RU2648394C2 - Water chamber of a horizontal line heater - Google Patents

Abstract

FIELD: heating.

SUBSTANCE: invention relates to heat engineering, to water chambers of horizontal line heaters. Water chamber with longitudinal partitions and manholes to each turn of a horizontal line heater. Longitudinal partitions are fixed to the bottom and the tube board by a welded or detachable connection inside the chamber. Longitudinal partitions are composed of two parts connected by a detachable connection.

EFFECT: invention is aimed at uniform distribution of the load from the pressure to the bottom and the tube board.

1 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике, к сетевым подогревателям горизонтального типа, которые применяются в теплофикационных установках для подогрева сетевой воды.The invention relates to a power system, to horizontal type network heaters, which are used in heating plants for heating network water.

Существующие конструкции сетевого подогревателя горизонтального типа имеют входную и поворотную водяные камеры, которые закрываются эллиптическими днищами (Теплообменники энергетических установок. Аронсон К.Е., Блинков С.Н., Брезгин В.И. и др. /Под редакцией Бродова Ю.М. Екатеринбург: изд-во "Сократ", 2002 г., 968 с. рис. 4.11). Днища большого диаметра (2500…3200 мм) присоединяются к камерам с помощью фланцевых соединений, обеспечение плотности которых при больших нагрузках представляет сложную техническую задачу. Для уменьшения нагрузки на днище, трубную доску, фланцевое соединение (соответственно уменьшения их толщин) применяются анкерные связи (рис. 7.9 в цитируемой книге).Existing designs of a horizontal type network heater have an inlet and a rotary water chambers that are closed by elliptical bottoms (Heat exchangers of power plants. Aronson K.E., Blinkov S.N., Brezgin V.I. et al. / Edited by Yu. M. Brodov Yekaterinburg: Sokrat Publishing House, 2002, 968 p. Fig. 4.11). Bottoms of large diameter (2500 ... 3200 mm) are connected to the chambers using flange connections, the density of which at high loads is a difficult technical task. To reduce the load on the bottom, tube plate, flange connection (respectively, reduce their thickness), anchor ties are used (Fig. 7.9 in the cited book).

Камеру с анкерными связями принимаем за прототип. В этом случае требуется изготовление специальных анкерных связей, установка которых трудоемка.We take the camera with anchor links as a prototype. In this case, the manufacture of special anchor ties is required, the installation of which is time-consuming.

Целью данного изобретения является упрощение конструкции камеры сетевого подогревателя, которая достигается тем, что для уменьшения нагрузок на днище и трубную доску вместо анкерных связей предлагается использовать имеющиеся продольные перегородки между камерами ходов. В прежних конструкциях продольные перегородки приваривались с одной из сторон к днищу или трубной доске, а с другой стороны имели подвижное уплотнение. Перегородки имеют достаточную толщину (20 мм) и в четырехходовом подогревателе расположены таким образом, что могут заменить анкерные связи. Для этого предлагается выполнить жесткое соединение перегородки с днищем и трубной доской. Для удобства съема днища одно из соединений должно быть разъемным. Имеющиеся люки позволяют выполнить разъемное резьбовое соединение перегородки с днищем или трубной доской. Возможно разделение перегородки на две части, одна из которых приваривается к трубной доске, вторая часть приваривается к днищу, а между собой они соединяются разъемным резьбовым соединением.The aim of the present invention is to simplify the design of the network heater chamber, which is achieved by the fact that to reduce the loads on the bottom and the tube plate, it is proposed to use the existing longitudinal partitions between the passage chambers instead of anchor ties. In previous designs, longitudinal partitions were welded on one side to the bottom or tube plate, and on the other hand had a movable seal. The partitions are of sufficient thickness (20 mm) and are arranged in a four-way heater so that they can replace the anchor ties. To do this, it is proposed to perform a rigid connection of the partition with the bottom and the tube plate. For ease of removal of the bottom, one of the connections should be detachable. Existing hatches allow you to make a detachable threaded connection of the partition with the bottom or tube plate. It is possible to divide the partition into two parts, one of which is welded to the tube plate, the second part is welded to the bottom, and they are interconnected by a detachable threaded connection.

На фиг. 1 показана конструкция предлагаемой входной камеры четырехходового сетевого подогревателя с плоским днищем. Она образована цилиндрической обечайкой 4, приваренной к трубной доске 3, и плоским днищем 2, присоединенным к обечайке фланцевым соединением со шпильками 5. In FIG. 1 shows the design of the proposed input camera four-way network heater with a flat bottom. It is formed by a cylindrical shell 4, welded to the tube plate 3, and a flat bottom 2, attached to the shell by a flange connection with studs 5.

На фиг. 2 показан вид А со стороны смотровых люков 6. Входная камера обычно имеет смещение относительно центра корпуса для улучшения подвода пара. Расположение перегородок 1 и разъемных резьбовых соединений 7, показанных штриховыми линиями, так как находятся внутри, обеспечивает равномерное распределение нагрузки от давление на днище и трубную доску. Из фиг. 2 следует, что средний размер каждой не ужесточенной части днища уменьшается примерно в 2-3 раза по сравнению со свободным днищем, что приводит к уменьшению максимальных напряжений в 4-9 раз. Это позволяет вместо эллиптического днища использовать более простое плоское. Для ужесточения днища и уменьшения его толщины могут применятся дополнительные ребра жесткости. Предлагаемая конструкция целесообразна и для эллиптического днища, так как она уменьшает его толщину и разгружает фланцевое соединение.In FIG. 2 shows a view A from the side of the inspection hatches 6. The inlet chamber usually has an offset from the center of the housing to improve the supply of steam. The location of the partitions 1 and detachable threaded connections 7, shown by dashed lines, as they are inside, provides an even distribution of the load from the pressure on the bottom and the tube plate. From FIG. 2 it follows that the average size of each not toughened part of the bottom decreases by about 2–3 times in comparison with the free bottom, which leads to a decrease in maximum stresses by 4–9 times. This allows you to use a simpler flat instead of an elliptical bottom. To tighten the bottom and reduce its thickness, additional stiffeners can be used. The proposed design is also suitable for an elliptical bottom, as it reduces its thickness and unloads the flange connection.

Наличие смотровых люков, достаточных для доступа монтажника внутрь камеры, позволяет предложить следующие три варианта конструкции разъемного резьбового соединения перегородок.The presence of inspection hatches sufficient for the installer to access the chamber allows us to offer the following three design options for the detachable threaded connection of the partitions.

На фиг. 3 показан первый вариант, когда перегородка приваривается к трубной доске (шов α) и присоединяется разъемным резьбовым соединением к днищу. Для этого к днищу привариваются две бобышки 8 с внутренней резьбой, а к перегородке 1 - две бобышки 9 с отверстиями для винтов. После установки днища на место монтажник заворачивает винты 10, при этом создавая натяг в соединении, прикладывая определенный крутящий момент. Для снятия днища все соединения развинчиваются.In FIG. Figure 3 shows the first option when the partition is welded to the tube plate (seam α) and attached with a detachable threaded connection to the bottom. To do this, two bosses 8 with internal thread are welded to the bottom, and two bosses 9 with holes for screws to the partition 1. After installing the bottom in place, the installer tightens the screws 10, while creating a tightness in the connection, applying a certain torque. To remove the bottom, all connections are unscrewed.

На фиг. 4 показан второй вариант, когда перегородка приваривается к днищу (шов β) и присоединяется разъемным резьбовым соединением к трубной доске. Для этого к трубной доске привариваются две бобышки 8 с внутренней резьбой, а к перегородке 1 две бобышки 9 с отверстиями для винтов. После установки днища на место монтажник заворачивает винты 10, при этом создавая натяг в соединении, прикладывая определенный крутящий момент. Для снятия днища все соединения развинчиваются.In FIG. 4 shows the second option, when the partition is welded to the bottom (seam β) and is connected by a detachable threaded connection to the tube plate. For this, two bosses 8 with internal thread are welded to the tube plate, and two boss 9 with holes for screws to the partition 1. After installing the bottom in place, the installer tightens the screws 10, while creating a tightness in the connection, applying a certain torque. To remove the bottom, all connections are unscrewed.

На фиг. 5 показан третий вариант, когда перегородка состоит из двух частей, одна из которых 11 приваривается к днищу (шов γ), а другая 12 приваривается к трубной доске (шов δ) и соединяются между собой разъемным резьбовым соединением. Для этого к нижней перегородке 12 привариваются две бобышки 8 с внутренней резьбой, а к перегородке 11 две бобышки 9 с отверстиями для винтов. После установки днища на место монтажник заворачивает винты 10, при этом создавая натяг в соединении, прикладывая определенный крутящий момент. Для снятия днища все соединения развинчиваются.In FIG. 5 shows the third option, when the partition consists of two parts, one of which 11 is welded to the bottom (seam γ), and the other 12 is welded to the tube plate (seam δ) and interconnected by a detachable threaded connection. For this, two bosses 8 with internal thread are welded to the lower partition 12, and two boss 9 with holes for screws to the partition 11. After installing the bottom in place, the installer tightens the screws 10, while creating a tightness in the connection, applying a certain torque. To remove the bottom, all connections are unscrewed.

Во всех случаях возможно применение шпилечного соединения или болтового соединения с гайкой. Но предпочтительнее винтовое соединение, так как в этом случае резьба меньше всего подвержена контакту с водой. В случае невозможности отвинчивания соединение разрушается срезом бобышек. При следующем монтаже привариваются новые бобышки.In all cases, it is possible to use a hairpin connection or a bolted connection with a nut. But a screw connection is preferable, since in this case the thread is less exposed to contact with water. If it is not possible to unscrew, the joint is destroyed by the cut of the bosses. At the next installation, new bosses are welded.

В поворотной камере имеется меньшее количество перегородок, в местах отсутствия которых могут быть установлены отдельные перегородки небольшой ширины для более равномерного распределения нагрузки на днище.In the rotary chamber there is a smaller number of partitions, in places of absence of which individual partitions of small width can be installed for a more even distribution of the load on the bottom.

Целесообразно использование перегородок, передающих продольные усилия, и с эллиптическими днищами, так как это приводит к уменьшению толщины трубной доски и разгрузке фланцевого соединения днища.It is advisable to use partitions that transmit longitudinal forces, and with elliptical bottoms, as this leads to a decrease in the thickness of the tube plate and unloading the flange of the bottom.

Расчеты показывают, что применение входной камеры с приварными перегородками существенно уменьшает нагрузки на трубную доску и ее можно утонить с 110-140 мм до 60 мм, т.е. до минимальной толщины, определяемой условиями плотности вальцовочного соединения трубок.Calculations show that the use of an inlet chamber with welded partitions significantly reduces the load on the tube plate and it can be thinned from 110-140 mm to 60 mm, i.e. to the minimum thickness determined by the conditions of the density of the rolling connection of the tubes.

При использовании эллиптического днища с большой радиальной жесткостью на краях необходимо в поворотной камере устанавливать дополнительную менее жесткую цилиндрическую обечайку между днищем и трубной доской. При использовании крышки с плоским днищем и цилиндрической обечайкой необходимости в дополнительной камере нет.When using an elliptical bottom with a large radial stiffness at the edges, it is necessary to install an additional less rigid cylindrical shell around the bottom and the tube plate in the rotary chamber. When using a cover with a flat bottom and a cylindrical shell, there is no need for an additional chamber.

Так как перегородки передают продольные усилия, изобретение имеет следующий технический результат:Since the partitions transmit longitudinal forces, the invention has the following technical result:

- Заменить эллиптическое днище, которое имеет стандартный ряд значений диаметров и изготовляется штамповкой на прессе большой мощности, на плоское, которое изготовляется из листа металла.- Replace the elliptical bottom, which has a standard range of diameters and is made by stamping on a high power press, with a flat one, which is made of a metal sheet.

- Уменьшить нагрузку на фланцевое соединение и соответственно уменьшить количество шпилек и улучшить его плотность.- Reduce the load on the flange connection and accordingly reduce the number of studs and improve its density.

- Уменьшить напряжение в трубной доске и утонить ее до 60 мм.- Reduce the stress in the tube plate and thin it to 60 mm.

- Отказаться от дополнительной цилиндрической обечайки, присоединяемой к эллиптическому днищу в поворотной камере и соответственно уменьшить длину подогревателя на 400-800 мм.- Refuse from the additional cylindrical shell attached to the elliptical bottom in the rotary chamber and, accordingly, reduce the length of the heater by 400-800 mm.

Claims (2)

1. Водяная камера с продольными перегородками и люками к каждому ходу сетевого подогревателя горизонтального типа, отличающаяся тем, что продольные перегородки скреплены с днищем и трубной доской сварным или разъемным соединением внутри камеры.1. A water chamber with longitudinal partitions and hatches for each stroke of the horizontal type network heater, characterized in that the longitudinal partitions are fastened to the bottom and the tube plate by a welded or detachable connection inside the chamber. 2. Водяная камера по п. 1, отличающаяся тем, что продольные перегородки состоят из двух частей, соединенных между собой разъемным соединением.2. The water chamber according to claim 1, characterized in that the longitudinal partitions consist of two parts interconnected by a detachable connection.

Images