CS233929B1

CS233929B1 - Vertical heat exchanger

Info

Publication number: CS233929B1
Application number: CS628083A
Authority: CS
Inventors: Vladimir Kugler; Josef Martoch; Vladimir Krizek; Frantisek Strmiska
Original assignee: Vladimir Kugler; Josef Martoch; Vladimir Krizek; Frantisek Strmiska
Priority date: 1983-08-31
Filing date: 1983-08-31
Publication date: 1985-03-14

Abstract

U provedení svislého výměníku podle vynálezu je do prostoru mezi horni vlásenkový trubkový svazek a dolní vlásenkový trubkový svazek v místě přívodního nátrubku topné páry vložena vestavba, která sestává z vestavbového pláště, ze sběrače kondenzátu se zaústěnými spádovými trubkami horního vlásenkového svazku, dále z alespoň ve dvou vodorovných rovinách rozmístěných upevňujících elementů, přičemž tato vestavba tvoři jeden nerozebiratelný celek, uchycený upevňujícími elementy k vnitřnímu povrchu pláště výměníku. Vynález je možno využít jak v klasické, tak v nukleární energetice.In the embodiment of the vertical exchanger according to the invention, an installation is inserted into the space between the upper hairpin tube bundle and the lower hairpin tube bundle at the location of the heating steam inlet nozzle, which consists of an installation shell, a condensate collector with the downcomers of the upper hairpin tube bundle opened, and fastening elements arranged in at least two horizontal planes, whereby this installation forms one non-separable unit, attached by fastening elements to the inner surface of the exchanger shell. The invention can be used in both classical and nuclear power engineering.

Description

Vynález se týká svislého výměníku tepla se dvěma, proti sobě svisle umístěnými vlásenk^oými trubkovými svazky a kondenzací topná páry v mezitrubkovém prostoru trubkových svazků*BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a vertical heat exchanger with two vertically disposed hairpins and condensation of heating steam in the inter-tube space of the tube bundles.

Výměníky tepla s kondenzací topné páry v mezitrubkovém prostoru se navrhují a vyrábějí bul horizontální anebo vertikální· Klasickým horizontálním výměníkem tohoto typu je kondenzátor parní turbiny nebo ležatý nízkotlaký ohřívák kondenzátorové konstrukcetypický®představítelem vertikálního výměníku tohoto typu je vlásenkový ohřívák kondenzátu, který bývá jak v provedení s vodní komorou nahoře, tak s vodní komárou dole« Kondenzát proudí uvnitř vlásenek svazku a topná pára vyplňuje mezitrubkový prostor· Kondenzát, tvořící se na vnějším povrchu vlásenkových trubek, stéká po svislých úsecích svazku a v pravidelných roztečích je sbírán meeistěnami, které ho svádí do spádových trubek· ty ho déle vyvádí ze svazku a vedou do sběrače kondenzátu· Rozteč mezistěn je volena tak, aby na trubkách nevznikala příliš tlustá vrstva kondenzátu, které pak áoršuje přestupní součinitel, což má vliv na výkon výměníku· Přívod páry do mezitrubkového prostoru bývá řešen jako boční na vhodné výškové úrovni nebo jako osový bul směrem dolů, je-li vodní komora dole nebo směrem nahoru, je-li vodní komora nahoře· Proti vstupnímu nátrubku bývá umístěn ochranný plech trubkového svazku· V mnoha případech, daných schématem zapojení, je nutno do ohříváku kondenzátu přivést ještě kondenzát z vyššího ohřívacího stupně, tzv· kaskádu· Tento kondenzát sejběžně zavádí do parního prostoru ve spodní části výměníku, mezi vlásenkový trubkový svazek a sběrač kondenzátu· Přiváděný kondenzát je zaváděn do komory s šikmo dolů vrtanými otvory, jimiž tryská ven a mísí ve sběrači kondenzátu se vzniklým kondenzátem· Takovéto uspořádání vychází z požadavku, aby se tento kondenzát nedostal do trubky vlásenkového svazku·Heat exchangers with condensation of steam in the inter-pipe space are designed and produced either horizontal or vertical · The classic horizontal heat exchanger of this type is a steam turbine condenser or horizontal low pressure heater of the condenser design. Typical type of vertical exchanger is hairpin condensate heater. «Condensate flows inside the hairpins of the bundle and the heating steam fills the inter-pipe space · The condensate, which forms on the outer surface of the hairpins, flows down the vertical sections of the bundle and is collected at regular intervals by meeistenae leading it into the gravity · The spacing of the partition walls is chosen so that the condensate layer does not become too thick on the tubes, which then worsens the transfer coefficient, which has iv for heat exchanger output · The steam supply to the inter-tube space is designed as lateral at a suitable height level or as an axial bull downwards if the water chamber is down or upwards if the water chamber is upwards. · In many cases, according to the wiring diagram, the condensate heater needs to be fed with a condensate from a higher heating stage, called the cascade. introduced into the chamber with obliquely downwardly drilled holes through which it jets out and mixes in the condensate collector with the resulting condensate · Such an arrangement is based on the requirement that this condensate does not enter the hairpin tube ·

Svislý výměník tepla se dvěma samostatnými vlásenkovými svislými svazky je znám pouze z návrhu· V tomto návrhu jsou v podstatě sloučena obě známá řešení vlásenkových výměníků a to vlásenkový vý· měník s vodní komorou nahořš a vlásenkový výměník e vodní komorou dole· Oba výměníky mají jeden společný vnější pláši a mezitrubkovýThe vertical heat exchanger with two separate hairpin vertical bundles is known only from the design · This design essentially combines both known hairpin heat exchanger solutions, the hairpin heat exchanger with the water chamber up and the hairpin heat exchanger with the water chamber down · Both exchangers share one common outer casing and inter-tube

233 929 prostor s bočním vstupem topné póry, cloněným ochranným plechem·233 929 space with side entry of heating pores, shielded protective plate ·

Sběr kondenzátu je proveden u obou trubkových svazků již dříve popsaným způsobem, avšak u horního svazku je tento kondenzát zaveden do jedná centrální spádové trubky, kdežto u dolního svazku je zaváděn do mezitrubkového prostoru vytvořeného zevnitř eentrální spádovou trubkou horního svazku a z venku soustřednou vnější spádovou trubkou dolního svazku· Obě soustředné trubky prochází tmbkovnici dolního svazku, dolní vodní komorou ven z výměníku· U svislého výměníku se dvěma samostatnými svislými trubkovými svazky nad sebou je žádoucí dokonalé oddělení obou trubkových svazků také ze strany vznikajícího kondenzátu z topné páry, při současném jejím přívodu k oběma těmto svazkům· ^avrhbvané řešení svislého výměníku tepla se dvěma samostatnými svislými trubkovými svazky řeší dvouúčelové užití výměníku, ovšem neřeší přívod kondenzátu z vyššího ohřívacího stupně*The condensate collection is carried out for both tube bundles as previously described, but for the upper bundle, this condensate is fed into one central downcomer, while for the lower bundle it is fed into the inter-tubular space formed from the inside by the central downpipe of the upper bundle. · Both concentric tubes pass through the bottom bundle tube, through the lower water chamber out of the exchanger · For a vertical exchanger with two separate vertical tube bundles one above the other, perfect separation of both tube bundles is also desirable from heating steam condensate. these bundles · the projected vertical heat exchanger solution with two separate vertical tube bundles solves the dual purpose use of the exchanger but does not solve the condensate supply from a higher heating stage *

Uvedený nedostatek odstraňuje a požadavky kladené na oddělení obou trubkových svazků ze strany vznikajícího kondenzátu a na usměrnění a rozdělení vstupující topné póry do obou trubkových svazků splňuje svislý xýměník tepla podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že do prostoru mezi horní a dolní vláeenkový trubkový svazek v místě přívodního nátrubku topné páry je vložena vestavba, sestávající z vestavbového pláště, ze sběrače kondenzátu se zaústěnými spádovými trubkami horního vlósenkového trubkového svazku a z alespoň jedním nátrubkem odvodňovacího potrubí a z alespoň ve dvou vodorovných rovinách rozmístěných upevňujících elementů, přičemž vestavba tvoři jeden nerozebiratelný celek, uchycený upevňujícími elementy k vnitřnímu povrchu pláště výměníku a je s výhodou vybavena sběracím talířem zkapávající-ho kondenzátu, ko^lktorem přiváděného kondenzátu, kuželovým rozšířením a límcem·This drawback eliminates the requirements for the separation of the two tube bundles from the condensate formed and for the rectification and distribution of the incoming heating pores into the two tube bundles, which is met by the vertical heat exchanger according to the invention. in the place of the heating steam supply pipe, an installation consisting of a built-in jacket, a condensate collector with downpipes of the upper waveguide tube bundle and at least one drain pipe connection and at least two horizontal planes of spaced apart fastening elements are inserted, fastening elements to the inner surface of the shell of the exchanger and is preferably provided with a condensate collecting tray, a condensate supply collector, a conical extension. Renie and collar ·

Výhoda svislého výměníku podle vynálezu spočívá v tom, že výměník umožňuje přívod kondenzátu z vyššího ohřívacího síjpně· Tento přiváděný kondenzát se ve sběrači kondenzátu mísí s kondenzátem tvořícím se na trubkách horního vlásenkového svazku a je odváděn nátrubkem ve dně sběrače kondenzátu do odvodňovacího potrubí· Toto odvodňovací potrubí je s výhodou vedeno vně dolního vlóeenkového trubkového svazku, čímž se jednak usnadní montáž výměníku a jednak toto potrubí nebrání v zabíháni páry do spodního svazku· Další výhodou je to, že vestavba, sestávající z vestavbového pláště a sběrače kondenzátu, resp<> doplněna sběracím talířem zkapáva-jícího kondenzátu, odděluje horní trubkový svazek od^ního, čímž nemůže docházet keThe advantage of the vertical heat exchanger according to the invention is that the heat exchanger allows the condensate to be fed from a higher heating element. This condensate in the condensate collector mixes with the condensate formed on the tubes of the upper hairpin bundle and is discharged through a pipe in the bottom of the condensate collector. the pipeline is preferably routed outside the lower waveguide tube bundle, thereby facilitating both the installation of the exchanger and the pipeline does not prevent the ingress of steam into the lower bundle. a plate of dripping condensate separates the top tube bundle from the condensate, thus preventing

233 929 stékání kondenzátu na dolní trubkový svazek· Jinou a další výhodou je, že vestavba spolu s obalovým pláštěm tvoří vstupní pami komoru, odkud je topná pára stejnoměrně rozváděna k hornímu a dolnímu trubkovému svazku» Vestavbový plášť spolu s kuželovým rozšířením a límcem nm jedné straně a sběračem kondenzátu, resp· sběračem kondenzátu a sběracím talířem na druhé st^raně chrání trubkové svazky před následky bočního vstupu topné péry.Další a v neposlední řadě významnou výhodou je usnadnění montáže výměníku, kdy do pláště se vevaří vestavba jako celek, včetně odvodnovacího potrubí a potom se z obou stran vsunou do pláště trubkové svazky· Výhodou rovněž jm|± to, že toéo řešení dává předpoklady pro oddělení kondenzátů vzniklých na jednotlivých trubkových svazcích· Tento požadavek může vyvstat v souvislosti s netěsnostmi na svazku, jimž protéká méně kvalitní voda» A konečně výhodou u svislého výměníku s vestavbou, umístěnou mezi horní a dolní trubkový svazek je i to, že ve sběrači kondenzátu lze udržovat za provozu hladinu kondenzátu a odvodňováním potrubím ho vyvést ven z výměníku· Tímto způsobem je provedeno oddělení kondenzátů vznďLých na horním a dolním trubkovém svazku, udržování samostatných hladin a samostatné jejich vyvedení ven z výměníku*»233 929 condensate flow to the lower tube bundle · Another and further advantage is that the installation together with the envelope forms an inlet chamber, from which the heating steam is distributed evenly to the upper and lower tube bundles »Built-in jacket with conical extension and collar at one side and the condensate collector or collector and collecting plate on the other side protects the tube bundles from the consequences of the lateral entry of the heating spring. Another and last but not least significant advantage is the ease of assembly of the exchanger. and then insert tube bundles into both sides of the jacket · The advantage is that the solution provides the prerequisites for the separation of condensates formed on individual tube bundles · This requirement may arise due to leaks on the bundle through which poor quality water flows » Finally, the advantage of a vertical exchanger with a built-in between the upper and lower tube bundle is that the condensate collector can maintain the level of condensate during operation and drain it out of the exchanger via pipeline. tube bundle, maintaining separate levels and leading them separately from the exchanger * »

Příklad provedení svislého výměníku tepla podle vynálezu je znázorněn na přiložených výkresech , kde obr· 1 představuje podélný řez výměníkem a obr* 2 i obr· 3 pak výřez střední části výměníku·An exemplary embodiment of a vertical heat exchanger according to the invention is shown in the accompanying drawings, in which FIG. 1 represents a longitudinal section through the exchanger and FIG. 2 and FIG.

Ha podélném řezu výměníku (obr.l) je vidět, že do prostoru mezi vlásenkový trubkový svazek X a dolní vlásenkový trubkový svazek 2 je vložena v místě přívodního nátrubku 2 vstupující topné páry 4 vestavba 2, sestávající z vestavbového pláště £, ^z® sběrače kondenzátu 2 se zaústěnými spádovými trubkami g horního vlásenkového trubkového svazku X a s jedním nátrubkem 2 odvodnovacího potrubí 10 a z upevňujících elementů 11 rozmístěných ve dvou vodorovných rovinách· Vestavba je dále opatřena kuželovým rozšířením 15 a límcem 16» Kon* denzát, tvořící se na trubkách horního trubkového svazku χ je sbírán mezistěnami 17 a zaváděn do spádových trubek 80 Ve sběrači kondenzátu 2 se mísí vystupující kondenzát 18 ze spádových trubek g se zkapávajícím kondenzátem 19 ze zaoblené části horního vlásenkového trubkového svazku χ. Ze sběrače kondenzátu 2 j® P®fc kondenzát vyveden nátrubkem 2 do odvodnovacího potrubí 10· Plášť vestavby g spolu s vnějším pláštěm 12 tvoří ve výměníku pami komoru 20· do níž vstupuje topná pára 4 nátrubkem 2· Z parní komory _2Q je pára rozváděna do horního trubkového svazku χ a dolního trubkového svazku 2 a usměr4Ha exchanger longitudinal section (FIG) is seen that the space between the hairpin tube bundle and the lower X hairpin bundle 2 is inserted in the place of 2 inlet tube entering the heating steam 4 built-in 2 consisting of vestavbového £ shell ^of the condensate collector ® 2 with the downpipe tubes g of the upper hairpin tube X and with one sleeve 2 of the drainage pipe 10 and of the fastening elements 11 distributed in two horizontal planes. In the condensate collector 2, the outgoing condensate 18 from the downpipes g is mixed with the dropping condensate 19 from the rounded portion of the upper hairpin tube bundle χ. From the condensate collector 2, P®fc condensate is led through a pipe 2 into the drain pipe 10 · The housing g together with the outer shell 12 forms a chamber 20 in the exchanger 20, into which the heating steam 4 enters through a pipe 2. the upper tube bundle χ and the lower tube bundle 2 and the direction 4

233 929 ňují do něj vstup topné páry· Celá vestavba tvoří nerozebiratelný celek přichycený ue^wňujícími elementy 11 k vnitřnímu povrchu pláště 12 výměníku·The entire installation is made of a non-detachable unit attached by means of fastening elements 11 to the inner surface of the shell 12 of the exchanger.

Obr· 2 představuje výřez střední části výměníku o vestavbou S. vybavenou sběracím talířem 13 zkapávajícího kondenzátu 19 z horního trubkového svazku X a kolektoru 14 přiváděného kondenzátu 21 z výměníku vyššího stupně, umístěným v prostoru sběracího talíře 13·Fig. 2 shows a cut-out of the central part of the heat exchanger with a built-in S equipped with a collecting plate 13 of a dripping condensate 19 from the upper tube bundle X and a collector 14 of the supplied condensate 21 from a higher stage.

Sběrací talíř 13 zasahuje nad sběrače kondenzátu 2 a tvoří jeho víko, bránící rozstřikování kondenzátu· Ve sběrači kondenzátu 2 je udržována hladina 23 a odvodňovaeí potrubí 10 prochází pláštěm 12 ven z výměníku· Sběrač kondenzátu 2 a plášl £ vbjbtavby může mít v tomto případě menší průměr, což je výhodné pro vytvoření většího ob* jemu parní komory £0· řía obr· 3 je zobrazen opět výřez etřečhí části výměníku s vestavbou 2» taktéž vybavenou sběracím talířem 13 a kolektorem 14 přiváděného kondenzátu 21 z výměníku vyššího stupně, umístěným pod středním talířem 21· Kondenzát vystupuje z kolektoru otvory 22 přímo do prostoru sběrače 2» míchá ae s kondenzátem 18 vystupujícím ze spádových trubek £ a dále z něho vystupuje nátrubkem £ navazujícím na odvodňovaeí potrubí 10·The collecting plate 13 extends above the condensate collector 2 and forms a lid thereof to prevent condensate from splashing. In the condensate collector 2 the level 23 is maintained and the drainage pipe 10 passes through the jacket 12 out of the exchanger · The condensate collector 2 and the jacket can be smaller which is advantageous for producing a larger volume of the steam chamber 40 and FIG. 3 again shows a cut-out of the upper part of the exchanger with a built-in 2 also equipped with a collecting plate 13 and a collector 14 of the condensate The condensate exits from the collector through the openings 22 directly into the collector 2 and mixes with the condensate 18 exiting the downcomers and further exits therefrom through a sleeve 8 following the drain line 10.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A light heat exchanger with two oppositely positioned hairpin tube bundles, with side heating steam inlet and condensation in the inter-tube space _f, characterized in that in the space between the upper ML tube (1) and the lower VL tube bundle (2) ) in the place of the inlet pipe (3) of the heating steam (4) is inserted an assembly (5), consisting of a built-in jacket (6), of a condensate collector (7) with a mouthed spout! by means of tubes (8) of the upper hairpin bundle (1) and with at least one sleeve (9) of the drainage pipe (10) and from at least two horizontal planes of spaced fastening elements (11); ) to the inner surface of the coil shell (12) ·

Vertical heat exchanger according to claim 1, characterized in that the installation (5) is equipped with a collecting plate (13) of a dripping condensate 2 of the upper hairpin tube bundle (I) »

Vertical heat exchanger according to claim 1, characterized in that the installation (5) is provided with a collector (14) of the supplied condensate (21) from a higher level exchanger.

4 »Vertical heat exchanger according to claim 1, characterized in that the housing (6) has a conical extension (15) and a collar (16).