ОПОРНАЯ РЕШЕТКА СЕПАРАТОРА-ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЯ

Полезная модель относится к энергетике, а именно, к трубчатым теплообменникам, например, сепараторов-пароперегревателей (далее - СПИ).
Известна опорная решетка трубчатого теплообменника, предназначенная для установки в корпусе теплообменника, указанная в описании патента на полезную модель РФ №112374, опубл. 10.01.2012.
Известное техническое решение реализовано в СПП-1200 ТОИ, опорная решетка включает в себя кольцевой корпус, раскрепленный ребрами жесткости. Внутренне пространство опорной решетки разделено на три сектора. Один из секторов перекрыт зашивными листами, которые препятствуют прохождению холодного пара в зону горячего пара. Это техническое решение выбрано в качестве прототипа (см. рабочий чертеж прототипа 92.3081.02СБ).
Получены количественные оценки параметров напряженно-деформированного состояния в наиболее опасных областях действующих опорной решетки СПП-1200ТОИ методами расчета, разработаны подробные расчетные модели, соответствующие конструкторской документации и реально отражающие взаимосвязь всех основных несущих элементов с действующими на конструкцию нагрузками. В результате исследований оказалось, что наиболее опасным для разрушения элементом является верхний зашивной лист с деталями опорной решетки сепаратора -пароперегревателя.
Напряженно - деформированное состояние возникает за счет большой разницы температур с разных сторон верхнего зашивного листа.
Полезная модель направлена на решение проблемы повышения надежности узлов опорной решетки с установленным зашивным листом.
Опорная решетка сепаратора-пароперегревателя включает кольцевой корпус, разделенный на три секции в виде двух одинаковых по площади сегментов и внутренней части, каждая из которых снабжена корпусами с ребрами жесткости, расположенными параллельно между собой, причем на один из сегментов сверху установлены зашивные листы.
Для устранения выявленной проблемы известная опорная решетка отличается тем, что вся площадь сегмента с верхними зашивными листами закрыта дополнительно нижними зашивными листами из конструкционной стали так, что образуются воздушные полости, снижающие разницу температур на поверхностях листов, причем зашивные листы жестко с обеих сторон прикреплены через отверстия диаметром D к ребрам жесткости болтами диаметром d, шайбами диаметром D1 и гайками с использованием на стыках стальных уголков.
Полученные после проведенных расчетных обоснований количественные оценки параметров напряженно-деформированного состояния в опасных областях подтвердили правильность заложенных конструкторских решений.
Это обусловлено тем, что после установки второго нижнего зашивного листа образовалась воздушная полость и разность температур на разных поверхностях зашивного листа и деталями опорной решетки снизилась на 20%.
Еще одним отличием от прототипа является то, что узел крепления верхнего и нижнего зашивных листов выполнен так, что в зашивных листах 3 и 4 выполнены отверстия D, которые намного больше диаметра болта d, диаметры D1 шайб намного больше диаметра отверстия D. Это позволяет дополнительно снизить напряженно-деформированное состояние, возникающее в опорной решетке. Причем для снижения температурных нагрузок отверстия D=(1,4-2,5) d, где D - диаметр отверстия и d - диаметр болта, и D1=(1,4-2,5)D, где D1- диаметр шайбы и D - диаметр отверстия.
Полезная модель иллюстрируется рисунками
Фиг. 1 - Опорная решетка
Фиг. 2 – Крепление зашивных листов.
Опорная решетка (Фиг. 1) включает в себя кольцевой корпус 1, ребра жесткости 2, верхний зашивной лист 3, нижний зашивной лист 4. Зашивные листы отделяют холодную рабочую среду находящуюся перед нижним зашивным листом 4 от горячей рабочей среды над верхним зашивным листом 3. И за счет образовавшейся воздушной полости снижают разницу температур на поверхности верхнего 3 и нижнего 4 зашивного листа. Узел закрепления зашивных листов представлен на Фиг. 2. Зашивные листы 3 и 4 жестко закреплены через уголки 5 к ребрам жесткости 2 при помощи болтов 6, гаек 7 и шайб 8.
Таким образом, заявляемое техническое решение позволяет на 20-25% повысить срок службы опорной решетки и эксплуатировать ее без замены в течении всего срока службы.