ВОДЯНАЯ КАМЕРА ГОРИЗОНТАЛЬНОГО СЕТЕВОГО ПОДОГРЕВАТЕЛЯ
WATER CHAMBER OF A HORIZONTAL LINE HEATER

Изобретение 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 (рис. 7.9 в цитируемой книге).
Камеру с анкерными связями принимаем за прототип. В этом случае требуется изготовление специальных анкерных связей, установка которых трудоемка.
Целью данного изобретения является упрощение конструкции камеры сетевого подогревателя, которая достигается тем, что для уменьшения нагрузок на днище и трубную доску вместо анкерных связей предлагается использовать имеющиеся продольные перегородки между камерами ходов. В прежних конструкциях продольные перегородки приваривались с одной из сторон к днищу или трубной доске, а с другой стороны имели подвижное уплотнение. Перегородки имеют достаточную толщину (20 мм) и в четырехходовом подогревателе расположены таким образом, что могут заменить анкерные связи. Для этого предлагается выполнить жесткое соединение перегородки с днищем и трубной доской. Для удобства съема днища одно из соединений должно быть разъемным. Имеющиеся люки позволяют выполнить разъемное резьбовое соединение перегородки с днищем или трубной доской. Возможно разделение перегородки на две части, одна из которых приваривается к трубной доске, вторая часть приваривается к днищу, а между собой они соединяются разъемным резьбовым соединением.
На фиг. 1 показана конструкция предлагаемой входной камеры четырехходового сетевого подогревателя с плоским днищем. Она образована цилиндрической обечайкой 4, приваренной к трубной доске 3, и плоским днищем 2, присоединенным к обечайке фланцевым соединением со шпильками 5.
На фиг. 2 показан вид А со стороны смотровых люков 6. Входная камера обычно имеет смещение относительно центра корпуса для улучшения подвода пара. Расположение перегородок 1 и разъемных резьбовых соединений 7, показанных штриховыми линиями, так как находятся внутри, обеспечивает равномерное распределение нагрузки от давление на днище и трубную доску. Из фиг. 2 следует, что средний размер каждой не ужесточенной части днища 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 и уменьшения его толщины могут применятся дополнительные ребра жесткости. Предлагаемая конструкция целесообразна и для эллиптического днища, так как она уменьшает его толщину и разгружает фланцевое соединение.
Наличие смотровых люков, достаточных для доступа монтажника внутрь камеры, позволяет предложить следующие три варианта конструкции разъемного резьбового соединения перегородок.
На фиг. 3 показан первый вариант, когда перегородка приваривается к трубной доске (шов α) и присоединяется разъемным резьбовым соединением к днищу. Для этого к днищу привариваются две бобышки 8 с внутренней резьбой, а к перегородке 1 - две бобышки 9 с отверстиями для винтов. После установки днища на место монтажник заворачивает винты 10, при этом создавая натяг в соединении, прикладывая определенный крутящий момент. Для снятия днища все соединения развинчиваются.
На фиг. 4 показан второй вариант, когда перегородка приваривается к днищу (шов β) и присоединяется разъемным резьбовым соединением к трубной доске. Для этого к трубной доске привариваются две бобышки 8 с внутренней резьбой, а к перегородке 1 две бобышки 9 с отверстиями для винтов. После установки днища на место монтажник заворачивает винты 10, при этом создавая натяг в соединении, прикладывая определенный крутящий момент. Для снятия днища все соединения развинчиваются.
На фиг. 5 показан третий вариант, когда перегородка состоит из двух частей, одна из которых 11 приваривается к днищу (шов γ), а другая 12 приваривается к трубной доске (шов δ) и соединяются между собой разъемным резьбовым соединением. Для этого к нижней перегородке 12 привариваются две бобышки 8 с внутренней резьбой, а к перегородке 11 две бобышки 9 с отверстиями для винтов. После установки днища на место монтажник заворачивает винты 10, при этом создавая натяг в соединении, прикладывая определенный крутящий момент. Для снятия днища все соединения развинчиваются.
Во всех случаях возможно применение шпилечного соединения или болтового соединения с гайкой. Но предпочтительнее винтовое соединение, так как в этом случае резьба меньше всего подвержена контакту с водой. В случае невозможности отвинчивания соединение разрушается срезом бобышек. При следующем монтаже привариваются новые бобышки.
В поворотной камере имеется меньшее количество перегородок, в местах отсутствия которых могут быть установлены отдельные перегородки небольшой ширины для более равномерного распределения нагрузки на днище.
Целесообразно использование 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 приварными перегородками 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.
Так как перегородки передают продольные усилия, изобретение имеет следующий технический результат:
- 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 шпилек 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.