ПАРОВОДЯНОЙ ПОДОГРЕВАТЕЛЬ
STEAM AND WATER HEATER

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на атомных и тепловых электростанциях.
Техническим результатом, достигаемым данным изобретением, является снижение коррозионно-эрозионного износа пароводяного подогревателя.
Известен пароводяной подогреватель, содержащий вертикальный корпус, внутри которого продольно установлен трубный пучок, а также отбойный щит, средний участок которого установлен напротив патрубка подвода дополнительного конденсата, закрепленного в боковой стенке корпуса, при этом краевые вертикальные участки отбойного щита выполнены отогнутыми в сторону корпуса (RU 1681631. 27.12.1996).
Причиной, препятствующей получению технического результата, который обеспечивается данным изобретением, является повышенная металлоемкость, так как для установки отбойного щита требуемых габаритов необходимо существенно увеличить диаметр корпуса. Кроме того, выполнение краевых вертикальных участков отбойного щита отогнутыми в сторону корпуса, ускорит износ последнего. При этом ремонтопригодность данного узла подогревателя крайне низка из-за недоступности его ремонтным персоналом.
К настоящему изобретению наиболее близким техническим решением из известных (прототипом) является пароводяной подогреватель, содержащий вертикальный корпус, внутри которого продольно установлены пучки трубчатых ширм с образованием, по меньшей мере, одной приемной камеры, расположенной между смежными пучками трубчатых ширм напротив патрубка подвода дополнительного конденсата, закрепленного в боковой стенке корпуса (RU 2364787. 20.08.2009).
В прототипе имеется приемная камера между смежными пучками ширм, размеры которой позволяют разместить в ней оборудование без увеличения диаметра корпуса. При этом габариты камеры позволяют обеспечить ремонтопригодность расположенного в ней оборудования. Однако кинетическая энергия потока выходящего из патрубка дополнительного конденсата значительна и может привести к коррозионно-эрозионному износу перегородок, обрамляющих камеру. Это приведет к байпасированию потока греющего пара мимо части поверхности теплообмена пучков ширм и к необходимости последующего останова подогревателя.
Техническим результатом изобретения является снижение коррозионно-эрозионного износа пароводяного подогревателя.
Технический результат обеспечивается в пароводяном подогревателе, содержащем вертикальный корпус, внутри которого продольно установлены пучки трубчатых ширм с образованием, по меньшей мере, одной приемной камеры, расположенной между смежными пучками трубчатых ширм напротив патрубка подвода дополнительного конденсата, закрепленного в боковой стенке корпуса, причем в приемной камере установлен отбойный щит, средний участок которого установлен напротив патрубка подвода дополнительного конденсата, а краевые вертикальные участки отбойного щита выполнены отогнутыми навстречу один к другому.
Отбойный щит закрывает стенки приемной камеры от прямого воздействия потока дополнительного конденсата и предохраняет их от коррозионно-эрозионного износа. При этом установка среднего участка отбойного щита напротив патрубка подвода дополнительного конденсата разделяет полный поток на два вдвое меньших по мощности потока, которые за счет выполнения краевых вертикальных участков отбойного щита отогнутыми навстречу один к другому гасят друг друга, а также входящий поток дополнительного конденсата. При этом снижается коррозионно-эрозионный износ пароводяного подогревателя.
Технический результат изобретения достигнут без увеличения диаметра корпуса, а значит и металлоемкости подогревателя. Габариты камеры позволяют ремонтировать расположенное в ней оборудование.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен поперечный разрез пароводяного подогревателя; на фиг.2 - разрез А-А фиг.1; на фиг.3 - выносной элемент Б фиг.1 (гидрозатворы 14 условно не показаны); на фиг.4 - разрез В-В фиг.3.
Пароводяной подогреватель содержит вертикальный корпус 1 с пучками 2 трубчатых ширм, продольно установленных вокруг центрального коллектора подогреваемой воды (на фиг.1 показано четыре таких пучка). Центральный коллектор выполнен с раздающей и собирающей камерами 3 и 4, соответственно. Пучки 2 трубчатых ширм окружены профилированным кожухом 5, частично заполненного конденсатом до уровня 6 с образованием зоны 7 его охлаждения, которая подключена к патрубку 8 отвода конденсата.
Пучки 2 трубчатых ширм установлены в корпусе 1 с образованием, по меньшей мере, одной приемной камеры 9 (на фиг.1 для примера показаны две камеры 9). Каждая камера 9 расположена между соответствующими смежными пучками 2 трубчатых ширм напротив патрубка 10 подвода дополнительного конденсата, закрепленного в боковой стенке корпуса 1. Каждая камера 9 верхней частью соединена с конденсационной зоной 11 межтрубного пространства ширм, сообщенной с патрубком 12 подвода греющего пара. В нижней части каждой камеры 9 дополнительный конденсат образует уровень 13. На участках кожуха 5, обрамляющих камеры 9, выполнены коробчатые гидрозатворы 14, соединяющие нижние части камер 9 с зоной 7 охлаждения конденсата межтрубного пространства ширм.
В приемной камере 9 установлен отбойный щит, средний участок 15 которого установлен напротив патрубка 10 подвода дополнительного конденсата, а краевые вертикальные участки 16 отбойного щита выполнены отогнутыми навстречу один к другому. Отбойный щит прикреплен к участкам кожуха 5, обрамляющим камеры 9, а также к листу 17 жесткости кожуха 5 посредством планок 18.
Пароводяной подогреватель работает следующим образом.
Греющий пар через патрубок 12 подают в конденсационную зону 11 межтрубного пространства ширм, где он конденсируется. Конденсат сливается на уровень 6 конденсата, затем проходит зону 7 охлаждения конденсата, где охлаждается. Охлажденный конденсат выводится из подогревателя по патрубку 20.
В приемные камеры 9 по патрубкам 10 подают дополнительный конденсат из оборудования, давление в котором больше, чем в рассматриваемом пароводяном подогревателе.
После патрубка 10 дополнительный конденсат, расширяясь, частично вскипает и попадает на средний участок 15 отбойного щита, где частично гасит свою кинетическую энергию и делится на два более умеренных по напору потока. Краевыми участками 16 эти потоки частично отбрасываются на выходящий из патрубка 10 поток дополнительного конденсата, частично перемешиваются во встречных струях. Происходит взаимное гашение кинетической энергии потоков, что приводит к снижению коррозионно-эрозионного износа данного оборудования.
В верхней части камер 9 происходит гравитационная сепарация пара, образовавшегося при вскипании дополнительного конденсата. Пар поднимается вверх, где подмешивается к основному потоку пара перед его конденсацией в межтрубном пространстве конденсационной зоны 11 ширм, а конденсат попадает на уровень 13 дополнительного конденсата в камерах 5. Основной поток дополнительного конденсата после отбойного щита также сливается на уровень 13. При этом из нижних частей камер 9 постоянно происходит отсос дополнительного конденсата, который по коробчатым гидрозатворам 14 поднимается вверх и затем сваливается на уровень 6, где подмешивается к собственному конденсату для дальнейшего охлаждения.
Подогреваемую воду (питательную воду системы регенерации паротурбинной установки) подают в раздающую камеру 3 центрального коллектора. Далее вода проходит по трубам ширм, где подогревается за счет охлаждения собственного и дополнительного конденсата в зоне 7, а также за счет конденсации греющего пара. Подогретая вода через собирающую камеру 4 центрального коллектора выводится из подогревателя.