Конденсатор с воздушным охлаждением

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК П 9) 17039 А 55 Г 28 В 1/06 ОПИСАН ИЗОбРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ У гии; АН БС ич А,Е. Особенно- .зовых смесейждаемого конденР, Серия физикоМ 2, с. 66-71,19 б, 1986.ОЗДУШНЫМ ОХ- ся к теплоэнергеовано в тех облагде применяются ым охлаждением Порога,) 5 у Конденсат Юонденса ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР(71) Институт ядерной энер(56) Прохоров И.А., Синкевсти конденсации парогавнутри труб воздухоохласатора. - Весци АН БССэнергетических наук. 1988Патент СШАМ 4129180, кл. Е 28 В 9/10Патент ЧССРМ 2435531, кл. Р 28 В 1/О(57) Изобретение относиттике и может быть использстях народного хозяйства.конденсаторы с воэдушн для повышения тепловой эффективности таких конденсаторов и уменьшения вероятности замерзания конденсата в холодное время года. Цель изобретения - повышение тепловой эффективности и надежности и работе при низких температурах воздуха. Указанная цель достигается тем, что верхняя камера, как и нижняя, выполнена разделенной на две части. Причем йервая часть 3 верхней камеры, куда выходят трубки 1 первых по ходу воздуха рядов, снабжена патрубком 8 для отвода неконденсируемых газов, а вторая часть 4 верхней камеры, куда выходят трубки 2 последних по ходу воздуха рядов, снабжена патрубком 7 для подвода парогазовой смеси, Такое изготовление конденсатора спс)собствует значительному уменьшению площадки трубного пучка. занятого застойными зонами. что ведет к увеличению теплового потока и уменьшению вероятности замерзания конденсата. 1 ил. Юане сиесь40 45 50 55 смесь из собирающего коллектора поступа- авт Снизу в трубки вентияяционнои секции, не Изобретение о 1 носится сплознергетике и может быть использовано в областях народного хозяйства, где применяются конденсаторы с воздушным охлаждением для повышения тепловой эффективности таких конденсаторов и уменьшения вероятности замерзания конденсата в холодное время года.Известно, что при конденсации пара из парогазовой смеси в трубном пучке воздухоохлаждаемого конденсатора в первых по ходу охлаждающего воздуха трубках пучка вследствие накопления неконденсируемых газов образуются так называемые застойные зоны, где интенсивность конденсации чрезвычайно низка и температура конденсата практически совпадает с температурой окружающей среды. По этой причине нагрев воздуха на этом участке не происходит и на выходе иэ трубного пучка температура воздушного потока характеризуется заметной неравномерностью; ближе к входному коллектору температура воздуха выше, возле выходного коллектора - ниже, Для конденсаторов энергетических станций на водяном паре эта неравномерность может достигать 10-15 К. Вследствие образования застойных зон и снижения нагрева воздуха суммарный тепловой поток при конденсации парогазовой смеси оказывается меньше. чем при конденсации чистого пара.При уменьшении температуры окружающей среды до отрицательных значений на участках труб, занятых застойными зонами, начинается замерзание конденсата. Чем меньше длина застойной эоны, тем меньше количество образующегося льда. Для уменьшения длины застойной зоны используют различные приемы, например переходят от многорядных по глубине к малорядным трубным пучкам (расчетами установлено, что если число рядов по глубине пучка снизить с б до 3 по длине труб 2 м, то длина застойной зоны в трубах первого ряда уменьшится с 0,42 до 0,01 м), Но уменьшение числа рядов вызывает разрастание фронта по воздуху, что приводит к увеличению количества вентиляторов и необходимой площади.Известен конденсатор шатровой конструкции с трубным пучком, состоящим из основной и вентиляционной секций 0-образная схема, Парогазовая смесь из распределительного коллектора поступает в трубки основной секции и двигается вниз Образовавшийся конденсат стекает в собирающий коллектор и выводится из аппарата, а несконденсированная парогазовая 5 10 15 20 25 30 35 Б этих трубках образующийся конденсат стекает в нижний коллектор, а обогащающаяся инертными газами парогазовая смесь поднимается и отсасывается из аппарага.Известен также воздушный конденсатор водяного пара, состоящий из пучка конденсационных и охлаждающих трубок, размещенных последовательно в направлении прохождения охлаждающего воэдуха - обратная 0-образная схема, Конденсационные и охлаждающие трубки выходят в общую верхнюю камеру, а нижняя камера разделена на две части. Первая часть нижней камеры, в которую выходят конденсационные трубки, снабжена патрубком для подвода пара и патрубком для отвода конденсата, а вторая часть нижней камеры, в которую выходят охлаждающие трубки, снабжена патрубком для отсасывания инертных газов и патрубком для отвода конденсата из охлаждающих трубок. Парогазовая смесь подается в первую часть нижней камеры и по конденсационным трубкам, двигаясь снизу вверх, попадает в верхнюю камеру, откуда через охлаждающие трубки поступает во вторую часть нижней камеры и отсасывается.8 указанных конденсаторах застойные зоны образуются только в трубках вентиляционной или охлаждающей части, что приводит к их некоторому сокращеник. В результате этого увеличивается тепловой поток и снижается опасность замерзания конденсата, Недостатком перечисленных конденсаторов я вляется уменьшение, поперечного сечения для прохода пара примерно вдвое, в результате чего скорость пара растет в 2 раза. а перепад давления - в 8 раэ (ввиду увеличения квадрата скорости в 4 раза и длины пути в 2 раза), По этой причине средние давление, температура насыщения и температурный напор уменьшаются и данный недостаток значительно компенсирует все достоинства 0-образной схемы.Целью изобретения является повышение тепловой эффективности и снижение опасности замерзания конденсата в конденсаторах с воздушным охлаждением. т.е. увеличение надежности работы при низких температурах воздуха.Поставленная цель достигается тем. что конденсатор с воздушным охлаждением, содержащий трубный пучок. соединенный с верхней и нижней камерами, нижние камеры разделены перегородкой на две полости, первая из которых подключена к первым по ходу воздуха трубам пучка и снабжена патрубками подвода пара и отвода конденсата, вторая - патрубками отвода конденсата и конденсирующихся газов, дополнитель 11(УЮ 36но снабжен патрубками подвода пара и от. вода неконденсирующихся газов и перегородкой, установленной в верхней камере и разделяющей трубы пучка, сообщенные с первой полостью нижних камер, и трубы пучка, сообщенные с второй их полостью. причем патрубок подвода пара присоединен к верхней камере над перегородкой, а патрубок отвода неконденсирующихся газов - под перегородкой,На чертеже показан конденсатор, общий вид.Конденсатор состоит из трубок первых 1 и последних 2 по ходу охлаждающего воздуха рядов пучка, верхней камеры, которая разделена на первую 3 и вторую 4 части, и нижних камер, которые также разделены на первую 5 и вторую б части. Первые части нижних камер и вторая часть верхней камеры снабжены патрубками 7 для подвода парогазовой смеси. Вторые части нижних камер и первая часть верхней камеры снабжены патрубками 8 для отвода неконденсируемых газов, Обе части нижних камер дополнительно снабжены патрубками 9 для отвода конденсата. Трубы первых рядов 1 пучка выходят в первую полость нижней камеры 5, а трубы последних рядов 2 пучка - во вторую полость нижней камеры б.Конденсатор работает следующим образом,Парогазовая смесь из линии 10 через патрубки 7 подается в первые части 5 нижних камер и вторую часть 4 верхней камеры и двигается в трубках первых рядовснизу вверх, а в трубках последних рядов 2 - сверху вниз. Образующийся конденсат во всех трубках стекает сверху вниз и отводится через патрубки 9, Неконденсируемые газы из трубок первых рядов 1 поступают в первую часть 3 верхней камеры. а иэ последних рядов 2 - во вторые б части нижних камер. и отсасываются через патрубки 8. Такая схема приводит к тому. что обе части трубного пучка работают независимо одна от другой, т.е. конструкция выполнена как бы из двух конденсаторов, положенных один на другой, и с теплоносителем, движущимся в противоположных направлениях. В этом случае застойные эоны образуются в разных половинах единого трубного пучка и тем самым взаимно компенсируют одна другую (недогрев охлаждающего воздуха в верхней части первых рядов 1 компенсируется нагревом воздуха в последних рядах 2, а недогрев охлаждающего воздуха в нижней части последних рядов 2 компенсируется его нагревом в первых рядах), В первой и последней частях трубного пучка количество рядов снижается примерно вдвое по сравнению 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 со стандартным конденсатором, в котором парогазовая смесь подается только сни у, и вследствие этого длина застойных зон ь тех трубах, где они образуются, значительно снижается.По сравнению с прототипом предлагаемый конденсатор с воздушным охлаждением характеризуется пониженным гидравлическим сопротивлением, в результате чего среднив давление, температура насыщения и температурный напор оказываются выше и тепловой поток вследствие этого увеличивается. Опасность замерзания кон. денсатв в таком конденсаторе по сравнению с прототипом также оказывается меньше, что приводит к увеличению надежности работы при низких температурах воздуха, так как в верхней части первых рядов пучка, где конденсация вследствие малого температурного напора не происходит, конденсат не может замерзнуть ввиду его отсутствия, а в нижней части последних рядов пучка застойные эоны не успевают образоваться вследствие того, что парогаэовая смесь не успевает в должной мере обогатиться инертными компонентами (ввиду меньшей длины пути).Расчетами установлено, что при длине труб 2 м и числе рядов по глубине. раеном 6, тепловой поток и площадь застойных зон для прототипа составляют соответственно 2,69 кВт и 8,2 . Для предлагаемого конденсатора тепловой поток и площадь застойных эон равны соответственно 2,91 кВт(на 8.2 ф(, ,выше) и 2,1(на б.ниже).Экономический эффект предлагаемого изобретения заключается в увеличении тепловой эффективности конденсатора, что при заданном количестве переданного тепла приводит к снижению металлоемкости, а также в уменьшении опасности замерзания конденсата, что способствует более надежной и безаварийной работе конденсатора,Формула изобретения Конденсатор с воздушным охлаждением. содержащий трубный пучок. соединенный с верхней и нижней камерами, нижние камеры разделены перегородками на две полости, первая иэ которых подключена к первым по ходу воздуха трубам пучка и снабжена патрубками подвода пара и отвода конденсата, а вторая снабжена патрубками отвода конденсата и неконденсирующихся газов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что. с целью повышения тепловой эффектиености и надежности в работе при низких температурах воздуха. он снабжен дополнительными патрубками подвода пара и отвода неконденсирующихся газов и перегородкой, установленной в верхней камере и3 каз 53 Тираж Подписное ", 1 ИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 разделяющей трубы пучка, сообщаемые с первой полостью нижних камер, и трубы пучка, сообщенные с второй их полостью, причем дополнительный патрубок подвода пара присоединен к верхней камере над перегородкой, а дополнительный патрубок отвода неконденсирующихся газов - под перегородкой.5