Деаэраторный бак

(56) ПротивоаваВ Ц-92(т). М1982. йный циркуляр Минэнерго СССР,(54) ДЕАЭРАТОРНЬ (57) Изобретение энергетике, позв дежность. На пов ескои обечаики ановлены ребра тоящие из д в 2, 13, Послед и обой С-обра 7, расположенными з ными А-А 7 д ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Уральский филиалтеплотехнического научтельского института имского(53) 62 1. 187(088,8) 1 Й БАКотносится ктеплооляет повысить наерхности цилиндри- (ЦО) 3 свободно усжесткости (РЖ), сох патрубков 10, 11, е соединены междутрубами 14, 15, 16,в плоскости, перпендикулярной оси бака, и выполненными из скрепленных между собой продольными швами полуцилиндров из материалов с различными коэффициентамилинейного расширения (КЛР). РЖ соединены между собой перепускными паропроводами, соединенными с коллекторомподачи в них пара в зависимости отдавления и т-ры паровой среды. РЖм.б, установлены на внутренней поверхности ЦО 3. При этом наружныеполуцилиндры С-обраэных труб 14, 15,16, 17 выполнены из материала с меньшим КЛР по сравнению с КЛР материалавнутренних полуцилиндров. При установке РЖ на наружной поверхности ЦО 3наружные полуцилиндры выполнены изматериала с большим КЛР по сравнениюс КЛР материала внутренних полуцилиндров. РЖ обеспечивают регулирование и поддержание заданной степенижесткости бака на переменных режимахнагружения внутренним давлением и приизменении тепловой нагрузки. 2 з.п.ф-лы, 6 ил,1317230 Изобретение относится к теплоэнергетике и промышленной теплотехнике, а именно к устройствам для деаэрации, и может быть использовано при создании деаэраторных баков различного давления.Целью изобретения. является повышение надежности.На фиг.1 схематично изображен деаэраторный бак с выполнением ребер 10 жесткости внутри бака; на Фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - узел 1 на фиг,2; на фиг,4 - деаэра. - торный бак с выполнением ребер жесткости снаружи бака; на фиг,5 - сечение Б-Б на Фиг.4; на фиг.6 - узел 11 на фиг,5. Деаэраторный бак содержит днища, 1 и 2, цилиндрическую обечайку 3, 20 кольцевые ребра жесткости 4-9, со.- стоящие из дуговых патрубков 10-13, свободно установленных в баке на внутренней или наружной поверхности цилиндрической обечайки 3 и соеди ненных между собой, например, сваркой расположенными в плоскости, пер- пендикулярной оси бака, С-образными трубами 14-17, выполненными из двух полуцнлиндров 18 и 19, скрепленных 30 между собой продольными сварными швами 20. При этом наружные и внутренние полуцилиндры 18 и 19 выполнены из материалов с различными коэфФициентами линейного расширения. Ребра жесткости 4-9 имеют внутренние перегородки 21 и скреплены между собой продольными стяжками 22-25 и перепускными паропроводами 26-30, соединенными с паровым коллектором 31, на котором установлен регулятор 32 расхода пара, связанный с датчиками 33 температуры и 34 давления среды, установленньяи в баке, Крайние ребра 4 и 9 соединены с отводящими паропроводами 35 и 36. При установке ребер жесткости 4-9 на внутренней9говерхности обечайки 3 фиг.1-3) наружные полуцилиндры 18 С-образных труб 14-17 выполнены из материала с меньшим коэффициентом линейного расширения по сравнению с коэффициентом линейного расширения материала внутреннего полуцилиндра 19, а при установке ребер жесткости на наружной поверхности обечайки 3 - наоборот, наружные нолуцилиндры 18 выполнены из материала с большим коэффициентом линейного расширения. 2Деаэраторный бак работает следующим образом.На номинальном режиме с установленной по посадочному поясу "б" деаэрационной колонкой (не показана) деаэраторный бак на три четверти объема заполнен водой при рабочем давлении среды, Под действием внутреннего давления среды цилиндрическая обечайка 3 деформируется и стремится принять форму правильной окружности, при этом кольцевые ребра жесткости 4-9, свободно установленные в баке на внутренней поверхности обечайки 3, не препятствуют первоначальной деформации и исправлению формы обечайки 3, но по мере нагрева среды нагреваются и детали, соединяющие ребра жесткости, в том числе С-образные трубы 14-17, биметаллические полуцилиндры 18 и 19, выполненные из материалов с неодинаковыми температурными коэффициентами линейного расширения, удлиняются неодинаково: наружные полу- цилиндры 18, выполненные из материала с меньшим коэффициентом линейного расширения, удлиняются меньше, а внутренние полуцилиндры 19, выполненные из материалов с большим коэфФициентом линейного расширения, удлиняются больше. В результате разности относительных линейных перемещений полуцилиндров 18 и 19 С-образные трубы 14-17 стремятся разогнуться и выпрямиться, а их концы в местах соединения с дуговыми патрубками 10-13 удалиться друг от,цруга, Эффект изменения геометрической формы сварных биметаллических гнутых С-образных труб вызывает появление сил, действующих на сопряженные детали - дуговые патрубки 10-13. Эти силы стремятся раздвинуть и увеличить зазор "в" (фиг.З) между торцами патрубков. Но так как зазор "в" между торцами патрубков является величиной постоянной, силы, действующие со стороны С-образных труб на дуговые патрубки, увеличивают усилие радиального поджима дуговых патрубков к цилиндрической обечайке 3. В результате совместного действия сил на обечайку. 3 от внутреннего давления среды и сил со стороны рабер жесткости, направление которых совпадает, происходит ускоренное исправление Формы поперечного сечения бака да правильной окружности с одновре230 4 При возрастании температуры среды в баке по сигналу с датчика 33 регулятор 32 расхода пара увеличивает степень открытия клапана и (как в 55 случае изменения давления) увеличивает поток пара через ребра жесткости. Температура С-образных труб возрастает, радиальные усилия со сторо 3 1317 менным повышением жесткости обечайкнСтепень жесткости цилиндрической обечайки 3 регулируется путем изменения температуры нагрева С-образных труб 14-17 и, таким образом, силы поджатия отводов к обечайке.При работе на основном режиме устанавливается номинальная степень открытия клапана регулятора 32 расхода пара для поддержания постоянной 1 О температуры нагрева С-образных труб 14-17 и заданной степени жесткости бака, при этом максимальное значение сил, действующих со стороны ребер жесткости на бак, не вызывает в обе .чайке 3 напряжений выше предела упругой деформации. При открытом клапане регулятора 32 расхода пара греющей пар последовательно поступает в коллектор 31, паропровод 30, ребра . 20 жесткости 6 и 7, паропроводы 27 и 28, ребра жесткости 5 и 8, паропроводы 26 и 29, ребра жесткости 4 и 9, в отводящие паролроводы 35 и 36, причем для обеспечения последователь ного пропуска пара через ребра жесткости один из дуговых патрубков в каждом ребре жесткости разделен перегородкой 21.При работе со сниженным давлением 30 в деаэраторном баке уменьшается внутренняя радиальная нагрузка на обечайку 3., которая под действием массы деаэрационной колонки и массы воды деформируется, Для устранения дефор мации обечайки 3 на переменных нагрузках при снижении давления в баке по сигналу с датчика 34 давления среды регулятор 32 расхода пара увеличивает степень открытия клапана, 40 в результате чего возрастает поток греющего пара через ребра жесткости и С-образные трубы, температура нагрева и деформация которых возрастает, 45Усилие на концах С-образных труб.14-17 также возрастает и передается через дуговые патрубки 10-13 на обечайку 3, увеличивая ее жесткость и сопротивление прогибу. .50 ны ребер жесткости 4-9 на обечайку 3увеличиваются, в результате чегожесткость обечайки возрастает, аребра жесткости препятствуют изменению ее формы,При установке ребер жесткости4-9 на наружной поверхности (фиг.4-6)обечайка 3 под действием сил внутреннего рабочего давления в бакестремится приобрести форму правильной окружности в поперечном сечении,при этом частично выбираются зазорымежду обечайкой 3 и кольцевыми ребрами жесткости 4-9. Для осуществления плотного. охвата кольцевыми ребрами цилиндрической обечайки 3 черезоткрытый клапан регулятора 32 расхода пара по перепускным паропроводамгреющий пар поступает в кольцевыеребра жесткости и нагревает С-образные трубы 14-17. Под действием температуры их наружные полуцилиндры 18удлиняются больше, чем внутренние 19,в результате чего С-образные трубыстремятся сомкнуть концы, соединенныес дуговыми патрубками 10-13, что вызывает появление сил, стягивающихпоследние, В результате дейетвия стягивающих сил дуговые патрубки по торцам сближаются друг с другом и плотноохватывают обечайку 3. В результатеплотного охвата обечайки кольцевымиребрами жесткости появляются силы,действующие на обечайку со стороныдуговых патрубков в радиальном направлении, противоположном действиюсил от внутреннего давления среды.Наличие встречно направленных силобеспечивает повышение плотности поджима дуговых патрубков к поверхностиобечайки и повышение жесткости конструкции бака. При уменьшении давлений среды в баке на переменных режимах нагрузки силы, действующие на внутреннюю стенку бака, уменьшается, при этом уменьшается степень жесткости бака, вследствие чего под действием массы деаэрационной колонки и массы воды цилиндрическая обечайка 3 прогибается, Для сохранения необходимой жесткости бака, препятствующей прогибу и деформации обечайки, по сигналу с датчика 34 давления регулятор 32 расхода пара увеличивает степень открытия клапана, возрастает поток греющего пара через ребра жесткости и температура биметаллических С-образныхтруб, что увеличивает эффект силового воздействия последних на дуговые патрубки и обечайку бака. Внешние радиальные силы со стороны ребре жесткости на бак увеличиваются, и так как ребра жесткости сохраняют форму правильной окружности, такую же геометрическую форму в поперечном сечении сохраняет обечайка 2, При повышении температуры по сигналу с датчика 10 33 регулятор 32 расхода пара уменьшает степень открытия клапана, поток греющего нара к ребрам жесткости уменьшается и, следовательно, уменьшается эффект силового воздействия 15 биметаллических С"образных труб на обечайку 3, Это необходимо для компенсации встречной радиальной нагрузки от температурного расширения обечайки 3, сохранения ее жесткости и 20 величины сил, не превышающих сопротивление материала обечайки упругой деформации.Таким образом, кольцевые рабра в форме дуговых патрубков с С-образными 25 трубами обеспечивают регулирование и поддержание заданной степени жесткости деаэраторного бака на переменных режимах нагружения внутренним давлением и при изменении тепловой ЗО нагрузки, что позволяет повысить надежность работы. 1. Деаэраторный бак, содержащийцилиндрическую обечайку с днищамии установленные симметрично относиФормула изобретения 1317230 6тельно поперечной оси обечайки кольцевые ребра жесткости, о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, бак снабжен паропроводящим трубопроводом, ребра жесткости выполнены в виде свободно установленных дуговых патрубков, соединенных между собой С-образными тру-,бами; расположенными в плоскости,перпендикулярной оси бака, и выполненными из скрепленных между собойпродольными сварными швами полуцилиндров из материалов с различнымикоэффициентами линейного расширения,причем ребра жесткости соединены перепускными паропроводами, подсоединенными к подводящему паропроводудля подачи в них пара в зависимостиот давления и температуры паровойсреды.2. Бак по п.1, о т л и ч а ю "щ и й с я тем, что, ребра жесткостиустановлены на внутренней поверхности обечайки а наружные полуцилиндры С-образных труб выполнены изматериала с меньшим коэффицентом линейного расширения по сравнению скоэффициентом линейного расширенияметалла внутреннего полуцилиндра,3. Бак по п.1, отличающ и й с я тем, что ребра жесткостиустановлены на наружной поверхностиобечайки, а наружные полуцилиндрыС-образных труб выполнены из мате 35 риала с большим коэффициентом линейного расширения по сравнению с коэфФициентом линейного расширения материала внутреннего полуцилиндра,1317230 Фиа 4 ставитель Л. Симоюхред Н.Глушенко Коррект ешетник Тираж 387 НИИПИ Государственного коми по делам изобретений и о 13035, Москва, Ж 35 р Раушсаказ 240 олиграфическ едприят изводств едактор И.Рыбченко Подписитета ССкрытийая наб. г.Ужгород, ул.Проектная 4