Главный конденсатор
Владельцы патента RU 2697073:
Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" (RU)
Изобретение относится к системам энергетических атомных установок и может быть использовано в судостроении. Главный конденсатор состоит из приемной водяной камеры с крышкой, приемного водяного патрубка, отливной водяной камеры с крышкой, отливного водяного патрубка и корпуса. В верхней части корпуса размещен входной патрубок для отработанного пара, в нижней – конденсатосборник. Внутри корпуса установлены две трубные доски, между которыми расположены трубки. В приемной водяной камере установлена направляющая лопатка, расположенная между выходом приемного водяного патрубка и трубной доской так, что доля площади проходного сечения приемного водяного патрубка, расположенная выше входного края лопатки, в полтора - два раза больше доли площади трубной доски, расположенной выше выходного края лопатки. Техническим результатом является обеспечение равномерности конденсации и уменьшение размеров или требуемого расхода охлаждающей (забортной) воды. 1 ил.
Изобретение относится к элементам систем энергетических атомных установок и может быть использовано в любых отраслях промышленности, в которых они используются, в первую очередь, в судостроении.
Наиболее близким техническим решением является главный конденсатор, схема которого приведена на сайте http://studopedia.ru/l0 130400 ustroystvo-glavnogo-kondensatora.html.
На кораблях и судах с атомной энергетической установкой в ее составе обязательно присутствует главный конденсатор. Это устройство представляет собой кожухотрубный теплообменный аппарат, в котором происходит конденсация отработанного пара и последующее охлаждение сконденсированной воды. Охлаждающей средой в этом случае является забортная вода.
Главный конденсатор представляет собой корпус, выполненный в виде трубы, по торцам которой размещены трубные доски. Между трубными досками помещен трубный пучок, состоящий из теплообменных трубок, концы которых герметично развальцованы в трубных досках. Сверху корпуса главного конденсатора установлен приемный патрубок для подачи отработанного пара. В нижней части корпуса размещен патрубок для отвода охлажденной среды (конденсата). На торцах корпуса главного конденсатора установлены приемная и отливная водяные камеры с водяными патрубками, через которые забортная вода подается на вход трубного пучка и сливается с него.
Основным недостатком данной конструкции является неравномерная по высоте трубного пучка конденсация пара.
Охлаждающая вода, поступающая в приемную водяную камеру, неравномерно подается на все теплообменные трубки. Максимум ее подачи формируется в области, расположенной напротив приемного патрубка. В силу этого конденсация основного количества пара происходит не на верхних рядах теплообменных трубок, а в трубках, расположенных напротив зоны максимальной подачи охлаждающей воды. Это обстоятельство приводит к необоснованному завышению количества трубок и, соответственно, к увеличению объема конденсатора.
Техническим результатом изобретения является равномерность конденсации пара за счет размещения в приемной водяной камере главного конденсатора направляющих лопаток. Одновременно достигается уменьшение размеров главного конденсатора, либо уменьшение требуемого расхода охлаждающей (забортной) воды.
Технический результат достигается следующим образом. Главный конденсатор, состоящий из приемной водяной камеры с крышкой, приемного водяного патрубка, отливной водяной камеры с крышкой, отливного водяного патрубка и корпуса, в верхней части которого размещен входной патрубок для отработанного пара, а в нижней части - конденсатосборник, внутри корпуса установлены две трубные доски, между которыми расположены трубки, по изобретению, в приемной водяной камере установлена, по меньшей мере, одна направляющая лопатка, расположенная между выходом приемного водяного патрубка и трубной доской так, что доля площади проходного сечения приемного водяного патрубка, расположенная выше входного края лопатки, в полтора - два раза больше доли площади трубной доски, расположенной выше выходного края лопатки.
Сущность конструкции предлагаемого изобретения пояснена на рисунках фиг. 1 и фиг. 2.
На фиг. 1 представлена схема главного конденсатора.
На фиг. 2 - схема установки направляющей лопатки в приемной водяной камере главного конденсатора.
Главный конденсатор состоит из выполненного в виде толстостенной трубы корпуса 1, торцы которого закрыты трубными досками 2. Между трубными досками установлены трубки 3, концы которых развальцованы в отверстиях трубных досок 2. На торцах главного конденсатора размещены приемная 4 и отливная 5 водяные камеры, которые имеют соответствующие крышки 6 и 7. К крышке приемной водяной камеры 6 подведен приемный патрубок 8, а к крышке отливной водяной камеры 7 подведен отливной патрубок 9. В приемной водяной камере расположена одна направляющая лопатка 10, расположенная между выходом приемного водяного патрубка 8 и трубной доской 2, так, что доля площади проходного сечения приемного водяного патрубка 8, расположенная выше входного края лопатки 10, в полтора - два раза больше доли площади трубной доски 2, расположенной выше выходного края лопатки 10, т.е.
Предлагаемая конструкция работает следующим образом. Охлаждающая (забортная) вода поступает в приемную водяную камеру 4 главного конденсатора по приемному водяному патрубку 8. Вследствие наличия в приемной камере 4 главного конденсатора направляющей лопатки 10 изменяется распределение расхода охлаждающей воды по высоте трубной доски 2 таким образом, что на верхние ряды теплообменных трубок 3 поступает охлаждающей воды больше, чем на нижние ряды теплообменных трубок 3. При этом, соответственно, увеличивается скорость охлаждающей воды в теплообменных трубках, что, в свою очередь, приводит к увеличению теплосъема с охлаждаемой среды на верхних рядах трубок 3. Увеличение теплосъема с охлаждаемой среды на верхних рядах трубок 3 приводит к более быстрой конденсации пара в верхней части внутреннего объема главного конденсатора. Изменяя угол наклона направляющей лопатки 10 (или их количество), можно перераспределять соотношение между расходами охлаждающей воды в верхних и нижних рядах теплообменных трубок 3.
В случае реализации предлагаемого технического решения появляется возможность либо уменьшения количества теплообменных трубок 3 и, соответственно, размеров главного конденсатора, либо уменьшения требуемого расхода охлаждающей (забортной) воды.
Главный конденсатор, состоящий из приемной водяной камеры с крышкой, приемного водяного патрубка, отливной водяной камеры с крышкой, отливного водяного патрубка и корпуса, в верхней части которого размещен входной патрубок для отработанного пара, а в нижней части - конденсатосборник, внутри корпуса установлены две трубные доски, между которыми расположены трубки, отличающийся тем, что в приемной водяной камере установлена, по меньшей мере, одна направляющая лопатка, расположенная между выходом приемного водяного патрубка и трубной доской так, что доля площади проходного сечения приемного водяного патрубка, расположенная выше входного края лопатки, в полтора - два раза больше доли площади трубной доски, расположенной выше выходного края лопатки.
