ПОДОГРЕВАТЕЛЬ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ ДЛЯ ТУРБОУСТАНОВОК

Полезная модель относится к теплоэнергетике и может быть использована для регенеративного подогрева питательной воды за счет охлаждения и конденсации пара из отборов высокого давления турбин, а также охлаждения конденсата греющего пара.
Известен подогреватель высокого давления типа Таганрогского завода «Красный котельщик» (Теплообменная аппаратура, КАТАЛОГ-СПРАВОЧНИК, К 5-68 НИИИНФОРМТЯЖМАШ, 1969 г.) [1]. B.M.Марушкин, С.С.Иващенко, Б.Ф.Вакуленко «Подогреватели высокого давления турбоустановок ТЭС и АЭС», М. Энергоатомиздат, 1985 г.[2].
Конструкция известного подогревателя представляет собой сварной аппарат вертикального типа, основными узлами которого является корпус и змеевиковая трубная система. При этом корпус подогревателя состоит из съемной части, представляющей собой цилиндрическую обечайку со штампованным днищем и фланцем, и несъемной нижней части в виде днища с фланцем и опорой, которая посредством сварки соединена с коллекторами трубной системы.
Трубная система подогревателя состоит из спиральных змеевиков, коллекторных труб, центральной отводящей трубы и горизонтальных перегородок. Спиральные змеевики, составляющие поверхность теплообмена подогревателя, представляют собой плоские горизонтальные одиночные двухрядные стальные трубы ⌀22×3,5 мм, изогнутые в виде спирали (см. стр.26 [2]). Расположенные один над другим, они образуют трубные колонны. Между колоннами спиралей размещены вертикальные коллекторы, рабочая длина которых соответствует высоте колонн спиралей. Змеевики каждой колонны своими концами приварены к двум, примыкающим к ним коллекторам, один из которых подводит к ним воду, а другой отводит.
В процессе эксплуатации спиральные змеевики подогревателя подвергаются интенсивному износу потоком конденсата, сокращая срок службы подогревателя. Для защиты спиралей от износа, на входе конденсата пара из ПВД высшей ступени, смонтированы отбойные листы, «обтекающие» спираль, отбойная поверхность которых в сечении представляет собой приближенную к форме защищаемой поверхности спирали ломаную линию. Угловатость отбойной поверхности этих листов зажимает движение потока, увеличивая его скорость между корпусом и отбойным листом, и соответственно, износ корпуса в этих местах.
Спирали известного подогревателя, изготовленные из трубы ⌀22, имеют уменьшенный срок службы, сокращающий время межремонтного периода. Радиус гиба трубы выходного коллектора питательной воды (менее 1000 мм) также ведет к увеличению износа внутренней поверхности коллектора.
Кроме того, из-за трудности доступа к местам контактной сварки труб змеевиков к коллекторам, в известном подогревателе концы трубок спиралей изгибались (см. фиг.6 [1], фиг.2.3 [2]), что усложняло технологию изготовления змеевиков.
Задача настоящей полезной модели заключается в увеличении срока службы и уменьшения межремонтных интервалов подогревателя, а также в упрощении технологии изготовления змеевиков.
Для решения поставленной задачи подогреватель высокого давления для турбоустановок содержит корпус и трубную систему, состоящую из спиральных змеевиков и коллекторных труб, при этом у входа конденсата пара имеются отбойные листы для защиты спиралей от износа, отбойная поверхность которых в сечении максимально приближена к форме защищаемой поверхности, при этом спиральные змеевики выполнены из трубы ⌀25×5, коллекторная труба имеет радиус гиба не менее 1000 мм.
Конец трубки спирали змеевика, соединяемый с коллектором посредством сварки, выполнен прямым.
Сущность заявленного решения заключается в следующем. То, что для защиты спиралей от износа на входе конденсата пара из ПВД высшей ступени смонтированы «обтекающие» спираль листы, отбойная поверхность которых в сечении максимально приближена к форме защищаемой поверхности, не зажимает движение потока, не увеличивает его скорость между корпусом и отбойным листом, чем соответственно снижает износ внутренней поверхности обечайки корпуса и наружной поверхности спиралей на входе конденсата пара из ПВД.
Увеличение диаметра трубы, из которой изготовлена спираль, увеличивает поверхность теплообмена и запас на коррозионные процессы. Увеличение радиуса гиба выходного коллектора питательной воды до 1000 мм уменьшает износ внутренней поверхности коллектора. Дополнительным преимуществом заявляемого подогревателя является отсутствие гиба конца трубки спирали.
Новый технический результат, достигаемый заявленной полезной моделью, заключается в повышении износоустойчивости деталей трубной системы подогревателя.
Полезная модель иллюстрируется рисунком, где на фиг.1 изображен общий вид подогревателя, на фиг.2 - схема движения питательной воды, на фиг.3 - расположение и форма сечения отбойного листа, на фиг.4 - сварное соединение конца трубки спирали с коллектором.
Подогреватель содержит корпус 1, размещенную в нем трубную систему, состоящую из спиральных змеевиков 2, коллекторных труб 3, центральной отводящей трубы 4 и горизонтальных перегородок 5, диафрагм 6. Спиральные змеевики 2, составляющие поверхность теплообмена подогревателя, представляют собой плоские горизонтальные одиночные двухрядные стальные трубы ⌀25×5 мм, изогнутые в виде спирали. Расположенные один над другим, они образуют шесть трубных колонн. Между колоннами спиралей размещены вертикальные коллекторы, рабочая длина которых соответствует высоте колонн спиралей (не показаны). У входа конденсата имеются отбойные листы 7 для защиты спиралей от износа. Змеевики каждой колонны своими концами 8 приварены к двум, примыкающим к ним коллекторам 9, один из которых подводит к ним воду, а другой отводит. При этом концы спиралей по касательной отходят от гнутой части и радиально вварены в коллектор.
Питательная вода с помощью диафрагм 6 и перегородок 5 равномерно распространяется по всей поверхности нагрева колонн. Все потоки питательной воды собираются через верхнюю крестовину в центральную отводящую трубу 4, по которой нагретая вода через днище корпуса выводится из ПВД.
В верхней зоне часть спиралей заключена в герметичный кожух, в межтрубном пространстве которого организуется многоходовое движение перегретого пара в плоскости змеевиков. Греющий пар подводится в корпус подогревателя через паровой штуцер в зону охлаждения пара, где температура стенки выше температуры насыщения пара при давлении в данной зоне. Далее перегретый пар поступает в зону конденсации греющего пара с температурой стенки ниже температуры насыщения пара. Неконденсирующиеся газы отводятся по специальной трубе, установленной в зоне конденсации греющего пара над верхним днищем кожуха охлаждения конденсата. Конденсат пара с помощью перегородок в этой зоне отводится за пределы трубного пучка и вдоль стенок корпуса стекает в нижнюю часть, то есть зону охлаждения конденсата греющего пара, где в плоскости змеевиков идет движение конденсата и выходит через отверстие.
По сравнению с известным, заявляемый подогреватель имеет увеличенный срок службы, меньшие межремонтные интервалы, упрощенную технологию изготовления змеевиков. Кроме того, новый подогреватель позволяет увеличить температуру питательной воды на величину от 2 до 11С° по сравнению с известным, что свидетельствует об эффективности его работы.