигурах обозначены следующие позиции:The following positions are indicated in the attached figures:
1 - патрубок входа пара;1 - steam inlet pipe;
2 - патрубок отвода ПВС;2 - PVA outlet pipe;
3 - выемная трубная система;3 - removable pipe system;
4 - направляющие перегородки;4 - guide partitions;
5 - щит;5 - shield;
6 - отбортованная крышка;6 - flanged cover;
7 - фланец;7 - flange;
8 - труба с шарнирами;8 - pipe with hinges;
9 - корпус подогревателя;9 - heater body;
10 - крышка;10 - cover;
11 - патрубок;11 - pipe;
12 - зазор между корпусом подогревателя и трубной системой;12 - gap between the heater body and the pipe system;
13 - холостые протечки рабочего пара.13 - idle leaks of working steam.
Заявленная система отвода паровоздушной смеси поясняется на примере ее реализации в подогревателе низкого давления. Подогреватель низкого давления включает корпус 9 распределительную водяную камеру с патрубками входа и выхода нагреваемой воды, патрубком входа пара 1, выхода его конденсата, выемную трубную систему 3 с направляющими перегородками 4 (фиг. 3) и заявленную систему отвода ПВС. Система отвода паровоздушной смеси состоит из выделенной части выемного трубного пучка подогревателя, соединенной с патрубком отвода паровоздушной смеси 2, которая ограничена по высоте предпоследней и последней направляющими перегородками 4, а сбоку установкой щита 5. Соосно щиту 5 при помощи сварки установлена отбортованная крышка 6, соединенная с фланцем 7, в который заведена труба 8. На концах трубы 8 имеются шарниры, которые служат для компенсации тепловых расширений трубной системы 3 относительно корпуса 9 подогревателя, одновременно уплотняя зазор между фланцем 7 и крышкой 10, в которой на сварку установлен патрубок отвода ПВС 2.The claimed system for removing the steam-air mixture is illustrated using the example of its implementation in a low-pressure heater. The low-pressure heater includes a housing 9, a distribution water chamber with inlet and outlet pipes for heated water, a steam inlet pipe 1, an outlet for its condensate, a removable pipe system 3 with guide baffles 4 (Fig. 3) and the claimed PVA drainage system. The steam-air mixture exhaust system consists of a dedicated part of the removable tube bundle of the heater, connected to the steam-air mixture exhaust pipe 2, which is limited in height by the penultimate and last guide partitions 4, and on the side by installing a shield 5. Coaxial to the shield 5, a flanged cover 6 is installed by welding, connected with a flange 7 into which the pipe 8 is inserted. At the ends of the pipe 8 there are hinges that serve to compensate for thermal expansion of the pipe system 3 relative to the heater body 9, while simultaneously sealing the gap between the flange 7 and the cover 10, in which the PVA outlet pipe 2 is installed for welding .
Заявленное изобретение работает следующим образом.The claimed invention works as follows.
Нагреваемая вода через патрубок входа поступает во входную часть распределительной водяной камеры, откуда направляется в трубы поверхности теплообмена первого хода и через поворотную камеру по трубам второго хода поступает в выходную часть распределительной водяной камеры и далее через патрубок выводится из подогревателя. При движении в трубах вода нагревается за счет тепла, выделяемого при конденсации пара. Рабочий пар поступает в корпус подогревателя 9 через патрубок входа пара 1, конденсируется на трубках трубного пучка, а образовавшийся конденсат греющего пара стекает в нижнюю часть корпуса 9 и отводится из него. Большая часть пара совершает продольно-поперечные движения по трубному пучку вдоль направляющих перегородок 4, а часть пара устремляется через кольцевой зазор между корпусом 9 и направляющими перегородками 4, который невозможно исключить для обеспечения собираемости подогревателя, в патрубок отвода ПВС мимо трубного пучка. Система отвода паровоздушной смеси, включающая в себя установленные щит 5 и систему патрубков соединенных с ним, препятствуют удалению рабочего пара из подогревателя. Пар проходит через трубный пучок, конденсируется на нем и попадает в выделенную часть выемного трубного пучка, соединенную с патрубком отвода ПВС 2, ограниченную по высоте предпоследней и последней направляющими перегородками 4, а сбоку установкой щита 5, где завершается процесс конденсации пара и отводится паровоздушная смесь из корпуса подогревателя.The heated water through the inlet pipe enters the inlet part of the distribution water chamber, from where it is directed into the pipes of the heat exchange surface of the first stroke and through the rotating chamber through the pipes of the second stroke it enters the outlet part of the distribution water chamber and then through the pipe it is removed from the heater. As water moves through the pipes, it is heated by the heat generated by steam condensation. The working steam enters the heater housing 9 through the steam inlet pipe 1, condenses on the tubes of the tube bundle, and the resulting heating steam condensate flows into the lower part of the housing 9 and is removed from it. Most of the steam makes longitudinal-transverse movements along the tube bundle along the guide partitions 4, and part of the steam rushes through the annular gap between the body 9 and the guide partitions 4, which cannot be excluded to ensure the assembly of the heater, into the PVA outlet pipe past the tube bundle. The steam-air mixture exhaust system, which includes an installed shield 5 and a system of pipes connected to it, prevents the removal of working steam from the heater. The steam passes through the tube bundle, condenses on it and enters a dedicated part of the removable tube bundle, connected to the PVA outlet pipe 2, limited in height by the penultimate and last guide partitions 4, and on the side by the installation of a shield 5, where the process of steam condensation is completed and the steam-air mixture is discharged from the heater body.
Таким образом, вышеуказанные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании изобретения следующей совокупности условий:Thus, the above information indicates that the following set of conditions are met when using the invention:
средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, используется в турбостроении, а именно в производстве подогревателей низкого давления и сальниковых подогревателей;the means embodying the claimed invention during its implementation is used in turbine construction, namely in the production of low-pressure heaters and stuffing box heaters;
средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.the means embodying the claimed invention during its implementation is capable of achieving the technical result envisaged by the applicant.
Следовательно, предлагаемое техническое решение соответствует критерию патентоспособности «промышленная применимость».Consequently, the proposed technical solution meets the patentability criterion of “industrial applicability”.
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2805709C1 true RU2805709C1 (en) | 2023-10-23 |
Family
ID=
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2812164A (en) * | 1953-09-17 | 1957-11-05 | Lummus Co | Heat exchanger |
US2995341A (en) * | 1959-01-08 | 1961-08-08 | Griscom Russell Co | Feed water heater sub-cooling zone |
SU1321992A1 (en) * | 1985-07-19 | 1987-07-07 | Научно-Производственное Объединение По Исследованию И Проектированию Энергетического Оборудования Им.И.И.Ползунова | Boiler framework |
US6095238A (en) * | 1997-11-26 | 2000-08-01 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Feed water heater |
RU2366859C1 (en) * | 2008-04-21 | 2009-09-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И.И. Ползунова" (ОАО "НПО ЦКТИ") | Vertical heater |
CN206669708U (en) * | 2017-04-27 | 2017-11-24 | 哈尔滨汽轮机厂辅机工程有限公司 | A kind of low-pressure heater bottom water inlet hydrophobic cooling segment structure of submerged |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2812164A (en) * | 1953-09-17 | 1957-11-05 | Lummus Co | Heat exchanger |
US2995341A (en) * | 1959-01-08 | 1961-08-08 | Griscom Russell Co | Feed water heater sub-cooling zone |
SU1321992A1 (en) * | 1985-07-19 | 1987-07-07 | Научно-Производственное Объединение По Исследованию И Проектированию Энергетического Оборудования Им.И.И.Ползунова | Boiler framework |
US6095238A (en) * | 1997-11-26 | 2000-08-01 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Feed water heater |
RU2366859C1 (en) * | 2008-04-21 | 2009-09-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И.И. Ползунова" (ОАО "НПО ЦКТИ") | Vertical heater |
CN206669708U (en) * | 2017-04-27 | 2017-11-24 | 哈尔滨汽轮机厂辅机工程有限公司 | A kind of low-pressure heater bottom water inlet hydrophobic cooling segment structure of submerged |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2805709C1 (en) | System for removing steam-air mixture in low-pressure heater | |
US2756028A (en) | Heat exchange apparatus | |
RU2700843C1 (en) | Combined-cycle plant with deep waste gas heat recovery | |
RU98112406A (en) | BOILER INSTALLATION | |
RU201253U1 (en) | BOILER-DECARBONIZER | |
RU2371632C1 (en) | Vertical heater | |
SU877222A1 (en) | Steam-water heat exchanger | |
SU769192A1 (en) | Water steam feed water heater | |
SU1721392A1 (en) | Steam-and-water preheater | |
SU1206595A1 (en) | Surface condenser | |
CN219454006U (en) | Cold air heater before forced draught blower | |
SU1477975A2 (en) | Steam-to-water heat exchanger | |
RU140687U1 (en) | HEAT EXCHANGER | |
RU34235U1 (en) | Hot water tube heat exchanger | |
RU2306427C1 (en) | System of regenerative heating of water in steam-turbine plants (versions) | |
SU735810A1 (en) | System for heating flanges of steam turbine casing | |
SU706647A1 (en) | Water-steam heater | |
SU1113631A1 (en) | Vertical steam-water heater | |
SU648743A2 (en) | Turboset low-ressure regeneration system | |
RU1816872C (en) | System for discharging condensate of heater steam for steam turbine | |
SU1444544A2 (en) | Regeneration system of steam turbine plant | |
RU2264592C1 (en) | Heat exchanger | |
SU950998A1 (en) | Heat exchanger | |
SU1638520A1 (en) | Vertical vapor-to-water heat exchanger | |
RU2293916C1 (en) | Heater |