МНОГОХОДОВЫЙ ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ СЕТЕВОЙ ПОДОГРЕВАТЕЛЬ
MULTIPASS HORIZONTAL NETWORK HEATER

Изобретение относится к теплоэнергетике, к сетевым подогревателям горизонтального типа. В теплофикационных турбинах для повышения экономичности используется двухступенчатый подогрев сетевой воды. Традиционно при этом устанавливаются два сетевых подогревателя, подключенных последовательно соответственно к отбору первой ступени подогрева (низкого давления 0,04-0,2 МПа) и к отбору второй ступени подогрева (высокого давления 0,06-0,3 МПа). Отборы расположены на небольшом расстоянии (0,5-0,8 м) до и после промежуточного отсека с небольшой разностью давлений (0,05-0,25 МПа). Подогреватели имеют длину 6-10 м и диаметр 2-3,5 м. Поэтому имеется проблема компактного размещения двух подогревателей в машинном зале. Трубопроводы отборов имеют диаметр около 1 м, а подсоединяются в двух-четырех местах, расположенных вдоль подогревателя. Увеличение их длины приводит к дополнительным потерям давления. Кроме того, для замены труб подогревателя в машинном зале необходимо предусмотреть свободное пространство длиной 6-10 м.
Известны конструкции совмещенных подогревателей высокого давления (Ефимочкин Г.И. Двухподъемная бездеаэраторная схема паровых турбин ТЭС и ТЭЦ. Теплоэнергетика. 1997 г. №1. С. 20-24), в которых совмещена входная камера и общая длина существенно не уменьшается.
За прототип принимаем указанный совмещенный подогреватель, а также серийные два подогревателя при двухступенчатом подогреве сетевой воды. Целью данного изобретения является разработка более компактной системы подогрева сетевой воды. Она достигается объединением двух ступеней подогрева в одном сетевом подогревателе за счет увеличения диаметра трубной системы при сохранении длины труб. Действительно, тот же объем и поверхность нагрева можно получить за счет увеличения диаметра корпуса примерно в 1,4 раза. Это возможно для средних подогревателей с диаметром корпуса до 2,6 м (например, ПСГ-800, ПСГ-1250, ПСГ-1300, ПСГ-3000), то есть практически для всех подогревателей за исключением мощных подогревателей ПСГ-4900, ПСГ-5000.
На фиг. 1 показан поперечный разрез предлагаемого двухступенчатого горизонтального сетевого подогревателя. Корпус парового пространства 9 разделен цилиндрическими продольными перегородками 10 на две части. Трубная система состоит из четырех ходов 1, 2, 3, 4 (на фиг. 1 заштрихованы), по трубкам которых последовательно проходит вода, которая во входную камеру подводится патрубком 16 к первому ходу и отводится патрубком 17 после четвертого хода. Пар первой ступени нагрева от отбора меньшего давления подводится двумя-четырьмя патрубками 12, расположенными в верхней правой части вдоль корпуса, а его конденсат отводится патрубком 13 в свой конденсатосборник. Пар второй ступени нагрева от отбора большего давления подводится двумя-четырьмя патрубками 14, расположенными в верхней левой части вдоль корпуса, а его конденсат отводится патрубком 15 в свой конденсатосборник. Расположение нескольких патрубков подвода пара вдоль корпуса приводит к преимущественно поперечному обтеканию труб, что улучшает теплообмен.
Расположение перегородок поворотной и входной камер, как это реализовано в существующих конструкциях, обеспечивает последовательное прохождение и нагрев воды в ходах 1-4. В частности, после второго хода во входной камере вода поступает в третий ход.
Давление в паровом пространстве небольшое 0,05-0,3 МПа, но из-за большого диаметра корпуса (до 3,6 м) напряжения в перегородках 10 повышенные. Возможна установка плоской перегородки, но потребуется несколько стяжек (жестких соединений) И с корпусом. Возможна и одна цилиндрическая перегородка большого диаметра без стяжек, но и в этом случае напряжения будут повышенные и потребуется ее утолщение. Рекомендуется комбинированная перегородка, состоящая из двух цилиндрических перегородок с уменьшенными радиусами, соединенные с корпусом одной стяжкой 11, что потребует толщины перегородки меньшей чем толщина корпуса. Возможна также комбинация плоских и цилиндрических перегородок.
2
Предложенный горизонтальный сетевой подогреватель значительно компактнее, чем два подогревателя, так как имеет диаметр корпуса, увеличенный в 1,4 раза. Упрощается компоновка машинного зала, так как размещение одного подогревателя значительно проще, чем двух такой же длины. Требуется одно свободное пространство для замены труб. Трубопроводы подвода пара будут иметь меньшую длину, соответственно уменьшаются потери давления и недогрев. Уменьшается площадь подогревателя, излучающая тепло, в 1,4 раза, что улучшает температурный режим машинного зала. Два подогревателя с поверхностью 1300-3000 м целесообразно заменять на один двухступенчатый. Большинство существующих подогревателей четырех ходовые. Для сохранения имеющихся (оптимальных) скоростей необходимо чтобы каждая из частей была четырех ходовой.
Особенность предложенного подогревателя в том, что после последнего хода первой ступени подогрева необходимо обеспечить переток воды в первый ход второй ступени подогрева. На фиг. 2 показан такой вариант. Подвод воды к первой ступени выполняется патрубком 16 в верхней части входной камеры, а переток из четвертого в пятый ход легко осуществить в нижней части, так как эти хода находятся рядом. В этом случае возможен подвод пара к первой ступени подогрева в нижней части корпуса. Для сохранения традиционно принятого обогрева пучков, когда пар подводится со стороны последнего хода каждой ступени подогрева, можно предложить компоновку трубной системы, изображенную на фиг. 3., в которой предусмотрено достаточно пространства для перетока воды из четвертого в пятый ход. Перегородка, разделяющая две ступени подогрева, находится в паровом пространстве, а разделяющие хода перегородки находятся во входной и поворотной камерах.
Двухступенчатый горизонтальный сетевой подогреватель имеет следующий технический результат:
- Более компактное размещение той же поверхности теплообмена в одном подогревателе вместо двух и соответственно уменьшение ячейки в машинном зале.
- Уменьшается длина трубопроводов подвода пара и соответственно потери давления и недогрев.
- Уменьшается излучение тепла в машинный зал.