Вертикальный конденсатор

(5(15 Г 22 О 1/3 АТЕНТНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПВЕДОМСТВО СССР(56) Авторское свидвтельство СССРМ 1467309, кл, Е 22 О 1/32, 1987,Авторское свидетельство СССРМ 449225, кл, Е 22 О. 132, 1972;(57) Использование: в качестве подогревателя питательной воды пэротурбинных устэновок тепловых и атомных электростанций,Сущность изобретения; каждая трубчатая секция в корпусе 1 выполнена в виде ширмы с чередующимися по ее высоте поперечными и продольными участками 2 и 3 соответственно, образующими полости 8 и 9, в которых установлены наклонные желоба 6 и 7, каждый из которых обращен верхним концом в сторону соответствующего продольного участка 3 ширмы. Плотное заполнение ширмами поперечного сечения корпуса 1 позволяет использовать скоростной эффект . греющего парэ для интенсификации тепло- обмена, Желоба 6 и 7 исключают заливание конденсатом нижерасположенных труб ширм, 2 ил.17780576 4 нию поперечного сечения корпуса трубамиПредполагаемое изобретение относится к энергетике и может быть использовано в качестве подогревателя питательной воды паротурбинных установок тепловых и атомсекций, что в свою очередь определило, вопервых, пониженную скорость греющего пара, проходящего вдоль корпуса, а во-втоных электростанций 5 Известен вертикальный конденсатор; содержащий продольно установленные врых, проскок пара мимо трубных секций без теплообмена с ними. Низкая скорость пара привела к пониженному коэффициенту тепкорпусе вертикальные трубчатые секции с распределительными по высоте и распалолоотдачи со стороны пара. а значит и к повышенной требуемой теплообменной женными с уклоном к горизонту конденса поверхности. Проскок пара мимо трубчатых тосборными желобами, причем трубысекций приводит ктому. что в корпусе присекций и желоба навиты вокруг осикорпуса ходится азмещать большую теплообмейс образованием многозаходного спираль- ную поверхность, чтобы все-таки. ного пучка Ц сконденсировать пар, иначе последний буНедостаткоМ такого конденсатора являдет потерян со сдувкой неконденсирующихется низкая ремонтопригодность,"так в нем ся газов, которую всегда приводят в нет возможности отремонтировать трубы и: конденсаторах с целью исключения накопжелоба, расположенные в глубине пучка ления этих газов в корпусе,Такая возможность отсутствует йе только в. Кроме того, в прототипе конденсатосусловиях эксплуатаций конденсатора, но и 20 барные желоба расположены радиальноот-: при сборке пучка, так как в "последнем одйнносительно трубчатых секций. 6 результате спиральный слой труб навивается на другой: часть-конденсата не попадает в желоба и и если после окончания сборки пучкагид-смачивает нижерасположенные трубы, что .равлические испытайия покажут течь трубснижает коэффициент теплоотдачи со стоодного извнутренних слоев пучка, то прихо роны пара и также приводит к повышейной дится забраковыватьвесьпучок, так как нет" требуемой теплообменной поверхности.достуг 1 а к дефектному внутреннему слою Целью изобретения является снижение труб, .;: .: "металлоемкости вертикальногоконденсатоКроме того, Спиральные пучки могутра.быть конкурентноспособны относительно 30 В вертикальном конденсаторе, содердругих типов йучковтолько Ври использова- : " жащемпродольнб установленные в корпусе нии "в нем длинномерных труб, которые ввертикальные трубчатые секции с распреде.настоящее время получают приваркой ко- ленными по высоте.и расположенными с ротких труб друг к другу посредством сты- уклоном к горизонту конденсатосборными ковых сварных швов (отечественная 35 желобами,одниЙзкоторыхнижнимиконца -:промышленность производит бесшовные ми обращены в сторону корпуса. а другие втрубы до 12 м), Стыковые швы "являются" сторонуего оси;поставленная цельдостигаочагами повреждения труб, особенно если ется тем, что каждая секция выполненав - учесть, что приварку труб друг к другу при- - виде ширмы с чередующимися по ее высотеходится выполнять до навивки труб в пучок, 40 поперечными и продольными участками, обприводящей кдеформации швов, которая вразующими полости, в которых расположеусловиях эксплуатации конденсатора мо.- ны упомянутые желоба, каждый из которых жет привести к его межконтурному разуп- обращен верхним концом в сторону соотлотнению..ветствующего продольного участка ширмы.К настоящему изобретению наиболее 45. Выполнение каждой секции в виде ширблизким техническим решением из извест- мы с чередующимися по ее высоте поперечных (прототипом) является вертикальный ными и продольными участками, конденсатор, содержащий продольно уста-. образующими полости, в которых располоновленные в корпусе вертикальные трубча- жены упОмянутые желоба. позволяет, с одтые секции с распределенными по высоте и 50 ной стороны, плотно заполнить ширмами расположенными с уклоном к горизонту все поперечное сечение корпуса, а сдругой конденсатосборными желобами, одни из стороны, исключить заливание конденсакоторых нижними концами обращены в сто- том труб. расположенных под желобами, и рону корпуса, а другие в сторону его оси 21. уловить последними весь конденсат, котоНедостатком прототипа является высо рый стекает с вышерасположенных труб,кая металлоемкость, которая обусловлена При этом хорошеезаполнение поперечного следующим, В прототипе трубча 1 ые секции сечения корпуса теплообменной поверхновыполнены в виде цилиндрических колонн, стью повышает скорость греющего пара и продольно установленных по периферии- коэффициент теплоотдачи со стороны по- корпуса. Это принелок неполному эаполне- следнего, а также практически исключаетпроскок пара мимо теплообменной поверх- желоба 6 и 7, Элементы 10 и желоба 6 и 7ности. Это снижает требуемую теплообмен- закрепляют на каждой ширме до установкиную поверхность и металлоемкость ее радиальных концов труб в отверстия конденсатора, Улавливание всего конден-трубных досок камер 4 и 5сата в желоба не приводит к заливанию 5 Камеры 4 и 5 скреплены между собой нижерасположенных труб секций, приводя- посредством центральной обечайки 11, яв. щему к снижению коэффициента теплоотдэ- ляющейся вытеснителем для внутрикорпусчисостороны пара,Здесьследуетотметить, . ногопространства. Камера 4 снабжена что для полного расширения поставленной патрубком 12 подвода, а камера 5 патрубтехнической задачи необходимо отвести 10. ком 13 отвода нагреваемой питательной воконденсат в нижнюю частькорпуса так,что- ды, В верхней части корпуса 1 закреплен бы конденсат миновал на своем пути тепло- патрубок 14 подвода греющего пара из отобменную поверхность. Для этогокаждый . бора турбины(условно не показана) а сред- желоб предлагается выполнить обращен- . ней части корпуса 1 закреплен пэтрубок 15 ным своим верхним концом в сторону соот подвода конденсата. из последующего по ветствующегопродольногоучастка ширмы, ходу питательной воды конденсатора (усЭто позволит с одних желобов конденсат ловно не показан .), который по греющему сливатьна внутреннюю поверхность корпу- пару подключен к отбору более высокого . са, а с других желобов - в проем, образован-давления этой же турбины. В нижней частиный . ширмами .и центральным 20 корпуса 1 закреплен патрубок 16 отвода вытеснителем.,: . конденсата,Таким образом, благодаря совокупно- В процессе эксплуатации конденсаторастиотличительных признаков у заявляемого в корпусе 1 поддерживают уровень конден конденсатора позволяется новое свойство, сата с тем, чтобы нижние участки ширм окаведущее к достижению нового положитель зались затопленными в койденсэте и ного эффекта, заключающегося в снижении служили бы охладителем конденсата. Урометаллоемкости, поэтому предлагаемое ус- вень конденсата контролируется прибором тройство соответствует критерию "сущест. Желоба 6 и 7 расположены.над уровнем . венные отличия". конденсата. В зоне уровня конденсата корНа фиг, 1 изображен вертикальный кон пус 1 снабжен штуцером 18 отвода неконденсэтор; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг, 1, денсирующихся газов. Трубы в поперечныхВертикальный конденсатор содержит участках 2 ширм могут быть расположеныпродольно установленные в корпусе.1 вер- горизонтально или иметь йезначительный тикальные трубчатые секции. каждая из ко- уклон кторизонту, равный 6 - 7 О.торых выполнена в виде ширмы. с 35 Вертикальный конденсатор работает чередующимися по ее высоте поперечнымиследующим образом.и продольными участками 2 и 3 соответст- Греющий пар через патрубок 14 подают венно. в корпус 1, где он проходит сверху вниз;Самый нижний и самый верхний попе- .конденсируется на трубах ширм. нагреваяречныеучастки 2 выполнены с радиальными 40 питательную воду, которая последовэтельконцами труб, подключенными к располо- но проходит патрубок 12. камеру 14, трубы женным по оси корпуса 1 входной камере 4 . ширм, камеру 5 и патрубок 13, Конденсиру-.и выходной камере 5 соответственно. Попе- ющийся на трубах ширм пар благодаря речные участки 2 каждой ширмы располо- плотному заполнению трубами ширм попе- жены в плане по эвольвенте, являющейся 45 речного сечения корпуса 1(фиг, 2) проходит продолжением упомянутых радиальных межтрубное пространство с повышенной концов труб ширмы и направленной к пери- скоростью. обеспечивая повышенный коэфферии полости корйуса 1.,Трубчатые секции фициент теплоотдачи со стороны пара. Обвыполнены с распределенными по высоте иразующийся на трубах конденсат под расположенными с уклоном к горизонту 50 действием сил тяжести свободно падает в конденсатосборными желобами 6 и 7, Жело- " ниде капель с трубы на трубу, обеспечивая бэ 6 нижними концами обращены в сторону . уменьшение толщины пленки конденсата нэ корпуса 1. а желоба 7 в сторону его осинижерасположенных трубах междуточками Участки 2 и 3 каждой ширмы образуют по- падения капель и турбулентность под каплялости 8 и 9, в которых размещены желоба 6, 55 ми, что приводит к еще большему возраста- и 7 соответственно. Верхние концы жело- нию коэффициента теплоотдачи со стороны бов 6 и 7 обращены.в сторону ссответству- пара. Наибольший коэффициент теплоотдающих продольных участков 3 ширм, чи со стороны пара на поперечных участкахШирмы снабжены дистзнционирующи ширм, которые составляют примерно 75;ми элементами 10, с которыми скреплены . всей теплообменной поверхности, На продольных участках 3 ширм конденсат"в виде пленки безотрывно стекает по трубам вниз. Благодаря относительно короткой длине участков 3 и повышенйой скорости пара толщина пленки конденсата на трубах участков 5 3 не успевает увеличиться до величины, при которой было заметно снижение коэффициента теплоотдачи со стороны пара. Конденсат, образовавшийся на каждой группе труб,. сливается в нижерасположенные же лоба 6 и 7. Далее конденсат по желобу 6 сливается на внутреннюю поверхностькорпуса 1, а по желобу 7 на наружную поверхность обечайки 11, Весь, конденсат попадает в нижнюю часть корпуса 1, где; 15 омывая нижние участки ширм, охлаждается.Охлажденный конденсат выводят из корпуса 1 через патрубок 16,Благодаря тому, что желоба 6 и 7 расположены в полостях 8 и 9 ширм, то есть в 20 плоскости этих ширм; исключено заливание . нижерасположенных труб и обеспечено улавливание всего конденсата с вышерасположейных труб. Другими словами, предлагаемая фирма ширм позволяет 25 использовать капельное движение конденсэта для интенсификации теплообмена, но. не позволяет превратиться капельномудвйжению конденсата в сплошные струи конденсата, которые ухудшают теплоотдачу со 30 стороны пара, В нижней части корпуса 1 нэд уровнем конденсата пар практически отсутствует, здесь концентрируется неконденсирующийся газ, который выводится из корпуса 1 через штуцер 18, Благодаря ско ростному потоку пара неконденсирующийся газ не скапливается .в верхних частях ширм и не ухудшает теплообмен, а благодаря плотному заполнению ширмами поперечного сечения корпуса 1 исключен проскок пара к уровню конденсата и отсутствует потеря его со сдувной неконденсирующегося газа. По патрубку 15 в корпус 1 подают конденсат из предвключенного по питательной воде конденсатора, Так как в предвключенном конденсаторе давление греющего пара выше, конденсат после патрубка 15 частично вскипает, пар поднимается вверх и конденсируется на трубах ширм, а остальной конденсат сливается на уровень конденсата в корпусе 1, который. контролируется прибором 17,Высокая эффективность теплоотдачи со стороны пара в предполагаемом вертикальном конденсаторе позволяет существенно снизить его металлоемкость,Формула изобретения Вертикальный конденсатор, содержащий. продольно установленные в корпусе верти-, кальные трубчатые секции с распределеннымипо высоте и расположенными с уклоном к . горизонту конденсатосборными желобами, одни из которых нижними концами обращены в сторонукорпуса, а другие - к его оси, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что. с целью снижения метэллоемкости, каждая секция выполнена в виде ширмы с чередующимися по высоте поперечными и продольными участками, образующими полости, в которых установлены указанные желоба, каждый из которых обращен верхним концом в сторону соответствующего продольного участка ширмы.аказ 4447 Тираж : Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб,. 4/5 дательский комбинат "Патент", г. Ужгород. улХа Производстве Составитель Техред М.Мо Вамароков нтал . Корректор М,Керецман