CS269242B1

CS269242B1 - Heat Exchanger

Info

Publication number: CS269242B1
Application number: CS881999A
Authority: CS
Inventors: Milen N Ing Csc Matev
Original assignee: Milen N Ing Csc Matev
Priority date: 1988-03-28
Filing date: 1988-03-28
Publication date: 1990-04-11
Also published as: CS199988A1

Abstract

Řešeni ee týká výměníků tepla e trubkovou teplosměnnou plochou umis-' těnou ve válcován plášti výměníku, příšerní nejmáně jedna dvojice trubek je navzájem spojena spojovacím kusem, přičemž spojovací kus Je napojen na stěnu proetřednictvímnátrubku. Mezi spojovací kus a nátrubek Je napojena připojovací trubkaThe solution relates to heat exchangers with a tubular heat exchange surface located in the rolled shell of the exchanger, wherein at least one pair of tubes is connected to each other by a connecting piece, the connecting piece being connected to the wall via a pipe. A connecting pipe is connected between the connecting piece and the pipe.

Description

Vynález se týká výměníku tepla e trubkovou teplosměnnou plochou, umístěnou ve válcovém plášti výměníku. Ode především o výměník s vysokým provozním tlakem u Jedné z pracovních látek.The invention relates to a heat exchanger with a tubular heat exchange surface located in a cylindrical shell of the exchanger. It concerns in particular an exchanger with a high operating pressure of one of the working substances.

□sou známa řešeni, u nichž se z hlediska úspor materiálu a zmenšení rozměrů výměníku používají válcové komory, zvané kolektory nebo sběrače, které slouží jako rozváděči a sběrné čáeti na obou koncích trubkového svazku. Tyto výměníky se uplatňuji například u vysokotlakých ohříváků pro ohřev napájecí vody, přiváděné do tlakových systémů parních generátorů elektráren, pomocí péry odebírané z vysokotlakých odběrů turbin. Vysokotlaké ohříváky jeou opatřeny trubkovým svazkem zečínajlcím a končícím komorami, umístěným i β komorami nebo jejich částmi ve válcovém tělese ohříváku. Trubky, tvořící teplosměnnou plochu, jsou obvykle vinuté v jedné rovině a s několika delšími trubkami tvoří trubkové desky, zvané šoty. Odtud je odvozen název šotový pro tyto typy ohříváků. Ohřívaná voda pro ohříváky proudí pod vysokým tlakem, obvykle nad 14 až 15 MPa uvnitř komor a trubek, zatímco kondenzující péra proudí vně trubek. Trubková teplosměnná plocha je tvořena z hlediska prouděni vody značným množstvím paralelních trubek, z nichž každá je přlvařena k nátrubku rozváděči a sběrné komory. V praxi to znamená, že komory jsou velmi hustě vrtány. Ve směru obvodu komor se konce nátrubků od sebe vzdaluji, avšak ve směru podélné osy komor jsou nátrubky od sebe konetantně vzdáleny s poměrně velmi malou rozteči. Hustota nátrubků obzvláště ve směru podélné osy komory velmi ztěžuje přlvařovánl trubek k nátrubkům. Prakticky je vyloučeno svařování elektrickým obloukem, a svary se provádějí plamenem, což vede ke změně struktury a složení materiálu ve svaru a jeho okolí. Kontrola svarů za těchto okolností je velmi ztížené a omezená. Především z těchto důvodů jsou šotové vysokotlaké ohříváky velmi poruchové. Poruchy vznikají především v místě spojení trubek s nátrubky ke komorám. Vyřazeni vysokotlakých ohříváků z činnosti má značný dopad na účinnost tepelného cyklu elektrárenského bloku. Odstraňováni uvedených poruch Je nesnadné. Z těchto důvodů se téměř upouští od použití šotových vysokotlakých ohříváků a preferují se vlásenkové a spirálové typy. Nejčastěji jsou používané vlásenkové vysokotlaké ohříváky. Avšak vzhledem k tomu, že mají trubkovnici, jsou pro vysoké tlaky konstrukčně mnohem těžěí než šotové vysokotlaké ohříváky a současně Je pravděpodobné snížení Jejich spolehlivosti při použití na vyšší provozní tlaky než dosud.□There are known solutions in which, in terms of saving material and reducing the dimensions of the exchanger, cylindrical chambers, called collectors or headers, are used, which serve as distributors and collection parts at both ends of the tube bundle. These exchangers are used, for example, in high-pressure heaters for heating feed water, fed into the pressure systems of steam generators of power plants, using a spring taken from the high-pressure turbine taps. High-pressure heaters are equipped with a tube bundle starting and ending with chambers, also located with β chambers or their parts in the cylindrical body of the heater. The tubes, forming the heat exchange surface, are usually wound in one plane and, with several longer tubes, form tube sheets, called sheet piles. This is where the name sheet pile for these types of heaters is derived. The heated water for the heaters flows under high pressure, usually above 14 to 15 MPa inside the chambers and tubes, while the condensing spring flows outside the tubes. The tube heat exchange surface is formed from the point of view of water flow by a significant number of parallel tubes, each of which is welded to the nozzle of the distributor and collector chamber. In practice, this means that the chambers are drilled very densely. In the direction of the circumference of the chambers, the ends of the nozzles move away from each other, but in the direction of the longitudinal axis of the chambers, the nozzles are spaced apart with a relatively small pitch. The density of the nozzles, especially in the direction of the longitudinal axis of the chamber, makes it very difficult to weld the tubes to the nozzles. Electric arc welding is practically excluded, and the welds are performed with a flame, which leads to a change in the structure and composition of the material in the weld and its surroundings. Inspection of the welds under these circumstances is very difficult and limited. For these reasons in particular, shot blast high-pressure heaters are very prone to failure. Failures occur primarily at the point where the tubes connect to the chambers. The removal of high-pressure heaters from operation has a significant impact on the efficiency of the thermal cycle of the power plant unit. Eliminating the above failures is difficult. For these reasons, the use of shot blast high-pressure heaters is almost abandoned and hairpin and spiral types are preferred. Hairpin high-pressure heaters are most often used. However, since they have a tube sheet, they are structurally much heavier for high pressures than shot blast high-pressure heaters and at the same time, their reliability is likely to decrease when used at higher operating pressures than before.

Uvedené nevýhody ostraňuje řešení podle vynálezu, jehož podstatou Je, že nejméně jedna dvojice trubek je navzájem spojena spojovacím kusem, přičemž spojovací kus je napojen přímo na stěnu.The above-mentioned disadvantages are eliminated by the solution according to the invention, the essence of which is that at least one pair of pipes is connected to each other by a connecting piece, the connecting piece being connected directly to the wall.

Dalším znakem vynálezu Je, žs spojovací kus je napojen na stěnu prostřednictvím nátrubku. Znakem vynálezu také je, že mezi spojovací kus a stěnu Je napojena propojovací trubka a že mezi spojovací kus a nátrubek je napojena propojovací trubka.Another feature of the invention is that the connecting piece is connected to the wall by means of a socket. Another feature of the invention is that a connecting pipe is connected between the connecting piece and the wall and that a connecting pipe is connected between the connecting piece and the socket.

Výhody z použití vynálezu spočívají ve zvětěení vzdálenosti mezi nátrubky na komorách. Tím se zlepší podmínky pro provedení svarů spojujících trubky s nátrubky komor, případně bude možné i svařování elektrickým obloukem. Zvětšená vzdálenost zlepší i podmínky pro kontrolu, a tím i účinnost kontroly svarů. Počet nátrubků a otvorů do komor poklesne na polovinu a počet připojovacích svarů ke komorám se zmenší na polovinu. Komory vlivem větších můstků mezi otvory lze provést s tenčími stěnami. Vynález vytváří podmínky pro dosaženi vysoké kvality výroby e kontroly, a tim i pro odstraněni poruchovosti z důvodu nedostatečné kvality výroby a kontroly. Odstraněni poruchovosti z uvedených příčin umožní širší použití šotových vysokotlakých ohříváků a hlavně jejich použití u nových moderních bloků s vysokým provozním tlakem, nepříklad nad 30 MPa. Provedení podle vynálezu přispěje ke snížení pracnosti provedení komor s nátrubky a snížení pracnosti při spojování trubkového svazku ke komorám. Tyto výhody lze docílit spojením dvou trubek mezi sebou na obou koncích trubkových svazků.The advantages of using the invention lie in increasing the distance between the nozzles on the chambers. This will improve the conditions for performing welds connecting the pipes to the chamber nozzles, and eventually electric arc welding will also be possible. The increased distance will also improve the conditions for inspection, and thus the efficiency of weld inspection. The number of nozzles and holes in the chambers will be halved and the number of connection welds to the chambers will be halved. Due to the larger bridges between the holes, the chambers can be made with thinner walls. The invention creates conditions for achieving high quality production and inspection, and thus for eliminating the failure rate due to insufficient quality of production and inspection. Eliminating the failure rate from the above causes will enable wider use of shotcrete high-pressure heaters and especially their use in new modern blocks with high operating pressure, for example above 30 MPa. The embodiment according to the invention will contribute to reducing the laboriousness of performing chambers with nozzles and reducing the laboriousness of connecting the tube bundle to the chambers. These advantages can be achieved by connecting two pipes together at both ends of the pipe bundles.

Příkladné provedení je uvedeno na výkresu, který znázorňuje část výměníku s trubkami v řezu.An exemplary embodiment is shown in the drawing, which shows a section of the exchanger with tubes.

Výměník tepla podle vynálezu se skládá ze svazku dvojic trubek 1, které tvoří tep2 CS 269 242 Bl losměnnou plochu a jaou spojeny poaocí spojovacího kusu 2 ve tvaru Y do jedné propojovací trubky 3, která je spojena s nátrubkem 4, upevněným na stěnu 5 umístěnou uvnitř výměníku 6, přičemž stěna 5 ohraničuje společný prostor 7·The heat exchanger according to the invention consists of a bundle of pairs of tubes 1, which form a heat exchange surface and are connected by means of a Y-shaped connecting piece 2 into one connecting tube 3, which is connected to a nozzle 4, fixed to a wall 5 located inside the exchanger 6, the wall 5 delimiting a common space 7.

Ohřívaná látka, například voda, vstupuje do společného prostoru 7 výměníku 6» Protéká déle nátrubky 4, propojovacími trubkami 3, spojovacími kusy 2 a trubkami 1, které tvoři hlavni teplosměnnou plochu· Na druhém konci trubek 1, teplosměnná létka protéká spojovacími kusy 2 do propojovacích trubek 3 a přes nátrubky 4 vstupuje do společného prostoru 7, odkud vystupuje z výměníku 6.The heated substance, for example water, enters the common space 7 of the exchanger 6. It flows further through the nozzles 4, the connecting pipes 3, the connecting pieces 2 and the pipes 1, which form the main heat exchange surface. At the other end of the pipes 1, the heat exchange fluid flows through the connecting pieces 2 into the connecting pipes 3 and through the nozzles 4 enters the common space 7, from where it exits the exchanger 6.

Vynález lze využit u vysokotlakých výměníků tepla, například ve vysokotlakých ohřívákách vody klasických a jaderných elektráren a ve vysokotlakých výměnících tepla chemického průmyslu·The invention can be used in high-pressure heat exchangers, for example in high-pressure water heaters of conventional and nuclear power plants and in high-pressure heat exchangers of the chemical industry.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

1. A heat exchanger with a tubular heat exchange surface located in a cylindrical shell of the exchanger, characterized in that at least one pair of tubes (1) is connected to each other by a connecting piece (2), wherein the connecting piece (2) is connected directly to the wall (5)

2· Heat exchanger according to item 1, characterized in that the connecting piece (2) is connected to the wall (5) via a nozzle (4).

3. Heat exchanger according to item 1, characterized in that a connecting pipe (3) is connected between the connecting piece (2) and the wall (5).

4· Heat exchanger according to item 2, characterized in that a connecting pipe (3) is connected between the connecting piece (2) and the nozzle (4).