RU181049U1 - Device for fixing, ensuring tightness and maintainability of the evaporator-condenser of vacuum-evaporation plants - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к элементам теплообменных аппаратов опреснительных установок в частности к герметизации мест закрепления труб в трубных решетках теплообменных аппаратов с использованием кольцевых уплотнений. Кольцевые уплотнения формируются в виде кольца 2 из упругого материала, поджатого к трубной решетке 1, которая является силовым элементом и воспринимает вес всей массы труб 4, внешние и внутренние перепады давления за счет прижимной пружины 3 со стопорными витками 3а. Предлагаемая полезная модель позволит снизить металлоемкость, трудоемкость изготовления и сборки, а также повысить ремонтопригодность испарителя-конденсатора установки вакуумно-выпарной. Конструкция позволяет во время ремонта легко извлекать трубы для осмотра, чистки и проведения регламентных работ. 1 ил.The utility model relates to elements of desalination plant heat exchangers, in particular, to sealing of pipe fastening places in tube sheets of heat exchangers using ring seals. O-rings are formed in the form of a ring 2 from an elastic material pressed against a tube sheet 1, which is a power element and perceives the weight of the entire mass of pipes 4, external and internal pressure drops due to the clamping spring 3 with retaining coils 3a. The proposed utility model will reduce the metal consumption, the complexity of manufacturing and assembly, as well as increase the maintainability of the evaporator-condenser of the vacuum-evaporator installation. The design allows for easy removal of pipes during repair for inspection, cleaning and routine maintenance. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к элементам теплообменных аппаратов опреснительных установок, в частности к конструкции узлов закрепления труб в трубных решетках теплообменных аппаратов с использованием сальниковых уплотнений.The utility model relates to elements of desalination plant heat exchangers, in particular, to the design of pipe fixing units in tube sheets of heat exchangers using stuffing box seals.

Установка вакуумно-выпарная (УВВ), как правило, состоит из нескольких последовательных ступеней, в каждой из которых поддерживается пониженный уровень давления (и температуры) по отношению к предыдущей. Основным элементом УВВ является испаритель-конденсатор, представляющий собой пакет горизонтальных труб, закрепленных в трубных решетках. На верхний ряд труб распыляется морская вода, которая под действием силы тяжести стекает по поверхности труб вниз и далее от одного ряда труб к следующему.Vacuum evaporation (air-blast) installation, as a rule, consists of several successive stages, in each of which a reduced level of pressure (and temperature) is maintained relative to the previous one. The main element of the air-blast is an evaporator-condenser, which is a package of horizontal pipes fixed in tube sheets. Sea water is sprayed onto the upper row of pipes, which, under the action of gravity, flows down the surface of the pipes down and further from one row of pipes to the next.

Греющий пар проходит внутри труб. Так как трубы охлаждаются снаружи стекающим потоком воды, пар конденсируется в виде дистиллята (пресной воды) внутри труб, а стекающая морская вода нагревается и частично испаряется за счет выделившейся теплоты конденсации. Из-за испарения концентрация соли в морской воде увеличивается, и она накапливается в нижней части ступени в виде рассола. Образовавшийся пар имеет температуру ниже, чем греющий пар и является греющим паром для следующей ступени, в которой процесс повторяется. Снижение давления от ступени к ступени позволяет использовать рассол в последующей ступени для образования дополнительного пара при более низком давлении. Этот дополнительный пар будет конденсироваться в дистиллят внутри следующей ступени. Этот процесс повторяется от ступени к ступени. Особенность данного типа опреснительной установок заключается в том, что в ступенях испарителя-конденсатора поддерживается давление ниже атмосферного, и температура кипения исходной воды ниже 100°С. Эта особенность позволяет значительно снизить нагрузки на соединения труб с трубной решеткой.Heating steam passes inside the pipes. Since the pipes are cooled externally by a flowing stream of water, steam condenses in the form of distillate (fresh water) inside the pipes, and the flowing sea water is heated and partially evaporates due to the released heat of condensation. Due to evaporation, the concentration of salt in sea water increases, and it accumulates in the lower part of the stage in the form of a brine. The resulting steam has a temperature lower than the heating steam and is heating steam for the next stage in which the process is repeated. The pressure reduction from stage to stage allows the use of brine in the subsequent stage to form additional steam at a lower pressure. This additional steam will condense into the distillate inside the next stage. This process is repeated from step to step. The peculiarity of this type of desalination plants is that the pressure of the evaporator-condenser is maintained below atmospheric pressure, and the boiling point of the source water is below 100 ° C. This feature allows you to significantly reduce the load on the pipe connection with the tube sheet.

В процессе эксплуатации на основных элементах УВВ будут образовываться накипь, коррозия и иные отложения, что может привести к снижению производительности и полной потери работоспособности УВВ. Поэтому основным требованием к испарителю-конденсатору являются разборность и ремонтопригодность конструкции.During operation, scale, corrosion and other deposits will form on the main elements of the air-blast, which can lead to reduced productivity and a complete loss of air-blast operability. Therefore, the main requirement for the evaporator-condenser is collapsibility and maintainability of the design.

Известны типы конструкций узлов закрепления труб в трубной решетки такие, как: развальцовка, развальцовка с отбортовкой, развальцовка в очках с канавками (Стр. 365, Машиностроение. Энциклопедия / Ред. Совет: К.В. Фролов (пред.) и др. - М.: Машиностроение. Машины и аппараты химических и нефтехимических производств. Т. IV-12 / М.Б. Генералов, В.П. Александров, В.В. Алексеев и др.; Под общ. ред. М.Б. Генералова. 2004 - 832 с.; ил.).There are known types of designs of pipe fastening nodes in the tube sheet such as: flaring, flaring with flanging, flashing in glasses with grooves (Page 365, Mechanical Engineering. Encyclopedia / Ed. Tip: K.V. Frolov (previous) and others - M .: Mechanical engineering. Machines and apparatuses of chemical and petrochemical industries. T. IV-12 / M.B. Generalov, V.P. Aleksandrov, V.V. Alekseev and others; Under the general editorship of M. B. Generalov 2004 - 832 s .; ill.).

Недостатками данных типов конструкций является высокая металлоемкость, трудоемкость изготовления решеток и сборки теплообменника. Из-за неразборности затруднен (сложен) ремонт, чистка и утилизация. Для обеспечения герметичности соединений необходимо использовать для трубной решетки лист металла толщиной соизмеримой с диаметром трубки. В толстостенном листе, из которого выполняется трубная решетка, затруднено выполнение отверстий и обеспечение требуемой точности отверстий. Все вышеперечисленное значительно повышает сложность и стоимость изготовления испарителя-конденсатора УВВ.The disadvantages of these types of structures is the high metal consumption, the complexity of manufacturing grids and the assembly of the heat exchanger. Due to inseparability, repair, cleaning and disposal are difficult (complicated). To ensure the tightness of the joints, it is necessary to use a sheet of metal with a thickness commensurate with the diameter of the tube for the tube sheet. In the thick-walled sheet from which the tube sheet is made, it is difficult to make holes and ensure the required accuracy of the holes. All of the above significantly increases the complexity and cost of manufacturing an air-blast evaporator-condenser.

Известен тип конструкции узла закрепления труб в трубной решетке сваркой (Стр. 365, Машиностроение. Энциклопедия / Ред. Совет: К.В. Фролов (пред.) и др. - М.: Машиностроение. Машины и аппараты химических и нефтехимических производств. Т. IV-12 / М.Б. Генералов, В.П. Александров, В.В. Алексеев и др.; Под общ. ред. М.Б. Генералова. 2004 - 832 с.; ил.).The known type of construction of the unit for fixing pipes in the tube sheet by welding (Page 365, Mechanical Engineering. Encyclopedia / Ed. Tip: KV Frolov (previous) and others - M .: Mechanical Engineering. Machines and apparatuses of chemical and petrochemical industries. T IV-12 / M.B. Generalov, V.P. Aleksandrov, V.V. Alekseev, and others; Under the general editorship of M.B. Generalov. 2004 - 832 p .; ill.).

Недостатком данного типа конструкции является высокая трудоемкость из-за необходимости проваривать каждую трубку в трубной решетке, что обуславливает неразборность конструкции, затрудняющее ремонт и эксплуатацию.The disadvantage of this type of design is the high complexity due to the need to boil each tube in the tube sheet, which leads to the inseparability of the structure, which complicates repair and maintenance.

Наиболее близким к настоящему техническому решению является способ закрепления с помощью сальниковых уплотнений (патент SU 1329317, МПК F28F 9/14, опубл. 06.08.1985 г.). Их использование позволяет обеспечить возможность разборки теплообменника для обслуживания и ремонта.Closest to the present technical solution is a method of fixing using stuffing box seals (patent SU 1329317, IPC F28F 9/14, publ. 08/06/1985). Their use makes it possible to disassemble the heat exchanger for maintenance and repair.

Недостатком способа является необходимость устанавливать в толстостенную трубную доску каждый сальник отдельно и уплотнять его для обеспечения герметичности.The disadvantage of this method is the need to install each oil seal separately in a thick-walled tube plate and seal it to ensure tightness.

Целью решения является снижение металлоемкости трубных решеток, трудоемкости изготовления деталей решеток и общей сборки, а также обеспечение удобства ремонта и обслуживания.The aim of the solution is to reduce the metal consumption of tube sheets, the complexity of manufacturing parts of the grids and the general assembly, as well as ensuring the convenience of repair and maintenance.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, состоящем из трубных решеток с отверстиями, в которых герметично установлены охлаждаемые водой трубы, по которым движется пар и дистиллят, герметичность в каждом месте соединения трубы и решетки обеспечивается уплотнением в виде кольца из упругого материала и прижимной пружины, установленной на одной оси с трубой, причем один конец пружины жестко закреплен с ней.This goal is achieved by the fact that in a device consisting of tube sheets with holes in which water-cooled pipes are sealed, through which steam and distillate move, the tightness at each junction of the pipe and the grid is ensured by a seal in the form of a ring of elastic material and a pressure spring mounted on the same axis with the pipe, and one end of the spring is rigidly fixed with it.

Устройство поясняется чертежом, на котором изображен узел закрепления трубы испарителя конденсатора УВВ. Узел закрепления трубы содержит несущий лист решетки 1, уплотнительное кольцо 2 из упругого материала, прижимную пружину 3 со стопорными витками 3а и трубу 4 испарителя конденсатора.The device is illustrated in the drawing, which shows the unit for fixing the pipe of the evaporator of the air-blast condenser. The pipe fixing unit comprises a carrier sheet of the grating 1, a sealing ring 2 of elastic material, a compression spring 3 with retaining coils 3a, and a condenser evaporator pipe 4.

Герметичность обеспечивается по поверхности контакта уплотнительного кольца 2 и трубы 4, а также поверхности контакта кольца и трубной решетки 1, которая является силовым элементом и воспринимает вес всей массы труб 4 и внутренних сил давления. Решетка 1 при этом выполняется из листа с минимально возможной толщиной из условия обеспечения жесткости. Прижимная пружина 3 со стопорными витками 3а, диаметр которых меньше диаметра трубы прижимает торец уплотнительного кольца 2 из упругого материала к трубной решетке 1 для обеспечения герметичности соединения испарителя конденсатора УВВ. Прижимная пружина 3 фиксируется на трубе 4 за счет сил трения.Tightness is ensured along the contact surface of the sealing ring 2 and pipe 4, as well as the contact surface of the ring and the tube sheet 1, which is a power element and perceives the weight of the entire mass of pipes 4 and internal pressure forces. The lattice 1 in this case is made of a sheet with the smallest possible thickness from the condition of ensuring rigidity. The clamping spring 3 with retaining coils 3a, the diameter of which is less than the diameter of the pipe, presses the end face of the sealing ring 2 of elastic material to the tube sheet 1 to ensure the tightness of the connection of the air-blast condenser evaporator. The clamping spring 3 is fixed on the pipe 4 due to friction.

Claims (1)

Устройство для закрепления испарителя конденсатора установки вакуумно-выпарной (УВВ), состоящее из трубных решеток с отверстиями, в которых герметично установлены охлаждаемые водой трубы, по которым движется пар и дистиллят, отличающееся тем, что герметичность в каждом месте соединения трубы и решетки обеспечивается уплотнением в виде кольца из упругого материала и прижимной пружины, установленной на одной оси с трубой, причем один конец пружины жестко закреплен с ней.A device for fixing the condenser evaporator of a vacuum-evaporator (air-blast) installation, consisting of tube sheets with holes in which water-cooled pipes are sealed, through which steam and distillate move, characterized in that the tightness at each junction of the pipe and the grid is ensured by sealing in in the form of a ring of elastic material and a clamping spring mounted on the same axis as the pipe, with one end of the spring rigidly fixed to it.

Images