ВЕРТИКАЛЬНЫЙ СЕТЕВОЙ ТЕПЛООБМЕННИК

Полезная модель относится к области энергетики и может быть использована в теплообменных аппаратах регенеративных систем, систем теплоснабжения, предназначенных для подогрева воды за счет теплоты пара конденсирующегося на поверхности теплообмена.
Известен поверхностный подогреватель, содержащий корпус с патрубком подвода греющего пара и отвода его конденсата, распределительную водяную камеру с патрубками подвода и отвода нагреваемой воды, трубную доску и трубную систему, расположенную под распределительной водяной камерой. В нижней части корпуса, под трубной системой, за счет установки лотка выполнен воздухоохладитель смешивающего типа (SU №613159. МПК F22D 1/32, 1976 г.).
Недостатком известного подогревателя является недостаточно глубокое охлаждение конденсата греющего пара, поступающего в зону воздухоохладителя смешивающего типа. Это объясняется тем, что переохлаждение конденсата происходит при контакте с участком гибов труб поверхности теплообмена в конце первого и начале второго хода нагреваемой воды, когда эта вода нагрелась в зоне конденсации. Кроме того, при малых нагрузках, когда расход конденсата через отверстия в лотке воздухоохладителя уменьшен по сравнению с номинальным, возможно поступление пара через часть отверстий в лотке в зону воздухоохладителя и «запаривание» системы отвода неконденсирующихся газов. При больших нагрузках (по расходу конденсата) возможна неудовлетворительная деаэрация конденсата в смешивающем воздухоохладителе, что приводит к растворению в конденсате коррозионно - активных газов (воздуха) и ухудшению водно-химического режима в системе регенерации или теплоснабжения паровой турбины.
Известен подогреватель, содержащий корпус с патрубком подвода пара и отвода его конденсата, водяную камеру с патрубками подвода и отвода нагреваемой воды, вертикальную перфорированную трубу отвода неконденсирующихся газов, трубную систему с установленными в ней направляющими перегородками, под перегородками в конце пути движения греющего пара установлены камеры с перфорированным днищем (SU №840564, МПК F22D 1/32, 1981 г.).
Вытекающие из отверстий перфорации струи переохлажденного конденсата образуют смешивающий воздухоохладитель. По совокупности признаков это известное техническое решение является наиболее близким к заявляемому и принято за прототип.
Недостатком известного подогревателя принятого за прототип, является относительная сложность изготовления. Расположение камеры под перегородкой требует установки боковых листов, располагаемых внутри трубного пучка. Установка этих листов вызывает необходимость устранения ряда труб. Поэтому,
для сохранения расчетной поверхности теплообмена требуется или удлинение трубного пучка и высоты всего подогревателя, или установка «выброшенных» труб в другом месте трубного пучка, что может привести к увеличению диаметра корпуса.
Применить авторское свидетельство №840564 можно только при изготовлении теплообменника на заводе изготовителе.
Заявляемое техническое решение «Вертикального сетевого теплообменника» позволяет при выходе пара из трубной системы выполнить на горизонтальных перегородках перфорацию, обеспечивающую организацию перед вертикальной трубой отвода неконденсирующихся газов смешивающего воздухоохладителя с деаэрирующими конденсат пара функциями.
Предложен «Вертикальный сетевой теплообменник», включающий корпус с патрубком входа пара, выхода его конденсата и неконденсирующихся газов, распределительную водяную камеру с патрубками входа и выхода нагреваемой воды, трубную систему с направляющими перегородками и смешивающий воздухоохладитель, для организации которого на выступающих за пределы трубного пучка участках горизонтальных перегородок выполнены перед вертикальной трубой отвода неконденсирующихся газов отверстия.
Полезная модель иллюстрируется чертежом, где изображен продольный разрез теплообменника. «Вертикальный сетевой теплообменник» включает корпус 1 с патрубком входа пара 2, патрубком выхода конденсата пара 3. и патрубком выхода неконденсирующихся газов 4, распределительную водяную камеру 5 с патрубком входа нагреваемой воды 6 и патрубком выхода нагреваемой воды 7, трубную систему 8 с направляющими перегородками 9, участок перфорации 10 на перегородке 9, вертикальную перфорированную трубу 11.
«Вертикальный сетевой теплообменник» работает следующим образом: -в корпус теплообменника 1 поток греющего пара поступает через патрубок 2 и распределяется в зазоре между корпусом 1 и трубной системой 8 по всей высоте трубной системы. Далее пар поступает только на трубы второго хода в трубной системе, а затем на трубы первого хода поверхности теплообмена, на которых пар конденсируется, нагревая воду протекающую в трубах. В паре, прошедшем два хода нагреваемой воды, концентрация не конденсирующихся газов(паровоздушной смеси возрастает. На струях переохлажденного конденсата, вытекающих через перфорацию участка 10 (переохлаждение конденсата пара обеспечивается при его движении по перегородкам 9 за счет контакта с «холодными» трубами первого хода нагреваемой воды), пар интенсивно конденсируется,
концентрация воздуха в паровоздушной смеси еще более возрастает, что позволяет осуществить эффективный отвод воздуха через вертикальную перфорирующую трубу 11 и патрубок 4. То количество пара, которое сконденсировалось на струях переохлажденного конденсата (смешивающий воздухоохладитель 12), транзитом проходит через трубы второго - первого хода трубной системы, уменьшая угрозу образования застойных, плохо вентилируемых зон трубной системы.
Сконденсировавшийся пар стекает в нижнюю часть корпуса и через патрубок 3 выводится из теплообменника. Нагреваемая вода через патрубок 6 поступает в распределительную водяную камеру 5, далее в трубы первого -второго хода трубной системы 8, нагревается в них за счет конденсации пара и выводится из теплообменника через патрубок 7.
Таким образом, в конструкции рассматриваемого теплообменника, за счет организации смешивающего воздухоохладителя 12, обеспечивается эффективный отвод неконденсирующихся газов и транзитный поток пара через трубную систему, улучшая вентиляцию трубной системы 8 и повышая тепловую эффективность.