Теплообменник

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в теплообменных аппаратах регенеративных систем паровых турбин или в теплообменных аппаратах систем теплоснабжения, предназначенных для подогрева воды за счет конденсации пара и охлаждения его конденсата. Предложен поверхностный теплообменник, включающий корпус с патрубками подвода пара и отвода его конденсата, водяную камеру с патрубками подвода и отвода нагреваемой воды, расположенную под трубной системой, трубную систему из U-образных труб со встроенным охладителем конденсата, кожух которого выполнен из горизонтальных перегородок и вертикальных стенок, трубная система охладителя конденсата расположена в корпусе под трубной системой зоны конденсации пара, при этом охладитель конденсата выполнен на первом и втором ходу нагреваемой воды.

Полезная модель относится к области энергетики и может быть использована в теплообменных аппаратах регенеративных систем паровых турбин или в теплообменных аппаратах систем теплоснабжения, предназначенных для подогрева воды за счет конденсации пара и охлаждения его конденсата.

Известен поверхностный подогреватель, содержащий корпус с патрубками подвода пара и отвода его конденсата, распределительную водяную камеру с патрубками подвода и отвода нагреваемой воды, трубную систему из U-образных труб, расположенную под распределительной водяной камерой, часть труб поверхности теплообмена которой по всей высоте, установкой кожуха, выделена под охладитель конденсата (Отраслевой каталог. Теплообменное оборудование паротурбинных установок, часть I, 20-89-09, М.: ЦНИИТЭИТЯЖМАШ, 1989, с. 52, рис. 39).

Недостатком конструкции известного подогревателя является установка распределительной камеры над трубным пучком, т.к., в случае вывода подогревателя из работы, не представляется возможным полностью слить (удалить) нагреваемую воду.

Другим недостатком такой конструкции является использование в качестве поверхности теплообмена охладителя конденсата всей длины труб первого хода, что уменьшает величину температурного напора и приводит к увеличению поверхности теплообмена охладителя конденсата.

Известен теплообменник, содержащий корпус с патрубками подвода пара и отвода его конденсата, распределительную водяную камеру с патрубками подвода и отвода нагреваемой воды, трубную систему из труб, расположенную над распределительной водяной камерой, при этом часть длины всех труб первого хода трубной системы, за счет установки вертикальных и горизонтальных листов кожуха, выделена под охладитель конденсата (SU 1025960, F22D 1/32; опубликовано 30.06.83).

Недостатком известного теплообменника является несовершенство конструкции охладителя конденсата, вызывающее необходимость затопления части поверхности теплообмена зоны конденсации установкой короба, для обеспечения поступления максимального количества конденсата греющего пара в охладитель конденсата, а также, неопределенность в величине расхода конденсата пара через поверхность теплообмена, расположенную под охладителем конденсата, что требует увеличения расчетной поверхности теплообмена охладителя конденсата для гарантированного охлаждения конденсата.

По совокупности признаков это известное техническое решение является наиболее близким к заявленному и принято за прототип.

Цель заявляемого технического решения - повышение экономичности теплообменника, снижение массогабаритных характеристик.

Технический результат: использование теплообменной поверхности на втором ходу нагреваемой воды, путем установки горизонтальных перегородок и вертикальных стенок, организуя таким образом дополнительную зону охладителя конденсата, а так же увеличение температурного напора и интенсификация теплообмена, что в совокупности позволяет уменьшить необходимую поверхность теплообмена.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в теплообменнике, включающем корпус с патрубками подвода пара и отвода его конденсата, водяную камеру с патрубками подвода и отвода нагреваемой воды, размещенную в корпусе трубную систему с поверхностью теплообмена первого и второго хода, имеющую зону конденсации пара и зону охладителя конденсата, причем охладитель конденсата выполнен встроенным, образован частью трубной системы c поверхностью теплообмена первого хода, ограниченной кожухом, образованным из горизонтальных перегородок и вертикальных стенок и расположен под зоной конденсации пара, трубная система выполнена из U-образных труб и охладитель конденсата содержит дополнительную зону на втором ходу трубной системы, с возможностью поступления конденсата пара в охладитель конденсата и поперечного омывания поверхности теплообмена сначала второго, а затем первого хода трубной системы.

Полезная модель иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид теплообменника, на фиг. 2 - разрез по А-А.

Теплообменник, включающий корпус 1 с патрубками 2 и 3, соответственно, подвода пара и отвода его конденсата, водяную камеру 4 с патрубками 5 и 6, соответственно, подвода и отвода нагреваемой воды, размещенную в корпусе и установленную в трубной доске 7 трубную систему 8 с поверхностью теплообмена первого и второго хода, имеющую зону конденсации пара и зону охладителя конденсата 9, причем охладитель конденсата 9 выполнен встроенным, образован частью трубной системы 8 c поверхностью теплообмена первого хода, ограниченной кожухом, образованным из горизонтальных перегородок 12 и вертикальных стенок 10 и расположен под зоной конденсации пара. Трубная система 8 выполнена из U-образных труб и охладитель конденсата 9 содержит дополнительную зону на втором ходу трубной системы 8, с возможностью поступления конденсата пара в охладитель конденсата и поперечного омывания поверхности теплообмена сначала второго, а затем первого хода трубной системы.

Теплообменник работает следующим образом.

Нагреваемая вода через патрубок 5 поступает в водяную камеру 4, затем в трубы трубной системы 8 с поверхностью теплообмена первого хода, часть которых выделена под основную зону охладителя конденсата 9. Далее нагреваемая вода проходит в трубах первого хода, а затем в трубах второго хода, часть которых выделена под дополнительную зону охладителя конденсата 9 на втором ходу трубной системы 8, нагревается за счет конденсации пара и охлаждения конденсата, и выводится через патрубок 6 из водяной камеры 4.

Поток греющего пара через патрубок 2 поступает в корпус 1, где конденсируется на трубах трубной системы 8. Конденсат греющего пара стекает в нижнюю часть корпуса 1 и накапливается на трубной доске 7 до величины нормального уровня. Через окно охладителя конденсата 9, расположенное на боковой стенке 10, конденсат пара поступает в охладитель конденсата 9 сначала в дополнительную зону охладителя конденсата 9 на втором ходу трубной системы 8, при этом средняя стенка 11 отделяет дополнительную зону охладителя конденсата 9 от основной зоны. При поперечном омывании труб трубной системы 8 сначала второго, а затем первого хода нагреваемой воды, конденсат совершает несколько ходов, охлаждается и выводится из теплообменника через патрубок 3.

Организация дополнительной зоны охладителя конденсата на втором ходу нагреваемой воды позволяет более эффективно использовать поверхность теплообмена, тем самым уменьшить зону основного охладителя конденсата, а так же, за счет увеличения температурного напора в области конденсации пара, создать условия для более эффективного теплообмена и уменьшить необходимую поверхность теплообмена зоны конденсации пара.

Таким образом, заявляемое решение позволяет повысить экономичность работы теплообменника и снизить массогабаритные характеристики аппарата.

Теплообменник, включающий корпус с патрубками подвода пара и отвода его конденсата, водяную камеру с патрубками подвода и отвода нагреваемой воды, размещенную в корпусе трубную систему с поверхностью теплообмена первого и второго хода, имеющую зону конденсации пара и зону охладителя конденсата, причем охладитель конденсата выполнен встроенным, образован частью трубной системы c поверхностью теплообмена первого хода, ограниченной кожухом, образованным из горизонтальных перегородок и вертикальных стенок и расположен под зоной конденсации пара, отличающийся тем, что трубная система выполнена из U-образных труб, и охладитель конденсата содержит дополнительную зону на втором ходу трубной системы, с возможностью поступления конденсата пара в охладитель конденсата и поперечного омывания поверхности теплообмена сначала второго, а затем первого хода трубной системы.