Результат интеллектуальной деятельности: ТЕПЛООБМЕННИК

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

Известен подогреватель, содержащий распределительную водяную камеру с патрубками входа и выхода нагреваемой воды и перегородками, обеспечивающими два, четыре, и т.д. хода нагреваемой воды, трубную систему с трубными досками, при этом верхняя трубная доска на фланце присоединена к распределительной водяной камере, а нижняя - при помощи фланца к "плавающей" водяной камере, а между трубными досками размещены трубы поверхности теплообмена, концы которых раскреплены в трубных досках корпуса, в котором размещена трубная система и на котором установлены патрубки подвода пара и отвода его конденсата (Отраслевой каталог "Теплообменное оборудование паротурбинных установок", часть II, 20-89-09, Москва, 1989, ЦНИИТЭИТЯЖМАШ, стр.59, рис.36).

Недостатком известного подогревателя является необходимость полного его отключения из работы при химической очистке внутренней поверхности труб (по нагреваемой воде, греющему пару и конденсату пара), а на время отключения для очистки основного теплообменника - включение в работу резервного подогревателя эквивалентной тепловой мощности.

Известен подогреватель, включающий корпус с патрубками входа пара и выхода его конденсата, трубную систему, водяную распределительную камеру с перегородками, с патрубками входа и выхода нагреваемой воды и дополнительным патрубком, подключенными к подводящему, отводящему и дополнительному трубопроводам с установленной на них арматурой, а также перепускной трубопровод с регулирующим клапаном, соединенный с подводящим и отводящим трубопроводами (SU 1763798, МПК: F 22 D 1/32, опубликовано 23.09.92).

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

Недостатком известного подогревателя, принятого за прототип, является необходимость полного его отключения из работы при химической очистке внутренней поверхности труб (по нагреваемой воде, греющему пару и конденсату пара), а на время отключения для очистки основного теплообменника - включение в работу резервного подогревателя эквивалентной тепловой мощности.

Заявляемое решение позволяет повысить экономичность работы теплообменника за счет проведения своевременной без демонтажа и выключения теплообменника из работы химической очистки внутренней поверхности труб поверхности теплообмена от загрязнений, что позволяет поддерживать на оптимальном и экономически выгодном уровне величину недогрева и подогрева нагреваемой воды, а также уменьшить капитальные затраты за счет исключения резервного теплообменника.

Предложен теплообменник, включающий корпус с патрубками входа пара и выхода его конденсата, трубную систему, распределительную водяную камеру с перегородками, с патрубками входа и выхода нагреваемой воды и дополнительным патрубком, подключенными к подводящему, отводящему и дополнительному трубопроводам с установленной на них арматурой, а также перепускной трубопровод с регулирующим клапаном, соединенный с подводящим и отводящим трубопроводами, при этом в распределительной водяной камере установлена дополнительная разделительная перегородка и дополнительный патрубок, причем дополнительные патрубки расположены по разные стороны от дополнительной разделительной перегородки и соединены между собой трубопроводом с установленной на нем арматурой, подключенным к отводящему трубопроводу, кроме того, дополнительные патрубки соединены с баком химического раствора посредством трубопровода с арматурой, а патрубки входа и выхода нагреваемой воды соединены трубопроводами с арматурой с нагнетательным патрубком насоса химического раствора.

Изобретение иллюстрируется чертежом. Теплообменник включает корпус 1 с патрубками входа пара 2 и выхода его конденсата 3, трубную систему 4, верхнюю 5 и нижнюю 6 трубные доски, "плавающую" водяную камеру 7, распределительную водяную камеру 8 с перегородками 9, с патрубками входа 10 и выхода 11 нагреваемой воды и дополнительным патрубком 12, подключенным соответственно к подводящему 13, отводящему 14 и дополнительному 15 трубопроводам с установленной на них арматурой. На подводящем трубопроводе 13 установлена задвижка 16, на отводящем трубопроводе 14 - задвижка 17, на дополнительном трубопроводе 15 - задвижки 18 и 19. Теплообменник содержит перепускной трубопровод 20 с регулирующим клапаном 21, соединенный с подводящим 13 и отводящим 14 трубопроводами. В распределительной водяной камере 8 установлена дополнительная разделительная перегородка 22 и дополнительный патрубок 23, причем дополнительные патрубки 12 и 23 расположены по разные стороны от дополнительной разделительной перегородки 22 и соединены между собой трубопроводом 15 с установленными на нем задвижками 18 и 19, подключенным к трубопроводу 24 с задвижкой 25. На трубопроводе 26, соединяющим трубопроводы 13 и 14, установлена задвижка 27. Между дополнительным патрубком 23 и задвижкой 19 установлен штуцер с задвижкой 28, а между дополнительным патрубком 12 и задвижкой 18 установлен штуцер с задвижкой 29. Дополнительные патрубки 12 и 23 через задвижки 28 и 29 соединены посредством трубопровода 30 и 31 с баком химического раствора 32. Патрубки входа 10 и выхода 11 нагреваемой воды соединены трубопроводами 33 и 34 с установленными на них задвижками 35 и 36 с нагнетательным патрубком насоса химического раствора 37.

Теплообменник работает следующим образом.

Поток греющего пара через патрубок 2 поступает в корпус 1, где при его конденсации на трубах поверхности теплообмена трубной системы 4 нагревается вода, протекающая в трубах, а конденсат греющего пара выводится из корпуса через патрубок 3. При нормальных условиях эксплуатации поток нагреваемой воды, величина которого определяется регулирующим клапаном 21, по трубопроводу 13 через открытую задвижку 16 патрубок 10 поступает в распределительную камеру 8, откуда, совершая первый ход по трубам поверхности теплообмена трубной системы 4 направляется в "плавающую" водяную камеру 7, затем, после второго хода в трубной системе, нагреваемая вода возвращается в распределительную водяную камеру 8 по одну сторону от разделительной перегородки 22 и через патрубок 12 и открытые задвижки 18 и 19 по трубопроводу 15 через патрубок 23 вновь поступает в распределительную водяную камеру 8 по другую сторону от разделительной перегородки 22, из которой нагреваемая вода направляется в трубы поверхности теплообмена, совершая в них третий и четвертый ход и через патрубок 11 по трубопроводу 14 и открытую задвижку 17, выводится из аппарата. При этих нормальных условиях работы задвижки 25 и 27 закрыты. Также закрыты задвижки 29, 35 и 36, соединяющие нагреваемую воду с баком химического раствора 32. При необходимости очистки внутренней поверхности труб поверхности теплообмена от загрязнений выключается из работы (прекращается поступление в нее нагреваемой воды) половина поверхности теплообмена, а в оставшейся части продолжается подогрев воды греющим паром. Например, через трубопровод 13, задвижку 16 и патрубок 10 в теплообменник направляется для подогрева вода. Совершив в части трубной системы 4 два хода, направляемая вода через дополнительный патрубок 12 задвижку 18, трубопровод 15, 24 и задвижку 25 выводится из теплообменника. При этом режиме работы задвижки 17, 25 и 27 закрыты. Из отключенной части трубной системы нагреваемая вода сливается через сливной штуцер. В эту часть труб поверхности теплообмена насосом 37 по трубопроводу 34 через открытую задвижку 36 и патрубок 11 химический раствор закачивается в водяную распределительную камеру 8, далее в трубную систему заполняет ее и через дополнительный патрубок 23 задвижку 28 и трубопровод 31 направляется в бак химического раствора 32. При циркуляции этого раствора в трубах поверхности теплообмена осуществляется очистка внутренней поверхности половины труб поверхности теплообмена. При очистке приведенной описанной выше половины труб поверхности теплообмена задвижки 29, 35 закрыты. Учитывая, что давление химического раствора меньше, чем давление нагреваемой воды, исключается поступление химического раствора в тракт нагреваемой воды.

При необходимости очистки другой половины труб поверхности теплообмена нагреваемая вода через открытую задвижку 27, трубопровод 26 и патрубок 11 поступает в трубную систему, в которой, совершив два хода, нагревается за счет конденсации пара и через дополнительный патрубок 23 и открытые задвижки 19 и 25 по трубопроводу 24 выводится из теплообменника. При этом задвижки 16, 17 и 18 закрыты. В этом случае химическая очистка второй половины поверхности теплообмена происходит за счет циркуляции в ней химического раствора, который из бака 32 насосом 37 по трубопроводу 33 через открытую задвижку 35 и патрубок 10 подается в трубную систему теплообменника, после которой химический раствор через дополнительный патрубок 12, открытую задвижку 29, трубопроводы 30 и 31 направляется в бак 32. При этой прокачке химического раствора задвижки 28 и 36 закрыты.

Таким образом, не демонтируя трубную систему, не выключая полностью теплообменник из работы, представляется возможность химической очистки всех (за два приема) труб поверхности теплообмена в любой момент эксплуатации теплообменника, что позволяет повысить экономичность работы теплообменника за счет обеспечения оптимальной величины температурного напора (недогрева нагреваемой воды) на весь период эксплуатации и в отдельных случаях снизить капитальные затраты за счет отказа от резервного, дублирующего основной теплообменник, аппарата.