Устройство для защиты труб теплообменного аппарата

(51) В 28 Р 19 06 зОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕаз,Л.;=у д.: выступы, контактирующие с внутренней поверхностью трубы, и участбк, выступающий за пре. делы трубы, снабженный съемным экраном,опирающимся на цилиндрический опорный ста. кан, жестко присоединенный к трубной доскеи расположенный снаружи выступающего участка вставки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью новьппеиии надежности при использовании плавающей трубной доски и предотвращения ее коробления, выступающий участок вставки снабжщ кольцевой шайбой, опираю. щейся на торец трубы, а зазор между стака.: ном и выступающим участком вставки заполнен жаропрочным наполнителем, поджатым жаропрочной сеткой, расположенной под экраном. К АВТОРСКОМУ СЕТЕЛЬСТВ(563 1. Патент США У 3568764, кл. 165.134, опублик. 19692. Патент США ле 4103738, кл. 165-178, спублик. 1978.3. Авторское свидетельство СССР Нф 817396, кл. Р 28 Р 19/04, 1979. (54) (57) УСТЮЙСТВО ДЛЯ ЗА 1 ЦИТЫ ТРУБ ТЕПЛООБМЕННОГО АППАРАТА, содер- . жицее установленную в каждой трубе с кольцевым зазором вставку, имеющую кольцевые я59415 10Изобретение относится к конструктивнымузлам трубчатых теплообменных аппаратов иможет быть использовано для защиты тепло.обменных труб от воздействия высокотемпе.ратурных газов в аппаратах с "плавающей"трубной доской,Известно устройство для защиты теплооб.менных труб, закрепленных в трубной доске,содержащее вставку, часть которой размещенав теплообменной трубе, а часть выступает надтрубной доской и приварена к целому неразреэному экрану, причем вставка установленав теплообменной трубе с образованием кольце.вого зазора 1Недостатком такого устройства являетсяюличие целого неразреэного экрана, что при.водит к его разрушению из-за разного удлинения по сравнению с трубной доской, а также зазооа между вставкой и теплообменнойтрубой, что приводит к циокуляции воздухаилп газа между экраном и трубной доской.Наличие циркуляции приводит к неравномерному нагреву трубной доски и в конечном ито.ге к ее разрушению.Известно устройство для зашиты трубнойдоски в вертикальном теплообменнике, содержащее тсплоооменные трубы, приваренные нижним концом к нижней трубной доске, а верх.ним концом к целому нераэрезному экрану,жестко присоединенному по периметру к верхней трубной доске, размещенной между экраном и нижней трубнойдоской 2.Недостатками данного устройства являипсяналичие целого неразрезного экраначто приводит к его разрушению из за разного удлинения по периметру экрана и верхней трубнойдоски и из.за выхода труб из экрана прн разных удлинениях труб, а такжс неремонтноспособность труб в случае их прогара на входе втеплообменник. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для защиты труб теплообменного аппарата, содержащее установленную в каждой трубе с кольцевым зазором вставку, имеющую кольцевые выступы, контактирующие с внутренней поверхностью трубы, и участок, выступающий за пределы трубы, снабженный съемным экраном, опирающимся на цилиндрический опорный стакан, жестко присоединенный к трубной доске н расположенный снаружи вы. ступающего участка вставки 3Недостатки известно устройства заключают. ся в невозможности использования его в стев. довых воздухоподогревателях, в которых имеет место неравномерное температурное поле перед трубной доской. В процессе работы воздухоподогревателя под действием высоких температур возможно прогорание вставки, приво. дящее к увеличению неравномерности нагрева трубной доски и ее короблению и увеличению зазора между экраном и трубной доской.Наличие зазоров вызывает перетоки газа под экранами и способствует передаче тепла от газа и нагретых элементов камер сгорания, находящихея вблизи от трубных досок, трубной доске с помощью радиации, Поскольку поток газа на стендовьх воздухоподогревате. лях является в большей части носителем лучистой энергии, то при сплошном экране вставки быстро разрушаются из-эа различных радиальных удлинений экрана и трубной дос. ки; они имеют различные температурь 1 температура экрана приблизительно равна температуре газа. При его температуре свыше 6 ОО С и соответствующем химическом составе топлива, сгорающего в камерах сгорания, располо. женных перед трубными досками, экран превращается в источник радиации, способствующей неравномерному нагреву трубной доски,Кроме того, устройство защищает только часть деталей, сопрягаемых с трубной доской (теплообменные трубы), и не предусматривает защиту других деталей, сопрягаемых с нею, например, компенсаторов на плавающих трубных досках в теплообменниках.Недостаток известного устройства заключается также в сложности изготовления из-за переменного сечения вставки и в выходе из строя компенсаторов, а именно: отрицательно влияющих на надехсюсть теплообменных труб с плавающей трубной доской и сопрягаемых с нею деталей, например, компенсатором, яв. ляется неравномерный нагрев трубной доски, приводящий к ее короблению, вследствие чего она разрушается, особенно на границе горячих и холодных зон, что приводит к выходу труб из экрана и поломке компенсаторов.Цель изобретения - повышение надежности устройства для защиты труб при использова. нии плавающей трубной доски и предотвращение ее короблен.ия. 5 10 15 20 25 30 35 40 Цель достигается тем, что в устройстве для . защиты труб теплообменного аппарата, содер. жащем установленную в каждой трубе с коль цевым зазором вставку, имеющую кольцевые выступы, контактирующие с внутренней поверхностью трубы, и участок, выступающий за пре. деды трубы, снабженный сьемным экраном, опирающимся ва цилиндрический опорный стакан, жестко присоединенный к трубной дос. ке и расположенный снаружи выступающего участка вставки, выступающий участок встав. ки снабжен кольцевой шайбой, опирающейся на торец трубы, а зазор между стаканом и выступающим уастком вставки выполнен жароцрочным наполнителем, поджатым жаро. прочной сеткой, расположенной под экраном,59415 4 щине и снижение ее средней температуры спо собствует снижению в ней термических напря. жений и коробления, вызываемых неравномер. ным температурным полем перед доской 4, 5 В наиболее нагреваемых зонах трубной доски 4 вставки 2 выполнены более длинными, чем в других зонах, с целью выравнивания средней температуры труб 3. Регулируя диаметр всга. вок 2, можно регулировать расход газа через 10 трубы 3, и в итоге ее среднюю температуру,Наличие жаропрочного наполнителя в нес.колько раэ уменьшает неравномерность нагре,ва доски по ее площади и по толщине и снижает не только в ней термические напряжения 15 и деформации, но и при температуре газа более 60.С уменьшает вероятность появления межкристаллической коррозии, Жаропрочиый материал 11 также гарантирует полное отсутствие прохождения газа по зазору между вставкой и трубой, а также его циркуляцию между экраном 8 и доской 4. Стакан 9, приваренный к доске 4, является не только ограждвинем для материала 11 и экраном по отно. щению к компенсатору 5, но также увеличи вает срок атужбы труб 3, доски 4 и компен. апора 5. Сетка 12 и. экран 8 предохраняют Материал 11 от раэмьвання газом и уноса в трубы 3 при отрыве материала 11 от доски 4 иэ-.за разных их температур и коэффициентов линейного удлинения. 30Химвческий состав жаропрочного наполнителя выбирается в зависимости от технологических условии производственного процесса согласно ГОСТУ. 35 Изобретение позволяет увеличить срок служ. бы теплообменных ацпаратов в 2 раза междуремонтамн.1059415 Составитель Т, Юдинаедактор А, Зцандор Техред И,Метелева Корректор,"Патент", г,л ППП ктная 4 город, у 815/45 Тираж 672 ВНИИПИ Государственно по делам изобретений 113035, Москва, Ж - 35, Рауш