ШИРМА

Полезная модель относится к области теплоэнергетики и может быть использована в парогенераторах и котлостроении.
Известны плоскопараллельные ширмы, состоящие из входного и выходного коллекторов, соединенных пучком обогреваемых труб. К торцам входного и выходного коллекторов соответственно подводится и отводится пар, вторые торцы заглушены.
(см. «Парогенераторы», Москва, Энергоатомиздат, 1985 г., под редакцией Ковалева А.П., стр.308-310 и «Паровые котлы большой мощности», Отраслевой каталог, Москва, Министерство тяжелого машиностроения СССР, 1990 г., стр.39).
Геометрический контур каждой ширмы составлен из самой длинной и наиболее обогреваемой топочными газами обрамляющей трубы и самой короткой и размещенной на пути уже частично остывших газов внутренней трубы. Все остальные трубы находятся внутри этого контура.
При торцевом подводе пара к ширмам с наиболее распространенной «П» схемой все трубы работают примерно при одинаковом перепаде давления.
С большим перегревом металла относительно других труб работает обрамляющая труба из-за повышенного гидравлического сопротивления (самая длинная по сравнению с другими трубами) и, следовательно, с меньшим расходом пара через нее.
Кроме упомянутых факторов перегрев металла обрамляющих труб обуславливается еще условиями омывания ее в контуре труб наиболее горячими топочными газами.
Поэтому на ширмах котлов энергоблоков наблюдается большая повреждаемость этих теплонапряженных труб.
В качестве прототипа выбрана ширма с укорочением наиболее протяженных первых трех или четырех труб в ширмах (см. «Парогенераторы», М. Энергоатомиздат, 1985 г., под редакцией Ковалева А.П., стр.314).
Недостаток прототипа - большая температурная разверка по трубам ширм, сниженная надежность труб, в т.ч. обрамляющей из-за перегрева металла.
Задача полезной модели - обеспечить надежность обрамляющих теплонапряженных ширм за счет использования коллекторного перепада давлений и снижения температурной неравномерности по трубам.
Сущность работы полезной модели
Предметом полезной модели является ширма, преимущественно плоскопараллельная, с торцевым подводом и отводом пара, состоящая из входного и выходного коллекторов, соединенных пучком обогреваемых труб, из которых обрамляющая труба присоединена к выходному коллектору первой по выходу пара из коллектора, при этом обрамляющая труба присоединена к глухому торцу входного коллектора.
В эксплуатации самым приемлемым решением является взаимный переброс обрамляющей и внутренней труб к входному коллектору. Тогда обрамляющая труба, подключенная к глухому торцу, работает под большим располагаемым перепадом, а самая короткая внутренняя труба, подключенная первой по раздаче среды из входного коллектора, с меньшим располагаемым перепадом.
Таким образом, температурная неравномерность по этим трубам существенно снизится.
Это позволяет повысить надежность работы ширм, снизить температурную развертку по трубам пароперегревателя.
Осуществление полезной модели
На фиг.1 представлена ширма с предлагаемым подключением обрамляющей трубы к входному коллектору.
На фиг.2 - эпюра распределения располагаемых перепадов давления по трубам ширм до переключения обрамляющей трубы к глухому торцу входного коллектора.
На фиг.3 - эпюра распределения располагаемых перепадов давления по трубам ширмы после присоединения обрамляющей трубы к глухому торцу входного коллектора.
Ширма содержит:
1 - пучок труб;
2 - входной коллектор;
3 - выходной коллектор;
4 - раздающий трубопровод;
5 - собирающий трубопровод;
6 - обрамляющая труба;
7 - внутренняя труба;
8 - располагаемый перепад давления по обрамляющей трубе ширмы;
9 - располагаемый перепад давлений по внутренней трубе ширмы;
10 - располагаемый перепад давлений по средней трубе ширмы;
11 - коллекторный перепад давлений у глухого торца входного коллектора;
12 - коллекторный перепад давлений у глухого торца выходного коллектора.
Устройство работает следующим образом: пар из раздающего трубопровода 4 поступает на входной коллектор 2 и распределяется по пучку труб 1. После нагрева топочными газами пар направляется в выходной коллектор 3 и далее в собирающий трубопровод 5.
В процессе раздачи пара обрамляющая труба 6, подключенная к глухому торцу входного коллектора 2, работает уже под большим располагаемым перепадом 8 на величину коллекторного перепада давлений. Внутренняя труба 7 в контуре ширмы, оставаясь подсоединенной к торцу входного коллектора, работает под неизменным располагаемым перепадом давлений 9.
Располагаемый перепад по средней трубе 10 и коллекторный перепад давлений выходного коллектора 12 остаются без изменений.
Промышленная применимость
Полезная модель может быть реализована как на базе серийно выпускаемых парогенераторов большой мощности, так и на эксплуатируемых отечественных котлах, пароперегреватели которых особо нуждаются в снижении температурной неравномерности.