Пароводяной теплообменник

СОЮЗ СОВЕТСКИХиииииииииииии ииниРЕСПУБЛИК З(51) Р 22 Р 1/32 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КСМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Р 1 У .ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1 : 2, Авторское свидетельство СССРР 613 159, кл. Г 22 Р /32, 1976. К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54)(57) ПАРОВОДЯНОИ ТЕПЛООБМЕННИК,содержащий корпус с патрубками подвода и отвода воды, подвода пара иотвода конденсата и неконденсирующихсягазов, трубную систему, размещенныемежду последней и патрубком отвода неконденсирующихся газов сборник переохлажденного конденсата и сообщенный с паровым межтрубным пространством отсек контактной конденсации,разделенные горизонтальной и вертикальной перегородками, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения экономичности, горизонтальнаяперегородка имеет центральное отверстие, под углом к стенкам последнейустановлена перфорированная перегородка, образующая по периферии корпуса совместно с горизонтальной ивертикальной перегородками сборникпереохлажденного конденсата, а надцентральным отверстием дополнительно установлен перфорированный конусный отражатель.Изобретение относится к теплообменным аппаратам, устанавливаемым,в частности, в регенеративных схемах энергетических паровых турбинили используемым в качестве подогревателей сетевой воды и предназначен-.ных для подогрева воды паром, отбираемым из промежуточных ступенейтурбин.Известен пароводяной теплообмен 10ник, предназначенный для подогреваводы, протекающей в трубках, за счеттепла, выделяемого при конденсациипара 1 .В таком теплообменнике над направляющими.перегородками за счет стекания с труб поверхности нагрева образуется слой переохлажденного по отношению к температуре насыщения вданном месте конденсата пара. Этотпереохлажденный конденсат хаотическистекает с кромок всех перегородокв виде капель или струй, которыепри этом омываются потоком пара инагреваются до температуры, близкой25к температуре насыщения. Таким обра-зом, разница температур конденсатаи насьшения пара на выходе из такихтеплообменников практически равнанулю. Скорость. пара в конце пути егодвижения в межтрубном пространстветакже близка к нулю, что способствует образованию застойных и плохо вен"тилируемых потоком пара областей. Этообстоятельство, особенно в аппаратах, 35фработающих при давлении ниже атмосферного, способствует накоплению неконденсирующихся газов в корпусе ирезкому снижению экономичности работытеплообменника. 40Известен пароводяной теплообменник, содержащий корпус с патрубкамиподвода и отвода воды, подвода пара,отвода конденсата и неконденсирующихся газов, трубную систему, размещенные между последней и патрубком отво"да неконденсирующихся газов сборникпереохлажденного конденсата и сообщенный с паровым межтрубным пространством отсек контактной конденсации, 50разделенные горизонтальной и вертикальной перегородками 2,Внутри сборника переохлажденного конденсата размещается часть поверхности нагрева трубной системы, которая омывается конденсатом греющего пара, стекающим в сборник с направляющих перегородок с температурой,близкой к температуре насыщения За счет контакта конденсата с трубками поверхности нагрева, размещенных в сборнике, через которые проходит нагреваемая вода, конденсат переохлаждается и в виде струй стекает черезперфорацию и попадает в отсек контактной конденсации. На этих струях, располагаемых за пределами трубной системы, конденсируется пар. Количество его определяется величиной переохлаждения конденсатапо отношению к температуре насыщения греющего пара и расходом переохлажденного конденсата. Пар, сконденсировавшийся на струях, транзитом проходит всю трубную систему, увеличивая среднюю скорость пара в межтрубном пространстве. Благодаря этому пару, скорость его на выходе из трубной системы уже не равна нулю, что способствует интен" сивной вентиляции парового межтрубного пространства и уменьшает воэможность образования застойных. областей.Кроме того, создание каскада струй,на которых конденсируется пар, повышаает концентрацию неконденсирующихся газов (воздуха) в оставшейся ыа выходе из струй паровоздушнай смеси, что резко облегчает условия для ее . отвода из аппарата. Однако переохлаждение конденсата достигается за счет затопления поверхности нагрева, располагаемой в сборнике, а переохлажденный конденсат стекающий с.направляющих перегоУродок, не используется для повышения скорости пара в межтрубном пространстве, так как его нагрев потоком пара до температуры насыщения происходит по всей высоте аппарата. Поэтому известный подогреватель требует необходимости затопления части поверхности нагрева и исключения ее из работы в режиме конденсации, Струи,вытекающие через перфорированную горизонтальную перегородку разделяющую сборник конденсата и отсек контактной конденсации, должны иметь опредвленную длину, что требует удлинениякорпуса для их размещения, Значительная величина поверхности конденсата в сборнике, соприкасающаяся с греющим паром, ухудшает процесс его переохлаждения, что требует дополнительного затопления поверхности нагрева трубной системы для достижения необходимого переохлаждения.Цель изобретения - повышение экономичности.Поставленная цель достигаетсяв пароводяном теплообменнике, содержащем корпус с патрубками подвода 5и отвода воды, подвода пара, отводаконденсата и неконденсирующихся газов, трубную систему, размещенныемежду последней и патрубком отводанеконденсирующихся газов сборник пе Ореохлажденного конденсата и сообщенный с паровым межтрубным пространст-вом отсек контактной конденсации,разделенные горизонтальной и вертикальной перегородками, горизонтальная перегородка имеет центральноеотверстие, под углом к стенке последней установлена перфорированная перегородка, образующая по перифериикорпуса совместно с горизонтальной 20и вертикальной перегородками сборникпереохлажденного конденсата, а надцентральным отверстием дополнительноустановлен перфорированный конусныйотражатель, 25На чертеже представлен пароводяной теллообменник, общий вид,Пароводяной теплообменник содержит корпус 1, патрубки 2-6 подвода и отвода воды, подвода пара, отвода30 конденсата и неконденсирующихся газов соответственно, трубную систему 7,. размещенные между последней и патрубком 6 отвода неконденсирующихся газов сборник 8 переохлажден ного конденсата и сообщенный с паровым межтрубным пространством 9 отсек 10 контактной конденсации, разделенные горизонтальной и вертикальной перегородками 11 и 12. Горизонталь ная перегородка 11 имеет центральное отверстие 13, под углом к стенкам последнего установлена перфорированная перегородка 14, образующая по периферии корпуса 1 совместно с гори зонтальной и вертикальными перегородками 11 и 12 сборник 8 переохлажденного конденсата, а над центральным отверстием 13 дополнительно установлен перфорированный конусный отража тель 15. Теплообменник имеет также водяную камеру 16, направляющие перегородки 17, водоукаэательное стекло 18. Отсек 10 контактной конденсации сообщен с паровым межтрубным 55 пространством 9 посредством канала 19, образованного коробом 20 и стенкой корпуса 1, имеющего входное и выходное отверстия 21 и 22 соответственно, Трубная система 7 крепится в трубной доске 23, размещенной с зазором 24 относительно корпуса 1.Пароводяной теплообменник работает следующим образом.Переохлажденный конденсат с направляющих перегородок 17 поступает в сборник 8 по каналу, имеющему минимальную ширину, что уменьшает зеркало" конденсата в нем, а следовательно, сводит к минимуму подогрев в этом месте конденсата паром. Через перфорацию в перегородке 14 переохлажденный конденсат "фонтанирует струями под определенным углом к вертикали, достигает перфорированного конусного отражателя 15 и с него в виде струй и капель стекает через центральное отверстие 3 горизонтальной перегородки 11 на уровень конденсата в корпусе 1. Часть струй не достигает щита и после достижения максимальной высоты, что определяется подпором столба воды в сборнике 8 переохлажденного конденсата, падает в виде струй и капель в центральное отверстие 13 горизонтальной перегородки 11, За счет движения струи конденсата сначала вверх (от верхней перфорированной перегородки 14 до перфорированного конусного отражателя 5), а затем вниз (от отражателя 15 до уровня конденсата в корпусе 1) достигается необходимая суммарная длина струи, которая обеспечивает конденсацию пара иэ паровоздушной смеси в отсеке 10 контактной конденсации. На нижней части перфорированной перегородки 14, наклоненной к центральному отверстию 13, степень перфорации минимальная и по мере удаления от центрального отверстия 13 степень перфорации возрастает. Изменение степени перфорации и установка перфорированной перегородки 14 под углом к горизонту с наклоном к центральному отверстию 13 обеспечивает необходимое истечение струй конденсата вверх при малых нагрузках теплообменника. Патрубок 6 отвода неконденсирующихся газов располагается под горизонтальной перегородкой 11 и установлен таким образом, что на него не попадают струи и капли конденсата, стекающие в центральное отверстие 13.1113630 аэ 6600(32 Т аж 404 ПоПатент, г.укгород, уд.проектная ад ППО Поток неконденсирующихся газов и остатков пара омывает нижнюю часть трубной системы 7, выходит иэ нее и через зазор 24 между трубной доской 23 и корпусом 1, а также через канал 19 поступает в отсек 10 контактной конденсации на струи переохлажденного конденсата, истекающие из перфорации перегородки 14Далее при своем движении неконденсирующиеся газы и остатки пара совместно со струями и каплями переохлажденного ,конденсата поступают через центрапьное отверстие 13 в нижнюю часть корпуса 1. При таком движении остатки пара интенсивно конденсируются на переохлажденном конденсате, концентрация воздуха в паровоэдушной смеси при этом возрастает и эффективно выводится через патрубок 6 иэ теплообменника,5 Создание в теплообменниках засчет установки под трубной системой отсека контактной конденсации позволяет резко повысить концентрацию 1 О воздуха в отводимои паровоэдушнойчсмеси, устранить вероятность образования застойных, плохо вентилируемых потоком пара зон, повысить среднюю скорость пара на всем пути его движе ния в межтрубном пространстве, а этоприводит к повышению экономичности работы таких теплообменников.