RU2662748C1 - Capacitor with regulation of the cooling medium flow - Google Patents

Abstract

FIELD: electricity.SUBSTANCE: invention relates to the field of power engineering and can be used in the development of steam turbine plants (STP) for nuclear vessels. Condenser with the regulation of the flow of the cooling medium is made to be one-way and consists of the body, heat-exchange tubes, inside of which the cooling medium moves, from the outside – steam, of the tubeboards, in the through holes of which the ends of the tubes are tightly fastened, of the inlet and outlet chambers of the cooling medium, which are formed by the end parts of the body and by the tubeboards. In the inlet chamber there is the cooling medium distribution device along the flows, which are formed by the selected group of tubes that are united according to their thermal load. Capacitor is provided with the cooling medium temperature meters, which are mounted on the outlet of at least one tube from the group, as well as at the output of the capacitor, in addition, the capacitor is equipped with the regulators that use signals from the cooling medium temperature meters in order to change the flow rate of the cooling medium.EFFECT: invention allows to increase the efficiency of heat exchange due to a more even distribution of local thermal loads in the tube bundle of the capacitor.1 cl, 1 dwg

Description

Translated fromRussian

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано при создании паротурбинных установок атомных судов.The invention relates to the field of energy and can be used to create steam turbine installations of nuclear vessels.

Известны конденсаторы (например, конденсаторы паровых турбин), содержащие корпус, водяные камеры с приемными и сливными трубами и установленный между ними трубный пучок [В.И. Козлов, П.И. Титов, Ф.Л. Юдицский, Судовые энергетические установки. Судостроение. Л. 1969, с. 143-146; И.И. Костылев, В.А. Петухов, К.Ю. Князевский, Судовая ядерная энергетическая установка ледокола «Таймыр», с 45-47].Condensers are known (for example, condensers of steam turbines) containing a housing, water chambers with receiving and drain pipes and a tube bundle installed between them [V.I. Kozlov, P.I. Titov, F.L. Yuditsky, Ship power plants. Shipbuilding. L. 1969, p. 143-146; I.I. Kostylev, V.A. Petukhov, K.Yu. Knyazevsky, Ship nuclear power plant of the Taimyr icebreaker, from 45-47].

Ближайшим аналогом настоящего изобретения является одноходовой поверхностный конденсатор [В.А. Агафонов, В.Г. Ермилов, Е.В. Панков. Судовые конденсационные установки. Л., 1963, с. 32-33]. В одноходовых конденсаторах охлаждающая вода поступает в одну из водяных камер, проходит одновременно через весь трубный пучок и выходит в противоположную водяную камеру.The closest analogue of the present invention is a one-way surface capacitor [V.A. Agafonov, V.G. Ermilov, E.V. Punk Ship condensing installations. L., 1963, p. 32-33]. In one-way condensers, cooling water enters one of the water chambers, passes simultaneously through the entire tube bundle and enters the opposite water chamber.

Недостатком известного технического решения является значительная неравномерность распределение локальных тепловых нагрузок в трубном пучке конденсатора, обусловливаемая условиями поступления в трубный пучок отработавшего пара из турбины, а главное, особенностями условий его конденсации, которые приводят к изменению показателей работы конденсатора при изменении режимных условий.A disadvantage of the known technical solution is the significant unevenness of the distribution of local thermal loads in the tube bundle of the condenser, due to the conditions of receipt of the exhaust steam from the turbine into the tube bundle, and most importantly, the peculiarities of its condensation conditions, which lead to a change in the performance of the condenser when the operating conditions change.

По пути движения пара в конденсаторе образуются характерные зоны поверхности охлаждения, отличающиеся одна от другой условиями теплообмена с паровой стороны.Along the path of steam movement in the condenser, characteristic zones of the cooling surface are formed, differing from one another by the conditions of heat exchange on the steam side.

Граница между зонами поверхности охлаждения не является стабильной, а перемещается в том или ином направлении при изменении режима работы и состояния конденсатора. Ее положение зависит от совокупного влияния паровой нагрузки конденсатора, расхода и температуры охлаждающей воды, степени чистоты поверхности охлаждения и ряда других факторов.The boundary between the zones of the cooling surface is not stable, but moves in one direction or another when the operating mode and condition of the condenser change. Its position depends on the combined effect of the vapor load of the condenser, the flow rate and temperature of the cooling water, the degree of purity of the cooling surface, and a number of other factors.

Задачей изобретения является улучшение работы конденсатора за счет обеспечения распределения потока охлаждающей среды через трубки трубного пучка в соответствии с их тепловой нагрузкой.The objective of the invention is to improve the operation of the condenser by ensuring the distribution of the flow of the cooling medium through the tube bundle in accordance with their thermal load.

Поставленная задача решается следующим образом. Конденсатор, выполненный одноходовым и состоящий из корпуса, теплообменных трубок, внутри которых движется охлаждающая среда, снаружи - пар, трубных досок, в сквозных отверстиях которых плотно закреплены концы трубок, входной и выходной камер охлаждающей среды, образованных торцевыми частями корпуса и трубными досками. Во входной камере размещено секционированное устройство распределения потока охлаждающей среды по потокам выделенных групп трубок, объединенных по тепловой нагрузке, снабжен измерителями температуры охлаждающей среды, установленными на выходе по крайней мере одной трубки из группы и регуляторами, которые используют сигналы от измерителей температуры охлаждающей среды для изменения расхода охлаждающей среды.The problem is solved as follows. A condenser made in one-way operation and consisting of a casing, heat exchange tubes inside which the cooling medium moves, outside - steam, tube plates, through the openings of which the ends of the tubes, inlet and outlet chambers of the cooling medium formed by the end parts of the casing and tube plates are tightly fixed. A partitioned device for distributing the flow of the cooling medium among the flows of the selected groups of tubes united by the heat load is located in the inlet chamber; it is equipped with measuring instruments for the temperature of the cooling medium installed at the outlet of at least one tube from the group and regulators that use the signals from the measuring instruments for the temperature of the cooling medium coolant flow rate.

Сигналы с измерителей температуры поступают на регуляторы, которые выполнены и предусмотрены для того, чтобы изменять расход охлаждающей среды поступающей в группы теплообменных трубок.The signals from the temperature meters are fed to the controllers, which are made and provided in order to change the flow rate of the cooling medium entering the groups of heat transfer tubes.

Регуляторы расхода осуществляют поддержание одинаковой температуры охлаждающей среды на выходе из всех групп теплообменных трубок (равной средней температуре на выходе из конденсатора - t_cp).Flow controllers maintain the same temperature of the cooling medium at the outlet of all groups of heat exchange tubes (equal to the average temperature at the outlet of the condenser - t_cp ).

Благодаря такому решению при изменении режимных условий и состояния конденсатора трубок будет обеспечиваться подача в группу требуемого расхода воды, обеспечивающего пропорциональную тепловую нагрузку всех трубок.Thanks to this solution, when the operating conditions and the state of the tube condenser are changed, the required water flow rate will be provided to the group, which will provide a proportional heat load to all the tubes.

Сущность настоящего изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлен в разрезе конденсатор.The essence of the present invention is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 is a sectional view of a capacitor.

Конденсатор содержит: корпус 1, входную А и выходную В камеры охлаждающей среды и заключенный между ними в трубных досках 5 трубный пучок С. Входную камеру А предложено снабдить секционированным устройством распределения охлаждающей среды 2, которое позволяет распределять входящий поток охлаждающей среды по группам трубок и регуляторами 3, которые используют сигналы от измерителей температуры охлаждающей среды 4, 6 для изменения расхода охлаждающей среды.The condenser contains:housing 1, input A and output B of the cooling medium chamber and tube bundle C enclosed between them in thetube boards 5. It is proposed to provide the inlet chamber A with a partitioned coolingmedium distribution device 2, which allows distributing the incoming coolant flow into groups of tubes and regulators 3, which use the signals from the temperature gauges of thecooling medium 4, 6 to change the flow rate of the cooling medium.

Устройство работает следующим образом. Охлаждающая среда, поступая во входную камеру, секционированным устройством 2 делится по потокам и распределяется регуляторами 3, использующими один из известных способов изменения расхода. На выходе по крайней мере одной трубки из каждой группы установлены измерители температуры охлаждающей среды 4, также измеритель температуры 6 установлен и на выходе из конденсатора.The device operates as follows. The cooling medium entering the inlet chamber is divided by flows into apartitioned device 2 and distributed by controllers 3 using one of the known methods for changing the flow rate. At the outlet of at least one tube from each group, temperature meters for thecooling medium 4 are installed, and a temperature meter 6 is also installed at the outlet of the condenser.

Сигналы (t₁…t₄) с измерителей температуры 4, а также сигнал (t_cp) с измерителя температуры 6 поступают на регуляторы расхода 3, которые выполнены и предусмотрены для того, чтобы изменять расход охлаждающей среды, поступающей в группу теплообменных трубок.The signals (t₁ ... t₄ ) from thetemperature measuring device 4, as well as the signal (t_cp ) from the temperature measuring device 6 are supplied to the flow controllers 3, which are made and provided in order to change the flow rate of the cooling medium entering the group of heat transfer tubes.

Регуляторы расхода 3 осуществляют поддержание одинаковой температуры охлаждающей среды на выходе из всех групп теплообменных трубок.Flow controllers 3 maintain the same temperature of the cooling medium at the outlet of all groups of heat transfer tubes.

Таким образом, предложенное техническое решение позволяет повысить эффективность теплообмена за счет более равномерного распределения локальных тепловых нагрузок в трубном пучке конденсатора.Thus, the proposed technical solution allows to increase the efficiency of heat transfer due to a more uniform distribution of local thermal loads in the tube bundle of the condenser.

Claims (1)

Translated fromRussian

Конденсатор, выполненный одноходовым и состоящий из корпуса, теплообменных трубок, внутри которых движется охлаждающая среда, снаружи - пар, трубных досок, в сквозных отверстиях которых плотно закреплены концы трубок, входной и выходной камер охлаждающей среды, образованных торцевыми частями корпуса и трубными досками, отличающийся тем, что во входной камере размещено секционированное устройство распределения потока охлаждающей среды по потокам выделенных групп трубок, объединенных по тепловой нагрузке, снабжен измерителями температуры охлаждающей среды, установленными на выходе по крайней мере одной трубки из группы, и регуляторами, которые используют сигналы от измерителей температуры охлаждающей среды для изменения расхода охлаждающей среды.A condenser made in one-way operation and consisting of a housing, heat exchange tubes inside which the cooling medium moves, outside - steam, tube plates, through the openings of which the ends of the tubes, inlet and outlet chambers of the cooling medium formed by the end parts of the housing and tube boards are tightly fixed the fact that in the inlet chamber there is a sectioned device for distributing the flow of the cooling medium along the flows of the selected groups of tubes combined by the heat load is equipped with temperature meters ry cooling medium in the outlet of at least one tube of the group and regulators, which use the signals from the cooling medium temperature measuring devices for changing the cooling medium flow.

Images