SU1068691A1 - Condenser and method for cleaning internal surfaces of condenser pipes - Google Patents

Abstract

1. Конденсатор, содержащий корпус с установленным внутри трубным пучком, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  процесса очистки труб от твердых отложений , трубы выполнены из сплава, обладающего эффектом пам ти формы. 2. Способ очистки внутренних поверхностей труб конденсатора по п. 1, путем периодического нагрева трубного пучка, отличающийс  тем, что нагрев производ т до температуры обратного мартенситного превращени . (Л О5 00 О5 СО ФмгЛ1. A condenser comprising a housing with a tube bundle installed inside, characterized in that, in order to simplify the process of cleaning pipes from solid deposits, the tubes are made of an alloy having a shape memory effect. 2. The method of cleaning the inner surfaces of the condenser tubes according to claim 1, by periodically heating the tube bundle, characterized in that the heating is carried out to the temperature of the reverse martensitic transformation. (L O5 00 O5 SO FMGL

Description

Изобретение отйоситс  к теплотехнике и может быть использовано в конденсаторах паровых машин большой мощности.The invention relates to heat engineering and can be used in condensers of high-power steam engines.

Известен конденсатор, содержаший корпус с установленным внутри трубным пучком , патрубки подвода и отвода рабочих сред, трубные диски 1.Known capacitor, containing the case with a tube bundle installed inside, pipe connections for supplying and discharging working media, tube plates 1.

К Недостаткам указанного конденсатора относ тс  сложность и высока  стоимость процесса очистки внутренних поверхностей труб от твердых отложений, который осуш ,ествл етс  путем промывки труб растворами кислот, что требует длительной остановки аппарата, проведени  большого объема работ, а также вредного воздействи  трав ишх растворов на поверхности труб и других элементов.The disadvantages of this condenser include the complexity and high cost of the process of cleaning the internal surfaces of pipes from solid deposits, which is dried by flushing the pipes with acid solutions, which requires a long stop of the apparatus, a large amount of work, and the harmful effects of grass solutions on the surfaces pipes and other items.

Известен конденсатор, содержаший корпус с установленным внутри трубным пучком , а также способ очистки внутренних поверхностей труб конденсатора путем периодического нагрева трубного пучка до (ю влсии  тепловых напр жений в слое от .();кений, привод п их к его разрушению 2.A capacitor is known that contains a housing with a tube bundle installed inside, as well as a method for cleaning the inner surfaces of the tubes of a capacitor by periodically heating the tube bundle to (the thermal stresses in the layer from. (); Kenyas, causing them to break. 2.

Хот  при очистке данного конденсатора исключено вредное воздействие трав щих растворов кислот На рабочие поверхности конструкции, однако недостатками конденсатора и способа его очистки  вл ютс  слокность и длительность очистки трубного ;учка от сло  твердых отложений и опасность повреждени  при чистке как самих труб трубного пучка, так и мест из заделки в трубные доски, что может привести к разгерметизации конденсатора и загр знению конденсатора.Although the cleaning of this condenser eliminates the harmful effects of acid etching solutions on the working surfaces of the structure, however, the drawbacks of the condenser and its cleaning method are the sloganity and duration of pipe cleaning, separation from the layer of solid deposits and the danger of damage during cleaning of both the tube bundle itself and places from the seal to the tube plates, which can lead to depressurization of the capacitor and contamination of the capacitor.

Целью изобретени   вл етс  упрощение процесса очистки труб от твердых отложений .The aim of the invention is to simplify the process of cleaning pipes from solid deposits.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в конденсаторе, содержащем корпус с установленным внутри трубным пучком, трубы выполнены из сплава, обладающего эффектом пам ти формы.The goal is achieved by the fact that in a capacitor containing a housing with a tube bundle installed inside, the tubes are made of an alloy with a shape memory effect.

При этом согласно способу очистки внутренних поверхностей труб конденсатора путем периодического нагрева трубного пучка нагрев производ т до температуры обратного мартенситного превращени .In this case, according to the method of cleaning the inner surfaces of the condenser tubes by periodically heating the tube bundle, the heating is carried out to the temperature of the reverse martensitic transformation.

На фиг. 1 условно показана конструкци  конденсатора, продольное сечение; на фиг. 2 - пример изменени  формы сечени  трубы, выполненной из сплава, обладающего эффектом пам ти формы (а - труба в рабочем состо нии, б - труба в период очистки от твердых отложений).FIG. 1 conventionally shows the design of the capacitor, a longitudinal section; in fig. 2 is an example of a change in the shape of a pipe section made of an alloy that has a shape memory effect (a is the pipe in working condition, b is the pipe during cleaning from solid deposits).

Конденсатор содержит корпус с пучком труб 2, выполненных из сплава, обладающего эффектом пам ти формы. Трубки 2 заделаны в трубные доски 3. Конденсатор снабжен патрубками 4 ввода охлаждающей воды, патрубками 5 ввода пара, патрубками 6 отвода нагретой охлаждающей воды, патрубками 7 отвода конденсата. НаThe condenser comprises a housing with a bundle of tubes 2 made of an alloy with a shape memory effect. Tubes 2 are embedded in tube boards 3. The condenser is equipped with nozzles 4 for introducing cooling water, nozzles 5 for introducing steam, nozzles 6 for withdrawing heated cooling water, and nozzles 7 for evacuating condensate. On

внутренней поверхности трубок 2 имеетс  слой 8 твердых отложений (фиг. 2а), про вл ющийс  в процессе эксплуатации конденсатора .The inner surface of the tubes 2 has a layer of solid deposits 8 (Fig. 2a), which appears during the operation of the condenser.

Конденсатор работает следующим образом .The capacitor works as follows.

Через патрубок 4 в конденсатор подают охлаждающую воду, котора  проходит по трубам 2 трубного пучка, и нагревшись,Through the pipe 4 to the condenser serves cooling water, which passes through the pipe 2 tube bundle, and heated,

выходит из конденсатора через патрубок 6. Одновременно в конденсатор подают пар через патрубок 5, который конденсируетс  на внешней поверхности труб 2 трубного пучка, отдава  охлаждающей воде скрытую теплцт.у парообразовани . Конденсат отводитс  из конденсатора через патрубок 7. В процессе нагрева охлаждающей воды на внутренние стенки труб 2 выпадает слой 8 твердых отложений (фиг. 2а), который снижает эффективность работы конденQ сатора как за счет снижени  интенсивности теплообмена, так и за счет уменьщени  расхода охлаждающей воды (слой 8 отложений частично перекрывает сечение труб 2). По мере роста твердых отложений начинаетс  рост температуры труб 2 и , как толь5 ко она достигнет величины Начала обратного мартенситного превращени , начинаетс  изменение формы труб 2 (фиг. 26), за счет которого слой отложений отслаиваетс  от внутренней поверхности труб 2 и выноситс  из конденсатора через патрубок 6 по tOKOM охлаждающей воды. В другом варианте (как только слой 8 твердых отложений достигнет определенной величины) временно повышают давление в паровом пространстве конденсатора, за счет чего температура в конденсаторе возрастает, и, достигнув величины, близкой к температуре обратного мартенситного превращени  сплава, трубы 2 начинают измен ть свою форму (фиг. 26), вследствие этого слой 8 отложений отслаиваетс  от внутренней по0 верхности труб 2. После этого вновь через патрубок 4 подают охлаждающую воду, трубы 2 охлаждаютс  до температуры пр мого мартенситного превращени  сплава И -восстанавливают круглую форму. Остатки сло  отложений вынос тс  из конденсатора потоком охлаждающей воды.Out of the condenser through the pipe 6. At the same time, steam is supplied to the condenser through pipe 5, which condenses on the outer surface of the tube 2 of the tube bundle, delivering to the cooling water the latent heat of vaporization. Condensate is discharged from the condenser through the nozzle 7. In the process of heating the cooling water, solid layers of sediment 8 fall out on the inner walls of pipes 2 (Fig. 2a), which reduces the efficiency of the condenser both by reducing the heat exchange rate and by reducing the cooling water flow (layer 8 of sediment partially overlaps the cross section of pipes 2). As the solid deposits grow, the temperature of the pipes 2 begins to rise and, as soon as it reaches the value of the Beginning of the reverse martensitic transformation, the shape of the pipes 2 begins to change (Fig. 26), due to which the sediment layer peels off from the inner surface of the pipes 2 and is removed from the condenser through nozzle 6 tOKOM cooling water. In another embodiment (as soon as the solid deposit layer 8 reaches a certain value), the pressure in the vapor space of the condenser temporarily increases, due to which the temperature in the condenser rises, and, reaching a value close to the temperature of the reverse martensitic transformation of the alloy, the pipes 2 begin to change their shape (Fig. 26), as a result, the sediment layer 8 peels off from the inner surface of pipes 2. After that, cooling water is again supplied through pipe 4, pipes 2 are cooled to the temperature of direct martensite Rotate the alloy and regenerate a circular shape. The residual sediment layer is removed from the condenser by a stream of cooling water.

Предлагаемый способ очистки основан на использовании эффекта пам ти формы в сплавах, заключающегос  в том, что р д металлических сплавов со структурой упор доченного термоупругого, внутренне двойникованного мартенсита способны при нагреве их выше некоторой температуры вспоминать (восстанавливать) свою предыдущую форму. В насто щее врем  известно боль5 щое число подобных сплавов. К Ним, в частности относ тс : иитинол (сплав Ni +Ti), сплавы Си + Zn; Си +Zn + Si; Аи + Cd; Ni + Al; Си + Al + N4; Си 4- Sn; и т.д.The proposed purification method is based on the use of the shape memory effect in alloys, which consists in the fact that a series of metal alloys with the structure of ordered thermoelastic, internally twinned martensite are capable of (restore) their previous shape when heated above a certain temperature. At present, a great number of such alloys are known. These include, in particular, iitinol (Ni + Ti alloy), Cu + Zn alloys; Cu + Zn + Si; Au + Cd; Ni + Al; Cu + Al + N4; Si 4- Sn; etc.

Эффектом запоминани  формы обладает также р д нержавеющих сталей, широко выпускаемых промышленностью. Обучив трубы 2 из подобного сплава двум отличным друг от друга формам, например круглой (как наиболее удобной дл  заделки в трубные доски) и овальной (в принципе любой форме, отличной от круглой), можно сильно упростить и ускорить процесс очистки конденсатора от сло  8 твердых отложений . Обучение сплавов производитс  по следующей методике: трубам 2 придают овальную форму (поперечное сечение труб 2 имеет вид овала), затем закаливают их из / области, а круглую форму придают им при температуре выше конца обратного мартенситйого превращени  сплава, после чего круглую форму фиксируют в оправке путем отпуска.A number of stainless steels, widely produced by industry, also have a shape memory effect. By training pipes 2 of such an alloy to two different shapes, for example, round (as most convenient for embedding into tube sheets) and oval (in principle, any shape other than round), you can greatly simplify and speed up the process of cleaning the capacitor from solid layer 8 sediments. Alloys are trained according to the following method: pipes 2 are given an oval shape (the cross section of pipes 2 has the shape of an oval), then they are quenched from the / region, and they are given a round shape at a temperature above the end of the reverse martensite transformation of the alloy, after which the round shape is fixed in the mandrel by vacation.

После обучени  труб 2 по изложенной методике они имеют круглое сечение при рабочей температуре конденсатора. При нагреве их до температуры обратного мартенситного превращени  трубы 2 «вспоминают овальную форму. При переходе от круглой формы к овальной (или любой другой, отличной от круглой) растрескиваетс  и осыпаетс  хрупкий слой 8 твердых отложений (остатки сло  8 смываютс  охлаждающей водой при включении конденсатора в работу). Число циклов изменени  формы до разрущени  металла весьма велико и достигает 10 при напр жении деформации пор дка 50 кг/мм ,что вполне достаточно дл  разрушени  сло  8 отложений .After training the pipes 2 according to the method described, they have a circular cross-section at the operating temperature of the condenser. When heated to the temperature of the reverse martensitic transformation of the pipe 2, they recall the oval shape. When going from a round shape to an oval (or any other than a round shape), the fragile layer 8 of solid deposits cracks and falls off (the remnants of layer 8 are washed off with cooling water when the condenser is put into operation). The number of cycles of change in shape to the destruction of the metal is very large and reaches 10 under a strain of strain of about 50 kg / mm, which is quite enough to destroy the layer of 8 deposits.

Так как температура обратного мартенситного превращени  может быть всего на несколько градусов выше рабочей температуры конденсатор, то при такой очистке не происходит сильных удлинений трубного пучка, т.е. не нарушаетс  герметичность конденсатора в местах заделки труб 2 в трубные доски 3.Since the temperature of the reverse martensitic transformation can be just a few degrees higher than the operating temperature of the condenser, with such a cleaning, there is no strong elongation of the tube bundle, i.e. the tightness of the condenser is not disturbed in the places where the pipes 2 are inserted into the tube sheets 3.

Дл  увеличени  срока службы конденсатора целесообразно придавать овальную или другую форму не всей трубке 2, а только в тех ее местах, в которых она не заделана в трубные доски 3. В этом случае в местах заделки труб 2 в трубные доски 3 не будет происходить превращение формы, т.е. будут отсутствовать лишние напр жени  в местах уплотнени  труб 2.In order to increase the service life of a capacitor, it is advisable to give an oval or other shape not to the whole tube 2, but only in those places where it is not embedded in the tube plates 3. In this case, the shape of the tubes will not turn into tube boards 3 i.e. there will be no excess voltages in the places of the pipe 2 sealing.

Таким образом, упрощаетс  процесс очистки труб 2 от твердых отложений.Thus, the process of cleaning the pipes 2 from solid deposits is simplified.

г 2g 2

фи8.2fi8.2

Claims (2)

1. Конденсатор, содержащий корпус с установленным внутри трубным пучком, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса очистки труб от твердых отложений, трубы выполнены из сплава, обладающего эффектом памяти формы.1. A capacitor comprising a housing with a tube bundle installed inside, characterized in that, in order to simplify the process of cleaning pipes from solid deposits, the pipes are made of an alloy having a shape memory effect. 2. Способ очистки внутренних поверхностей труб конденсатора по π. 1, путем периодического нагрева трубного пучка, отличающийся тем, что нагрев производят до температуры обратного мартенситного превращения.2. The method of cleaning the inner surfaces of the pipes of the condenser in π. 1, by periodically heating the tube bundle, characterized in that the heating is carried out to a temperature of reverse martensitic transformation.