ВОДЯНАЯ КАМЕРА СЕТЕВОГО ПОДОГРЕВАТЕЛЯ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО ТИПА

Полезная модель относится к теплоэнергетике, к сетевым подогревателям горизонтального типа, которые применяются в теплофикационных установках для подогрева сетевой воды.
Существующие конструкции сетевого подогревателя горизонтального типа имеют входную и поворотную водяные камеры, которые закрываются эллиптическими днищами (Теплообменники энергетических установок. Аронсон К.Е., Блинков С.Н., Брезгин В.И. и др. Под редакцией Бродова Ю.М. Екатеринбург: изд-во "Сократ", 2002 г., 968 с.рис. 4.11). Днища большого диаметра (2500…3200 мм) присоединяются к камерам с помощью фланцевых соединений, обеспечение плотности которых при больших нагрузках представляет сложную техническую задачу. Для уменьшения нагрузки на днище, трубную доску, фланцевое соединение (соответственно уменьшения их толщин) применяются анкерные связи.
Водяную камеру с анкерными связями (рис. 7.9 в цитируемой книге) принимаем за прототип. В известной конструкции продольные перегородки приваривались с одной из сторон к днищу или трубной доске, а с другой стороны имели подвижное уплотнение, т.е. они не передавали продольные усилия. Недостатком конструкции с анкерами является изготовление специальных анкерных связей, которые требуют дополнительных свободных от трубок участков и установка которых трудоемка.
Целью заявленной полезной модели является упрощение конструкции водяной камеры сетевого подогревателя.
Указанная цель достигается конструкцией водяной камеры сетевого подогревателя горизонтального типа, характеризующейся наличием трубной доски, днища, с выполненными в нем смотровыми люками и продольных перегородок между камерами ходов, закрепленных сварным соединением с трубной доской и шпильками с днищем, и предающих продольные усилия. Смотровые люки могут отсутствовать.
Продольные перегородки имеют достаточную толщину (20 мм) и, например, в четырех ходовом подогревателе расположены таким образом, что могут заменить анкерные связи. Для удобства съема днища одно из соединений должно быть разъемным, как правило, это шпилечное соединение с днищем, но необходимо обеспечить его плотность.
Сущность заявленной полезной модели поясняется на примере конструкции входной камеры четырех ходового сетевого подогревателя с плоским днищем, изображенной на следующих фигурах:
Фиг. 1 - конструкция входной камеры четырех ходового сетевого подогревателя с плоским днищем;
Фиг. 2 - Вид A со стороны смотровых люков;
Фиг. 3 - Разрез Б-Б водяной камеры.
Входная камера сетевого подогревателя горизонтального типа, показанная на фиг. 1, образована цилиндрической обечайкой 1, приваренной к трубной доске 2 (шов α показан на фиг. 1 и 3) и плоским днищем 3, присоединенным к цилиндрической обечайке 1 фланцевым соединением со шпильками 4. В днище 3 выполнены четыре смотровых люка 5. Входная камера обычно имеет смещение относительно центра корпуса для улучшения подвода пара. Расположение продольных перегородок 6 (фиг. 2, штриховыми линиями) и шпилек 7, обеспечивает равномерное распределение нагрузки от давления на днище 3 и трубную доску 2.
Из фиг. 2 следует, что средний размер каждой не ужесточенной части днища 3 уменьшается примерно в 2-3 раза по сравнению со свободным днищем, что приводит к уменьшению максимальных напряжений в 4-9 раз. Это позволяет вместо эллиптического днища использовать более простое плоское. Для ужесточения днища 3 и уменьшения его толщины могут применяться дополнительные ребра жесткости.
Заявленное решение осуществлено следующим образом.
Продольные перегородки 6 привариваются к трубной доске 2 (Фиг. 3, шов β) и присоединяются к днищу 3 с помощью шпилек 7, которые закручиваются с наружной стороны днища и ввинчиваются во вставки 8, вваренные в продольные перегородки 6 (Фиг. 3, вид B, шов ϕ). Для уплотнения шпилек рекомендуются прокладки или шайбы.
В поворотной камере имеется меньшее количество продольных перегородок, в местах, отсутствия которых могут быть установлены отдельные анкерные связи для более равномерного распределения нагрузки на днище.
Целесообразно использование продольных перегородок, передающих продольные усилия, и с эллиптическими днищами, так как это приводит к уменьшению толщины трубной доски и разгрузке фланцевого соединения днища.
Расчеты показывают, что применение входной камеры с продольными перегородками, передающими продольные усилия, существенно уменьшает нагрузки на трубную доску и ее можно утонить с 110-140 мм до 60 мм, т.е. до минимальной толщины, определяемой условиями плотности вальцовочного соединения трубок.
При использовании эллиптического днища с большой радиальной жесткостью на краях необходимо в поворотной камере устанавливать дополнительную менее жесткую цилиндрическую обечайку между днищем и трубной доской. При использовании крышки с плоским днищем и цилиндрической обечайкой необходимости в дополнительной камере нет.
Таким образом, применение заявленной водяной камеры сетевого подогревателя горизонтального типа позволяет получить следующий технический результат:
- Упростить конструкцию водяной камеры сетевого подогревателя.
- Заменить эллиптическое днище, которое имеет стандартный ряд значений диаметров и изготовляется штамповкой на прессе большой мощности, на плоское, которое изготовляется из листа металла.
- Уменьшить нагрузку на фланцевое соединение и соответственно уменьшить количество штифтов и улучшить его плотность.
- Уменьшить напряжение в трубной доске и утонить ее до 60 мм.
- Отказаться от дополнительной цилиндрической обечайки, присоединяемой к эллиптическому днищу в поворотной камере и соответственно уменьшить длину подогревателя на 400-800 мм.