RU2697073C1

RU2697073C1 - Main capacitor

Info

Publication number: RU2697073C1
Application number: RU2018136004A
Authority: RU
Inventors: Наталья Викторовна Волкова; Владимир Иванович Голованов
Original assignee: Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр"
Priority date: 2018-10-11
Filing date: 2018-10-11
Publication date: 2019-08-12

Abstract

FIELD: shipbuilding.

SUBSTANCE: invention relates to systems of power nuclear plants and can be used in shipbuilding. Main condenser consists of a receiving water chamber with a cover, a receiving water pipe, a cast water chamber with a cover, a cast water pipe and a housing. In upper part of housing there is an inlet branch pipe for waste steam, in lower part - condensate collector. Inside the housing there installed are two pipe plates, between which tubes are located. In the receiving water chamber there is a guide vane located between the outlet of the receiving water pipe and the tube plate so that the portion of the flow area of the receiving water pipe located above the inlet edge of the blade is one and a half to two times greater than the fraction of the area of the tube plate located above the output edge of the blade.

EFFECT: technical result is providing uniformity of condensation and reduced dimensions or required flow rate of cooling (outboard) water.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к элементам систем энергетических атомных установок и может быть использовано в любых отраслях промышленности, в которых они используются, в первую очередь, в судостроении.The invention relates to elements of systems of nuclear power plants and can be used in any industries in which they are used, primarily in shipbuilding.

Наиболее близким техническим решением является главный конденсатор, схема которого приведена на сайте http://studopedia.ru/l0 130400 ustroystvo-glavnogo-kondensatora.html.The closest technical solution is the main capacitor, the circuit of which is given on the website http://studopedia.ru/l0 130400 ustroystvo-glavnogo-kondensatora.html.

На кораблях и судах с атомной энергетической установкой в ее составе обязательно присутствует главный конденсатор. Это устройство представляет собой кожухотрубный теплообменный аппарат, в котором происходит конденсация отработанного пара и последующее охлаждение сконденсированной воды. Охлаждающей средой в этом случае является забортная вода.On ships and vessels with a nuclear power plant, a main capacitor is necessarily present in its composition. This device is a shell-and-tube heat exchanger in which the condensation of the spent steam and the subsequent cooling of the condensed water takes place. The cooling medium in this case is sea water.

Главный конденсатор представляет собой корпус, выполненный в виде трубы, по торцам которой размещены трубные доски. Между трубными досками помещен трубный пучок, состоящий из теплообменных трубок, концы которых герметично развальцованы в трубных досках. Сверху корпуса главного конденсатора установлен приемный патрубок для подачи отработанного пара. В нижней части корпуса размещен патрубок для отвода охлажденной среды (конденсата). На торцах корпуса главного конденсатора установлены приемная и отливная водяные камеры с водяными патрубками, через которые забортная вода подается на вход трубного пучка и сливается с него.The main capacitor is a housing made in the form of a pipe, at the ends of which are placed tube boards. Between the tube plates is placed a tube bundle consisting of heat exchange tubes, the ends of which are hermetically flared in the tube plates. On top of the main condenser housing, a receiving pipe for supplying exhaust steam is installed. In the lower part of the housing there is a nozzle for draining the cooled medium (condensate). At the ends of the main condenser body, a receiving and casting water chambers with water pipes are installed, through which outboard water is supplied to the inlet of the tube bundle and discharged from it.

Основным недостатком данной конструкции является неравномерная по высоте трубного пучка конденсация пара.The main disadvantage of this design is the condensation of steam uneven in height of the tube bundle.

Охлаждающая вода, поступающая в приемную водяную камеру, неравномерно подается на все теплообменные трубки. Максимум ее подачи формируется в области, расположенной напротив приемного патрубка. В силу этого конденсация основного количества пара происходит не на верхних рядах теплообменных трубок, а в трубках, расположенных напротив зоны максимальной подачи охлаждающей воды. Это обстоятельство приводит к необоснованному завышению количества трубок и, соответственно, к увеличению объема конденсатора.The cooling water entering the receiving water chamber is unevenly supplied to all heat transfer tubes. The maximum of its supply is formed in the area located opposite the receiving pipe. Because of this, the condensation of the main quantity of steam occurs not in the upper rows of the heat exchange tubes, but in tubes located opposite the zone of maximum supply of cooling water. This circumstance leads to an unreasonable overestimation of the number of tubes and, accordingly, to an increase in the volume of the capacitor.

Техническим результатом изобретения является равномерность конденсации пара за счет размещения в приемной водяной камере главного конденсатора направляющих лопаток. Одновременно достигается уменьшение размеров главного конденсатора, либо уменьшение требуемого расхода охлаждающей (забортной) воды.The technical result of the invention is the uniformity of steam condensation due to the placement of guide vanes in the receiving water chamber of the main condenser. At the same time, a reduction in the size of the main condenser is achieved, or a decrease in the required flow rate of cooling (outboard) water.

Технический результат достигается следующим образом. Главный конденсатор, состоящий из приемной водяной камеры с крышкой, приемного водяного патрубка, отливной водяной камеры с крышкой, отливного водяного патрубка и корпуса, в верхней части которого размещен входной патрубок для отработанного пара, а в нижней части - конденсатосборник, внутри корпуса установлены две трубные доски, между которыми расположены трубки, по изобретению, в приемной водяной камере установлена, по меньшей мере, одна направляющая лопатка, расположенная между выходом приемного водяного патрубка и трубной доской так, что доля площади проходного сечения приемного водяного патрубка, расположенная выше входного края лопатки, в полтора - два раза больше доли площади трубной доски, расположенной выше выходного края лопатки.The technical result is achieved as follows. The main condenser, consisting of a receiving water chamber with a lid, a receiving water nozzle, a casting water chamber with a lid, a casting water nozzle and a casing, in the upper part of which there is an inlet pipe for exhaust steam, and in the lower part there is a condensate collector, two pipe boards, between which the tubes are located, according to the invention, at least one guide vane is installed in the receiving water chamber located between the outlet of the receiving water pipe and the tube board so that the fraction of the passage area of the receiving water pipe located above the inlet edge of the scapula is one and a half to two times the proportion of the area of the tube plate located above the outlet edge of the scapula.

Сущность конструкции предлагаемого изобретения пояснена на рисунках фиг. 1 и фиг. 2.The essence of the design of the invention is illustrated in the drawings of FIG. 1 and FIG. 2.

На фиг. 1 представлена схема главного конденсатора.In FIG. 1 shows a diagram of a main capacitor.

На фиг. 2 - схема установки направляющей лопатки в приемной водяной камере главного конденсатора.In FIG. 2 is a schematic diagram of a guide vane installation in a receiving water chamber of a main condenser.

Главный конденсатор состоит из выполненного в виде толстостенной трубы корпуса 1, торцы которого закрыты трубными досками 2. Между трубными досками установлены трубки 3, концы которых развальцованы в отверстиях трубных досок 2. На торцах главного конденсатора размещены приемная 4 и отливная 5 водяные камеры, которые имеют соответствующие крышки 6 и 7. К крышке приемной водяной камеры 6 подведен приемный патрубок 8, а к крышке отливной водяной камеры 7 подведен отливной патрубок 9. В приемной водяной камере расположена одна направляющая лопатка 10, расположенная между выходом приемного водяного патрубка 8 и трубной доской 2, так, что доля площади проходного сечения приемного водяного патрубка 8, расположенная выше входного края лопатки 10, в полтора - два раза больше доли площади трубной доски 2, расположенной выше выходного края лопатки 10, т.е.The main condenser consists of a body 1 made in the form of a thick-walled pipe, the ends of which are closed by the tube plates 2. Between the tube plates are installed tubes 3, the ends of which are flared in the holes of the tube plates 2. At the ends of the main condenser there are a receiving 4 and a casting 5 water chambers, which have corresponding lids 6 and 7. A receiving nozzle 8 is brought to the cover of the receiving water chamber 6, and a casting nozzle 9 is brought to the cover of the casting water chamber 7. One guide vane is located in the receiving water chamber 10, located between the outlet of the receiving water pipe 8 and the tube plate 2, so that the fraction of the passage area of the receiving water pipe 8, located above the inlet edge of the blade 10, is one and a half to two times larger than the proportion of the area of the tube board 2 located above the outlet edge of the blade 10, i.e.

Предлагаемая конструкция работает следующим образом. Охлаждающая (забортная) вода поступает в приемную водяную камеру 4 главного конденсатора по приемному водяному патрубку 8. Вследствие наличия в приемной камере 4 главного конденсатора направляющей лопатки 10 изменяется распределение расхода охлаждающей воды по высоте трубной доски 2 таким образом, что на верхние ряды теплообменных трубок 3 поступает охлаждающей воды больше, чем на нижние ряды теплообменных трубок 3. При этом, соответственно, увеличивается скорость охлаждающей воды в теплообменных трубках, что, в свою очередь, приводит к увеличению теплосъема с охлаждаемой среды на верхних рядах трубок 3. Увеличение теплосъема с охлаждаемой среды на верхних рядах трубок 3 приводит к более быстрой конденсации пара в верхней части внутреннего объема главного конденсатора. Изменяя угол наклона направляющей лопатки 10 (или их количество), можно перераспределять соотношение между расходами охлаждающей воды в верхних и нижних рядах теплообменных трубок 3.The proposed design works as follows. Cooling (outboard) water enters the receiving water chamber 4 of the main condenser through the receiving water pipe 8. Due to the presence in the receiving chamber 4 of the main condenser of the guide vane 10, the distribution of the cooling water flow over the height of the tube plate 2 changes so that the upper rows of heat transfer tubes 3 cooling water flows more than to the lower rows of heat transfer tubes 3. In this case, accordingly, the cooling water speed in the heat exchange tubes increases, which, in turn, leads to the increase in heat removal from the cooled medium in the upper rows of tubes 3. An increase in heat removal from the cooled medium in the upper rows of tubes 3 leads to faster condensation of steam in the upper part of the internal volume of the main condenser. By changing the angle of inclination of the guide vane 10 (or their number), it is possible to redistribute the ratio between the flow rates of cooling water in the upper and lower rows of the heat transfer tubes 3.

В случае реализации предлагаемого технического решения появляется возможность либо уменьшения количества теплообменных трубок 3 и, соответственно, размеров главного конденсатора, либо уменьшения требуемого расхода охлаждающей (забортной) воды.In the case of the implementation of the proposed technical solution, it becomes possible either to reduce the number of heat exchange tubes 3 and, accordingly, the dimensions of the main condenser, or to reduce the required flow rate of cooling (outboard) water.

Claims

The main condenser, consisting of a receiving water chamber with a lid, a receiving water nozzle, a casting water chamber with a lid, a casting water nozzle and a casing, in the upper part of which there is an inlet pipe for exhaust steam, and in the lower part there is a condensate collector, two pipe boards between which tubes are located, characterized in that at least one guide vane is located in the inlet water chamber located between the outlet of the inlet water pipe and the tube board so that the fraction of the area of the passage section of the inlet water pipe located above the inlet edge of the scapula is one and a half to two times larger than the proportion of the area of the tube plate located above the outlet edge of the scapula.