КАССЕТА СЕПАРАТОРА-ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЯ

Полезная модель относится к энергетике, а именно к трубчатым теплообменникам, например сепараторов-пароперегревателей (далее - СПП).
Известна кассета трубчатого теплообменника, предназначенная для установки в корпусе теплообменника и содержащая закрепленный в трубных решетках трубный пучок (Патент РФ №112374). Как правило, параметры такой кассеты определяются в соответствии с ГОСТ 9929-82.
Известное техническое решение реализовано в кассете СПП-1200 (Фиг. 1), содержащей стальные трубные решетки с выполненными в них с определенным шагом установочными отверстиями и трубный пучок, в котором каждая труба имеет продольное оребрение из шести приваренных к каждой трубе U-образных ребра, трубы выполнены из стали и заделаны в верхних и нижних трубных решетках путем раздачи концевой зоны каждой трубы в соответствующем установочном отверстии и сварки торца труб с трубной решеткой. Кассета включает входной и выходной коллекторы пара, сваренные соответственно с верхней и нижней трубными досками, предназначенные для установки кассеты в опорной решетке СПП. Это техническое решение выбрано в качестве прототипа (см. рабочий чертеж прототипа в Приложении 1 Фиг. 1).
Недостаток указанной кассеты СПП заключается в ее недостаточной производительности пара, обусловленной тем, что поверхность оребренной трубы не достаточна для обеспечения заданной производительности сепаратора-пароперегревателя.
Полезная модель направлена на решение задачи повышения надежности кассеты СПП.
Техническая проблема - низкая производительность кассеты СПП и надежности опорной конструкции кассеты СПП.
Технический результат - повышение производительности теплообмена
Техническая проблема решается тем, кассета сепаратора-пароперегревателя, содержащая верхнюю трубную доску с приваренным к ней входным коллектором, выходной коллектор и нижнюю трубную доску, продольно оребренный U-образными стальными пластинами пучок труб при симметричном относительно каждой трубы расположении в пучке, при этом каждая из труб пучка оребрена восемью U-образными стальными пластинами, причем трубы в пучке развернуты по отношению друг к другу в произвольном порядке. Таким образом, теплообменная поверхность увеличена на 25%, что приводит к повышению производительности теплообмена.
Произвольный порядок расположения труб относительно друг друга в кассете обусловлен тем, что беспорядок парогазовой системы растет с увеличением количества возможных перемещений молекул парогазовой смеси, что согласно второму закону термодинамики приводит к повышению температуры и, соответственно, к увеличению теплообмена, следовательно, производительность теплообмена увеличивается.
Еще одним отличием является то, что каждое ребро, отстоит от предыдущего по окружности на расстояние от 0 до 3 мм. Экспериментально установлено, что такой интервал приводит к локальному повышению производительности.
Полезная модель иллюстрируется рисунками:
Фиг. 1. - кассета СПП с шестиреберными трубами;
Фиг. 2 - кассета СПП с восьмиреберными трубами в разрезе.
СПП включает несколько кассет 1, установленных на ребра 2 опорной решетки 3 (Фиг. 1).
Кассета СПП (Фиг. 1) включает трубный пучок 4, состоящий из труб 5, верхнюю 6 и нижнюю 7 трубные доски, входной коллектор 8, выходной коллектор 9 с камерой 10 отвода конденсата и фланец 11 с опорным буртиком 12.
В процессе сборки трубы 5 образующие совместно с надетыми на них дистанцирующими решетками 13 (Фиг. 2) трубный пучок 4 заделываются окончаниями в верхнюю 6 и нижнюю 7 трубные доски. К верхней трубной доске 6 приваривается входной коллектор 8. К нижней трубной доске 7 приваривается фланец 11, на котором предустановлен и жестко закреплен опорный буртик 12. К фланцу 11 приваривается выходной коллектор 9 Собранная кассета 1 устанавливается в опорную решетку 3 опорным буртиком 12 на ребра 2 и через входной и выходной патрубки подключается (не показано) к сети СПП. Теплоноситель - пар через входной патрубок 15 подается в кассету 1, проходя внутри теплообменных труб 5 которой отдает тепло нагреваемому агенту, обтекающему в объеме корпуса СПП снизу вверх трубы 5 снаружи. Отработавший теплоноситель вместе с образовавшимся конденсатом через выходной патрубок поступает на сепарацию. С учетом изложенного можно сделать вывод о том, что заявленный технический результат - повышение производительности теплообмена- достигнут.Сопутствующим техническим результатом предложенной конструкции является упрощение и улучшение технологичности ее изготовления за счет хаотичного расположения труб в кассете.
Экспериментально установлено, что производительность теплообмена в заявляемом техническом решении выше на 20% по сравнению с прототипом.