Пароперегреватель

Изобретение относится к энергетике, в частности к системе сепарации и перегрева пара для турбин атомных станций. Изобретение направлено на решение задачи снижения массогабаритных размеров при сохранении эффективности теплообмена. Оба трубных пакета первой и второй ступеней перегрева пароперегревателя развернуты вертикально на одной высоте таким образом, что образуют между собой и внутренней частью корпуса два впускных сегментовидных коллектора, клиновидный выпускной коллектор с углом разворота от 10°и до 90°, а патрубок выхода пара расположен в вертикальном корпусе напротив клиновидного выпускного коллектора. Фактическое снижение массогабаритных характеристик составляет 18-25%, что позволяет использовать данное решение в компактных системах для сепарации и перегрева пара. 2 ил.

 

Изобретение относится к энергетике, в частности к системе сепарации и перегрева пара для турбин атомных станций.

Известен пароперегреватель турбины атомной электрической станции, включающий корпус, и размещенный над сепаратором. Пароперегреватель содержит пучки теплообменных труб, объединенных в трубные пакеты. Трубные пакеты установлены в корпусе параллельно его продольной оси и сгруппированы в два блока прямоугольного сечения (патент на полезную модель РФ №54271 U1, МПК Н02К 7/00, опубл. 10.06.2006 г).

Известен пароперегреватель, предназначенный для перегрева пара турбины (Патент на полезную модель РФ №88774 U1, МПК F22B 37/26, опубл. 20.11.2009 г.), встроенный в корпус и состоящий из трубных пакетов, выполненных в виде прямоугольных параллелепипедов. Трубные пакеты установлены параллельно его продольной оси.

Наиболее близким техническим решением, выбранным за прототип, является пароперегреватель, входящий в сепаратор-пароперегреватель и состоящий из трубного пакета первой ступени и трубного пакета второй ступени в вертикальном корпусе, причем трубные пакеты расположены друг над другом (патент RU 2522273, опубл. 10.07.2014 г.).

Недостаток указанной конструкции пароперегревателя заключается в больших геометрических размерах по высоте из-за расположения первой и второй ступени пакетов пароперегревателя друг над другом, что приводит к увеличению массы и габаритов оборудования, трудоемкости и стоимости их изготовления, а также негабаритности при транспортировке. В случае установки пароперегревателей первой и второй ступени рядом (параллельно) друг с другом уменьшается проходное сечение в выходном коллекторе за пароперегревателями первой и второй ступени, что в свою очередь приводит к снижению эффективности теплообмена за счет увеличения гидравлического сопротивления и неравномерности поля скоростей потока.

Изобретение направлено на решение задачи снижения массогабаритных размеров при сохранении эффективности теплообмена.

Поставленная задача в заявленном изобретении решается тем, что оба трубных пакета первой и второй ступеней перегрева развернуты вертикально на одной высоте таким образом, что образуют между собой и внутренней частью корпуса два впускных сегментовидных коллектора, клиновидный выпускной коллектор с углом разворота от 10°и до 90°, а патрубок выхода пара расположен в вертикальном корпусе напротив клиновидного выпускного коллектора.

Изобретение иллюстрируется чертежами Фиг. 1, 2: Фиг. 1 - Продольный разрез пароперегревателя; Фиг. 2 - Разрез А-А на Фиг. 1.

Пароперегреватель включает корпус 1, в котором размещены два пакета теплообменных труб 2,3. Теплообменные поверхности 4 обоих пакетов труб установлены рядом в корпусе 1 параллельно его продольной оси 5. Теплообменные поверхности разделены на две части и расположены под углом относительно друг друга, образуя два сементовидные впускные коллекторы 6, 7 и клиновидный выпускной коллектор 8.

При этом угол между теплообменными поверхностями трубных пакетов составляет от 10° до 90°.

Пароперегреватель работает следующим образом:

Влажный пар через входной патрубок 9 входит в нижнюю часть пароперегревателя, откуда пар поступает во впускные сегментовидные входные коллекторы 6, 7 из которых проходит через теплообменные поверхности трубных пакетов первой 2 и второй ступеней перегрева 3. В теплообменных поверхностях нагреваемый пар перегревается за счет тепла греющего пара проходящего по внутритрубному пространству теплообменной поверхности. Из пароперегревателей перегретый пар поступает в клиновидный выпускной коллектор и выходит из пароперегревателя через патрубок 9.

Благодаря тому, что теплообменные поверхности пароперегревателей разделены и расположены под углом относительно друг от друга, образуется два входных 6, 7 и выходной клиновидный коллектор 8, которые обеспечивают достаточное проходное сечение для обеспечения эффективного теплообмена и низкого сопротивления (потерь). Вследствие чего сохраняется эффективность пароперегревателя по сравнению с прототипом при уменьшении габаритов корпуса 1.

Кроме того, расположение выходного патрубка 10 на одном уровне с выходным коллектором 8 обеспечивает снижение сопротивления рабочего пара и таким образом обеспечивает эффективность теплообмена.

Оптимизация угла между поверхностями трубных пакетов пароперегревателя в диапазоне от 10° до 90° обусловлена сочетанием оптимальной скорости потока пара на теплообменную поверхность (обеспечивается площадью набегания потока пара) и необходимостью равномерного распределения потока пара на входе и выходе из трубных пакетов пароперегревателя с одновременным обеспечении компактного расположения по диаметру корпуса. При уменьшении угла менее 10° происходит увеличение сопротивления в выходном коллекторе 8 за счет уменьшения его проходного сечения. При увеличении угла свыше 90° снижается производительность теплообмена за счет снижения площади теплообменной поверхности при постоянном диаметре корпуса.

Данные углы были получены путем построения математических моделей и экспериментальными продувками на стендах.

Таким образом, техническая проблема - снижения массогабаритных характеристик без одновременного снижения эффективности теплообмена достигнута - фактическое снижение массогабаритных характеристик составляет 18-25%, что позволяет использовать данное решение в компактных системах для сепарации и перегрева пара.

Пароперегреватель, расположенный в верхней части вертикального корпуса, включающий два трубных пакета первой и второй ступеней перегрева, впускной и выпускной коллекторы и патрубки входа и выхода пара, отличающийся тем, что оба трубных пакета первой и второй степеней перегрева развернуты вертикально на одной высоте таким образом, что образуют между собой и внутренней частью корпуса два впускных сегментовидных коллектора, клиновидный выпускной коллектор с углом разворота от 10° и до 90°, а патрубок выхода пара расположен в вертикальном корпусе напротив клиновидного выпускного коллектора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам и устройствам для получения сильно перегретого водяного пара. Способ получения сильно перегретого водяного пара из питательной воды за счет циклического детонационного сжигания горючей смеси, в котором водяной пар, предварительно получаемый из питательной воды, подвергается циклическому или непрерывному детонационному сжатию в случае, когда горючая смесь перемешана с водяным паром и находится внутри концентрационных пределов детонации, или циклическому ударному сжатию в случае, когда горючая смесь не перемешана с водяным паром, причем в обоих случаях часть тепловой энергии, выделяющейся при циклическом или непрерывном детонационном сжигании горючей смеси, расходуется на предварительное получение водяного пара из питательной воды с помощью теплопередачи.

Изобретение относится к оборудованию для бань стационарного и мобильного типов, а также для обогрева бытовых и производственных помещений. Технический результат - повышение теплоотдачи продуктов сгорания топлива, упрощение конструкции с обеспечением возможности получения перегретого пара с регулируемой температурой и влажностью.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано при проектировании сепараторов-пароперегревателей турбоустановок атомных электростанций. Сущность изобретения: в боковой стенке вертикального корпуса установлен патрубок подвода влажного пара.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано при проектировании сепараторов-пароперегревателей турбоустановок атомных электростанций. Сущность изобретения: сепаратор-пароперегреватель содержит вертикальный корпус, в нижней части которого размещены сепарационные блоки, а в верхней последовательно по высоте корпуса установлены пароперегреватели первой и второй ступеней.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано при проектировании сепараторов-пароперегревателей турбоустановок атомных электростанций. Сущность изобретения: сепаратор влаги содержит вертикальный корпус, в боковой стенке которого установлен патрубок подвода влажного пара, а также сепарационные блоки, установленные в корпусе с образованием верхнего горизонтального ряда и, по меньшей мере, одного нижнего горизонтального ряда, расположенного по высоте корпуса на уровне патрубка подвода влажного пара, причем в каждом ряду сепарационные блоки соединены с патрубком отвода сепарата, установленным в нижней стенке корпуса, а сепарационные блоки нижнего ряда соединены с патрубком отвода сепарата через гидрозатворы.

Изобретение относится к области тепловой энергетики и может быть использовано в конструкции паровых котлов. .

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в конструкциях барабанных котлов, имеющих развитую конвективную поверхность нагрева. .

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в парогенераторостроении. .

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в конструкциях ширмовых пароперегревателей энергетических котлов. .

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано для изготовления трубы (2) парогенератора со встроенным элементом (3), причем трубу (1) парогенератора изготавливают с проходящим в продольном направлении трубы (1) парогенератора на внутренней стороне (4) возвышением (5), а встроенный элемент (3) приваривают в трубе (1) парогенератора к возвышению (5).

Изобретение относится к энергомашиностроению, а именно к теплообменной аппаратуре, и может быть использовано для конденсации отработанного пара без использования хладоагента.
Изобретение относится к энергомашиностроению, а именно к теплообменной аппаратуре, и может быть использовано для конденсации отработанного пара без использования хладоагента.

Изобретение относится к области энергетического машиностроения, в частности - к конструкции паровых котлов. Технический результат заключается в повышении прочности и изгибной жесткости мембранных экранов и снижении напряжений, возникающих в этих экранах, а также уменьшении металлоемкости конструкции.

Изобретение относится к ядерной технике, в частности к оборудованию для проведения ремонтных работ на парогенераторах ядерных энергетических установок с реакторами типа ВВЭР.

Изобретение относится к области теплоэнергетики. Способ включает создание двух контуров консервации: контура котельной части пароводяного тракта высокого давления с первичным пароперегревателем и контура промежуточного пароперегревателя.

Изобретение относится к способу и устройству для увеличения степени сухости пара котла для нагнетания пара. Согласно способу, после того как степень сухости влажного насыщенного пара на выходе котла для нагнетания пара увеличена с помощью устройства для увеличения степени сухости пара, нагнетают совместно влажный насыщенный пар и газ, созданный с помощью устройства для увеличения степени сухости пара, в нефтяной пласт герметичным способом, при этом устройство для увеличения степени сухости содержит комбинированную распылительную головку, камеру нагрева пара, камеру сгорания и смесительную камеру; газ с высокой температурой и высоким давлением, созданный с помощью камеры сгорания, поступает в смесительную камеру и полностью смешивается в ней с паром из котла для нагнетания пара.

Изобретение относится к энергетическим установкам, производящим пар. Парогенератор содержит запальное устройство с электросвечой, смесительную головку с магистралями подвода окислителя и горючего, камеру смешения с отверстиями, при этом камера сгорания с каналами тракта охлаждения выполнена выпуклой формы с центром вращения образующей вокруг оси камеры сгорания и состоит из двух частей, жестко и герметично соединенных между собой, с уступом, выполненным на внутренней стенке первой части, в котором имеются отверстия под углом к продольной оси камеры сгорания, соединенные с трактом охлаждения.

Изобретение относится к энергетическим установкам, производящим пар высоких параметров, получаемый за счет энергии, выделяемой при сгорании водорода или природного газа (ПГ) в кислороде.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для утилизации тепла продувочной воды в форсунках для распыливания вязких горючих жидкостей в паровых котлах, работающих на жидких топливах.

В изобретении описано кожухотрубное устройство (1), выполненное с возможностью использования в качестве котла-утилизатора и содержащее резервуар с теплообменной секцией (2) и разделительной секцией (3), в котором: теплообменная секция (2) заключает в себе пакет U-образных труб (4), питаемых испаряемой жидкой средой, например водой (W), и подвергаемых воздействию горячего газа (G), проходящего в горячей камере вокруг труб, так чтобы эта среда частично испарялась в трубах, рекуперируя тепло от горячего газа, проходящего по горячей камере (7); при этом разделительная секция (3) содержит сборную камеру (16), сообщающуюся с выходом труб (4) для приема частично испаренной среды, выходящей из труб; при этом разделительная секция (3) выполнена с возможностью обеспечения отделения паровой фракции и жидкой фракции от частично испаренной среды по меньшей мере частично за счет силы тяжести; устройство также содержит средство регулирования уровня жидкости в сборной камере и частичного рециклирования неиспаренной жидкости.

Изобретение относится к энергетике, в частности к системе сепарации и перегрева пара для турбин атомных станций. Изобретение направлено на решение задачи снижения массогабаритных размеров при сохранении эффективности теплообмена. Оба трубных пакета первой и второй ступеней перегрева пароперегревателя развернуты вертикально на одной высоте таким образом, что образуют между собой и внутренней частью корпуса два впускных сегментовидных коллектора, клиновидный выпускной коллектор с углом разворота от 10°и до 90°, а патрубок выхода пара расположен в вертикальном корпусе напротив клиновидного выпускного коллектора. Фактическое снижение массогабаритных характеристик составляет 18-25, что позволяет использовать данное решение в компактных системах для сепарации и перегрева пара. 2 ил.

Наверх