Результат интеллектуальной деятельности: ТЕПЛООБМЕННИК

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в теплообменных аппаратах регенеративных систем, систем теплоснабжения, предназначенных для подогрева воды за счет конденсации пара на трубах поверхности теплообмена.

Известен поверхностный подогреватель, содержащий корпус с патрубками подвода пара и отвода его конденсата, распределительную водяную камеру с патрубками подвода и отвода нагреваемой воды, трубную систему, расположенную под распределительной водяной камерой, часть труб поверхности теплообмена которой по всей высоте установкой кожуха, выделена под охладитель конденсата (Отраслевой каталог «Теплообменное оборудование паротурбинных установок», часть I, 20-89-09, М.: ЦНИИТЭИТЯЖМАШ, 1989, с.52, рис.39).

Недостатком известного подогревателя является необходимость располагать распределительную камеру над трубами поверхности теплообмена, набранной, например, из U-образных труб, из которых в период вывода подогревателя из работы не представляется возможным удалить нагреваемую воду, а также использование под поверхность теплообмена охладителя конденсата всей длины труб первого хода, что уменьшает температурный напор и увеличивает поверхность теплообмена охладителя конденсата.

Известен подогреватель, включающий корпус с патрубками входа пара и выхода его конденсата, распределительную водяную камеру с патрубками входа и выхода нагреваемой воды, трубную систему со встроенным охладителем конденсата с боковыми вертикальными стенками и горизонтальными перегородками, в котором на верхнюю перегородку, расположенную на максимальном удалении от трубной доски, стекает конденсат пара с верхних участков труб поверхности теплообмена, расположенных над ней, и направляется в охладитель конденсата, а конденсат пара, сконденсировавшийся на трубах поверхности теплообмена, расположенных под этой верхней перегородкой, стекает на трубную доску, и, совершив один ход в межтрубном пространстве труб первого хода сетевой воды, охлаждается и выводится из подогревателя ( SU №1025960, F 22 D 1/32; опубликовано 30.06.1983).

По совокупности признаков это известное техническое решение является наиболее близким к заявляемому и принято за прототип.

Недостатком известного подогревателя, принятого за прототип, является неопределенность в количестве пара, сконденсировавшегося под верхней перегородкой, а следовательно, трудности в расчете и выборе поверхности теплообмена, где этот конденсат совершает один ход и охлаждается, что приводит к снижению экономичности.

Заявляемое техническое решение позволяет обеспечить на большей части поверхности теплообмена противоточное движение теплоносителей, а следовательно, уменьшить поверхность теплообмена на 10-15% по сравнению с прямоточным движением при одинаковых начальных условиях. Одновременно в верхнюю часть охладителя конденсата поступает переохлажденный (по отношению к температуре насыщения) конденсат, что исключает возможность его вскипания и появления гидроударов, способных разрушить охладитель конденсата. Таким образом, заявляемое решение позволяет повысить экономичность работы теплообменника за счет упрощения конструкции и обеспечения оптимальных условий для теплообмена.

Предложен теплообменник, включающий корпус с патрубками входа пара и выхода его конденсата, распределительную водяную камеру с перегородкой и патрубками входа и выхода нагреваемой воды, трубную систему со встроенным охладителем конденсата с боковыми вертикальными стенками и горизонтальными перегородками, при этом в боковых стенках охладителя конденсата между трубной доской и первой направляющей горизонтальной перегородкой, а также между последней и предпоследней горизонтальными перегородками выполнены отверстия, соединенные между собой герметичными коробами, расположенными за пределами охладителя конденсата, а вторая горизонтальная перегородка охладителя конденсата соединена с корпусом над патрубком выхода конденсата.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 изображен теплообменник, продольный разрез, на фиг.2 - разрез А-А.

Теплообменник включает корпус 1 с патрубком входа пара 2 и выхода его конденсата 3, распределительную водяную камеру 4 с патрубками входа 5 и выхода 6 нагреваемой воды, трубную доску 7, под которой установлена водяная камера 4, а над ней - трубная система 8, часть труб поверхности теплообмена которой установкой вертикальных боковых стенок 9, 10 и 11, торцевых стенок 12 и горизонтальных перегородок 13, 14, 15, 16 и 17 выделена под охладитель конденсата 18. В торцевых стенках 12 охладителя конденсата 18 между трубной доской 7 и первой направляющей горизонтальной перегородкой 13 выполнены отверстия 19, а между последней горизонтальной перегородкой 17 и предпоследней 16 выполнены отверстия 20. Торцевая стенка 12, стенка 21 совместно с корпусом 1 образует герметичный короб 22. Отверстия 19 и 20 соединены между собой герметичными коробами 22, расположенными за пределами охладителя конденсата 18. Вторая горизонтальная перегородка 14 охладителя конденсата 18 соединена с корпусом 1 над патрубком выхода конденсата 3.

Теплообменник работает следующим образом.

Поток греющего пара через патрубок 2 поступает в корпус 1, где при конденсации на трубах поверхности теплообмена трубной системы 8 нагревает воду, протекающую в трубах. Конденсат греющего пара стекает в нижнюю часть корпуса 1, накапливается на трубной доске 7 и поступает в охладитель конденсата 18 на трубы первого хода нагреваемой воды. Расход конденсата пара и расход нагреваемой воды, протекающей в трубах, известен, что позволяет рассчитать охлаждение конденсата на его первом ходе, что обеспечивает гарантированное отсутствие вскипания при его подъеме в коробах 22. Далее конденсат пара при противотоке движется в охладителе конденсата 18, поперечно омывая трубный пучок и охлажденным выводится из теплообменника через патрубок 3. Такое движение конденсата обеспечивается при соединении второй горизонтальной перегородки 14 к корпусу 1.