CS259611B1

CS259611B1 - Built-in subcooler for steam heating

Info

Publication number: CS259611B1
Application number: CS8610106A
Authority: CS
Inventors: Vladimir Krizek
Original assignee: Vladimir Krizek
Priority date: 1986-12-29
Filing date: 1986-12-29
Publication date: 1988-10-14
Also published as: CS1010686A1

Abstract

Řešení se týká vestavby podchlazovače topné páry výměníku tepla se svislým tělesem, který se vyznačuje dobrou účinností, přičemž zajišťuje dlouhodobou životnost teplosměnných trubek, při své vlastní jednoduché konstrukci. Vestavba je koncipována tak, že výhodně umožňuje podélné protiproude proudění ohřívané vody v trubkách a topného kondenzátu v mezikruhovém průřezu tenkostěnných koncentrických trubek, a je možno ji použít jak v klasické, tak v jaderné energetice.The solution concerns the installation of a subcooler of the heating steam of a heat exchanger with a vertical body, which is characterized by good efficiency, while ensuring a long-term service life of the heat exchange tubes, with its own simple construction. The installation is designed in such a way that it advantageously allows longitudinal countercurrent flow of heated water in the tubes and heating condensate in the intermediate annular cross-section of thin-walled concentric tubes, and it can be used in both classical and nuclear power engineering.

Description

Vynález se týká vestavby podchlazovače topné páry výměníku tepla se svislým tělesem, který se vyznačuje dobrou účinností, přičemž zajišťuje dlouhodobou životnost teplosměnných trubek při své jednoduché konstrukci.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to the installation of a subcooler of a heat exchanger of a heat exchanger having a vertical body, which is characterized by good efficiency, while providing a long service life of the heat exchanger tubes with a simple design.

Při stavbě ohříváků pro regeneraci hlavního turbinového kondenzátu, pro účely ohřevu teplofikační vody odběrovou parou a podobně se z důvodu zvýšení tepelné účinnosti i pro dispoziční zjednodušení používají podchlazovače kondenzátu topné páry vestavěné do tělesa ohříváku. U svislých ohříváků vody se tyto vestavěné podchlazovače umísťují ve spodní části tělesa ohříváku nade dnem trubkovnice, v prostoru vstupního tahu teplosměnných trubek. Přitom se kondenzát topné páry vede napříč teplosměnných trubek pomocí různých vestaveb tvořených horizontálními plechy — přepážkami, kterými procházejí teplosměnné trubky. Takto řešené vestavby podchlazovače jsou zdrojem poruch a v provozu se neosvědčují. Hlavním důvodem je to, že teplosměnné trubky procházejí přepážkami s určitou vůlí, kterou proniká velkou rychlostí parovodní směs a způsobuje erozi trubek. Tomuto nepříznivému účinku napomáhá i geodetická výška podchlazovače, kde v důsledku výškového rozdílu nastává uvolňování parních bublin.In the construction of heaters for the regeneration of the main turbine condensate, for the purpose of heating the heating water with the extraction steam and the like, the condensate subcoolers built into the heater body are used to increase the thermal efficiency and simplify the layout. In vertical water heaters, these built-in subcoolers are located in the lower part of the heater body above the bottom of the tube sheet, in the area of the inlet draft of the heat exchange tubes. In this case, the condensate of the heating steam is passed through the heat exchange pipes by means of various installations consisting of horizontal sheets - partitions through which the heat exchange pipes pass. Such solved subcooler installations are a source of malfunctions and do not prove in operation. The main reason for this is that the heat transfer tubes pass through the bulkheads with a certain clearance, which is penetrated by the steam mix at high speed and causes the tubes to erode. This unfavorable effect is also aided by the geodetic height of the subcooler, where the vapor bubbles are released due to the height difference.

Uvedené nevýhody odstraňuje vestavba podchlazovače kondenzátu topné páry podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že sestává z tenkostěnných trubek koncentricky umístěných kolem vstupní části teplosměnných trubek prvého tahu, přičemž s výhodou jsou tyto tenkostěnné koncentrické trubky upevněny do horizontálních den a tato dna v prostoru mezi prvým a druhým tahem trubek v tělese výměníku navazují na svislou stěnu, která navazuje na těleso a na trubkovnici.The above-mentioned disadvantages are overcome by the installation of a condensate subcooler of heating steam according to the invention, which consists of thin-walled tubes concentrically arranged around the inlet part of the heat transfer tubes of the first draft, preferably these thin-walled concentric tubes fixed in horizontal days and bottoms between by the first and second pulling of the tubes in the exchanger body they are connected to a vertical wall, which is connected to the body and the tube sheet.

U takto řešené vestavby je zajištěna dobrá teplotechnícká funkce protiproudem v mezikruží vhodně dimenzovaném při jednoduché konstrukci vestavby. Nejvýznamnější účinek tohoto řešení je, že nedochází k eroznímu poškozování trubek a je proto prodloužena životnost celého výměníku. Podchlazovač s ohledem na jednoznačné proudění lze přitom správně ekonomicky dimenzovat.In such a built-in installation a good temperature-thermal function is ensured by a countercurrent in the annulus suitably dimensioned in a simple construction of the built-in. The most significant effect of this solution is that there is no erosion damage to the tubes and therefore the service life of the entire exchanger is extended. The subcooler can be economically sized with regard to the clear flow.

Příklad provedení vestavby podchlazovače kondenzátu topné páry výměníku tepla se svislým tělesem je na obr. 1. Obr. 2 představuje zmenšený vodorovný řez výměníkem v rovině A — A.An example of the installation of the condensate subcooler of the heat exchanger of the heat exchanger with a vertical body is shown in Fig. 1. 2 shows a reduced horizontal section through the exchanger in the plane A - A.

Ve svislém tělese 1 běžně užívaného vlásenkového ohříváku vody je umístěn svazek teplosměnných trubek tvaru obráceného U. Do prvého tahu 2 trubek vstupuje voda, z druhého tahu 3 trubek vystupuje ohřátá yoda. Svazek trubek je zakotven ve spodní horizontální trubkovnici 4, na kterou navazuje vodní komora 5 s dělicí mezistěnou 6. Do vodní komory 5 je vstup vody otvorem 7, výstup ohřáté vody otvorem 8. Voda v teplosměnných trubkách se ohřívá kondenzující parou, která vstupuje do tělesa 1 výměníku otvorem 9, Narážecí štít 10 rozděluje topnou páru a chrání trubky proti případné erozi. Teplosměnné trubky procházejí dělicími mezistěnami 11, které mohou sloužit i k odvodu kondenzátu stékajícího z trubek. Šipky 12 znázorňují tok topné páry. Hladina 13 kondenzátu je nad horním horizontálním dnem 14 vestavby podchlazovače. Kolem vstupní nejchladnější části trubkového svazku prvého tahu 2 jsou koncentricky umístěny tenkostěnné trubky 15 vhodného rozměru z hlediska přenosu tepla a hydraulického odporu.In a vertical body 1 of a commonly used hairpin water heater, a bundle of inverted U-shaped heat exchange tubes is placed. Water enters the first tube 2, and heated yoda emerges from the second tube 3. The tube bundle is anchored in the lower horizontal tube sheet 4, which is connected to the water chamber 5 with the partition wall 6. The water chamber 5 is the water inlet 7, the heated water outlet 8. The water in the heat exchange tubes is heated by condensing steam entering the body 1 of the exchanger through the opening 9, the impact shield 10 divides the heating steam and protects the pipes against possible erosion. The heat transfer tubes pass through the partition walls 11, which can also serve to drain condensate from the tubes. Arrows 12 show the flow of heating steam. The condensate level 13 is above the upper horizontal bottom 14 of the subcooler installation. Thin-walled tubes 15 of suitable size in terms of heat transfer and hydraulic resistance are concentrically positioned around the inlet coldest part of the tube bundle of the first draft 2.

Mezikruhovým průřezem tvořeným vnějším povrchem teplostěnných trubek prvého tahu 2 a vnitřním povrchem tenkostěnných koncentrických trubek 15 proudí shora dolů topný kondenzát — tedy výhodně v protiproudu vůči ohřívané vodě — a ochlazuje se. Horizontální dna 14 vestavby v prostoru mezi prvým a druhým tahem 2, 3 teplosměnných trubek, přibližně ve středu tělesa 1 výměníku těsně navazují na svislou stěnu 18, která navazuje na těleso 1 a na trubkovnici 4, takže podchlazený kondenzát je veden v části prostoru nad trubkovnicí 4, kde je zakotven prvý tah 2 trubek. Odtud se podchlazený kondenzát odvádí z tělesa 1 výměníku otvorem 17. Vstup i výstup topného kondenzátu do koncentrických trubek 15 lze pro snížení hydraulických odporů provést pozvolný.The heating condensate flows downwardly from the outer surface of the heat transfer tubes of the first draft 2 and the inner surface of the thin-walled concentric tubes 15 - preferably countercurrently to the heated water - and cools. The horizontal installation bottoms 14 in the space between the first and second heat exchanger tubes 2, 3, approximately in the center of the heat exchanger body 1, are closely connected to the vertical wall 18 which adjoins the body 1 and the tubesheet 4 so that subcooled condensate is guided in the space above 4, where the first draft 2 of the tubes is anchored. From there, the subcooled condensate is discharged from the exchanger body 1 through the opening 17. The inlet and outlet of the heating condensate into the concentric tubes 15 can be made gradually to reduce the hydraulic resistance.

Je patrno, že vhodnou volbou rozměrů tenkostěnných koncentrických trubek se nastaví rychlost a tedy součinitel přestupu tepla ochlazovaného topného kondenzátu. Tímto uspořádáním, oproti současně používanému příčnému uspořádání, lze zajistit dokonalou těsnost a odstraňuje se možnost erozního napadání teplosměnných trubek, které žádnými štěrbinami stěn neprocházejí. Odpadají zde rovněž účinky geodetického rozdílu v různých výškách topného kondenzátu. Prvý tah 2 teplosměnných trubek přebírá hlavní část tepla a tedy i kondenzátu oproti druhému tahu 3. Toho lze rovněž využít při zavádění kondenzátu do vestavby podchlazovače, např. úpravou svislé stěny 16. Na obr. 1 je nejjednodušší řešení této svislé stěny 16. V části prostoru pod hladinou kondenzátu 13, který obklopuje výstupní teplosměnné trubky druhého tahu 3, se topný kondenzát pohybuje samocirkulací a postupně vstupuje do prostoru nad hórní horizontální dno 14 vestavby podchlazovače, kde se promíchává a strhuje do podchlazovače.It can be seen that by appropriately selecting the dimensions of the thin-walled concentric tubes, the speed and thus the heat transfer coefficient of the cooled heating condensate are set. This arrangement, in contrast to the transverse arrangement currently in use, ensures perfect tightness and eliminates the possibility of erosion attack of heat exchange tubes which do not pass through any wall slots. There is also no effect of the geodetic difference in the different heights of the heating condensate. The first pass 2 of the heat transfer tubes takes over the main part of the heat and thus of the condensate compared to the second pass 3. This can also be used when introducing condensate into the subcooler installation, for example by adjusting the vertical wall 16. In FIG. In the space below the surface of the condensate 13 that surrounds the outlet heat exchange tubes of the second draft 3, the heating condensate moves by self-circulation and gradually enters the space above the top horizontal bottom 14 of the subcooler installation where it is stirred and entrained into the subcooler.

Claims

Installation of a condensate subcooler in a heat exchanger with a vertical body, characterized in that it consists of thin-walled tubes (15) concentrically arranged around the inlet part of the heat transfer tubes of the first draft (2).

2. The installation of the condensate subcooler of heating steam according to claim 1, characterized in that:

BACKGROUND OF THE INVENTION Thin-walled tubes (15) concentrically positioned around the inlet portion of the heat exchange tubes are fixed to horizontal bottoms (14), the bottoms (14) adjacent to the exchanger body (1) in the space between the first and second tubes (2, 3). a wall (16) adjoining the body (11) and the tubesheet (4).