[發明專利]蒸汽過熱器

在審

• 申請號: 201680087232.2
• 申請日: 2016-09-30
• 公開（公告）號: CN110446888A
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: V·B·特倫金;O·V·蘇奇科夫;V·V·馬爾金;V·A·馬蒂諾夫;A·E·博多科夫
• 申請（專利權）人: 西奧-波多利斯克機械制造廠公開股份公司
• 主分類號: F22B37/00
• 分類號: F22B37/00;F22B37/26
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 吳鵬;張魯濱

本發明涉及動力工程領域，特別是用于核電站汽輪機的蒸汽分離和過熱汽溫系統。本發明旨在解決保持傳熱效率時重量和尺寸減小的問題。在本發明中該問題通過以下方法解決：第一級和第二級管束垂直地安裝在同一高度上，使得其與殼體內部之間有兩個進口分段收集管和一個楔形排氣集管，楔形排氣集管轉角為10°至90°，蒸汽出口管位于在垂直殼體中楔形出氣集管對面。重量和尺寸的實際減少為18?25％，這使在緊湊系統中使用該解決方案來蒸汽分離和過熱。

本發明涉及動力工程領域，特別是用于核電站汽輪機的蒸汽分離和蒸汽過熱系統。

已知一種核電站汽輪機的蒸汽過熱器，包括殼體，并位于分離器上方。蒸汽過熱器包含管束式熱交換管。管束平行于其垂直軸線安裝在殼體中，并且分成矩形截面的兩塊(俄羅斯聯邦實用新型專利No.54271U1，IPCН02К7/00，發布于2006年6月10日)。

已知一種用于使汽輪機過熱的蒸汽過熱器，(俄羅斯聯邦實用新型專利No.88774U1，IPC F22B 37/26，發布于2009年11月20日)其內置于殼體中并由長方體形式的管束組成。管束安裝平行于其垂直軸線。

為原型選擇的技術解決方案是一種蒸汽過熱器，其被包含于分離器過熱器。它由在垂直殼體中第一級管束和第二級管束組成，并且管束位于彼此之上(專利RU 2522273，發布于2014年7月10日)。

由于蒸汽過熱器中第一級管束在第二級管束彼此之上，這種蒸汽過熱器設計的缺點是很高的高度，這導致設備的重量和尺寸的增加，制造的高難度和高成本以及特殊運輸要求。當第一和第二蒸汽過熱器彼此相鄰(平行)安裝時，第一和第二蒸汽過熱器后面的出氣集管中的流通截面面積減小，通過增加液壓阻力和流速分布不均勻度而降低熱交換效率。

本發明旨在解決保持傳熱效率時重量和尺寸減小的問題。

在本發明中該問題通過以下方法解決：第一級和第二級管束垂直的安裝在相同高度上，使得它們與殼體內部之間形成兩個進口分段收集管和一個楔形排氣集管，楔形排氣集管轉角為10°至90°，蒸汽出口套管位于楔形排氣歧管對面垂直殼體中。

附圖1、2說明本發明：

圖1-蒸汽過熱器的縱截面；

圖2-圖1中A-A剖面。

蒸汽過熱器包括殼體1，其中兩個熱交換管束2、3放置。兩個管束中的傳熱表面4平行于其垂直軸線5安裝在殼體1中。傳熱表面被分成兩部分并且相對于彼此成角度，它們形成兩個進口分段收集管6、7和一個楔形排氣集管8。

管束中的傳熱表面之間的角度為10°至90°。

蒸汽過熱器工作原理如下：

通過進氣套管9濕蒸汽進入過熱器的下部，蒸汽從那里進入進口分段收集管6、7，然后進入第一級2和第二級3的管束的傳熱表面。在傳熱表面上，蒸汽由于加熱蒸汽通過管內的傳熱表面而過熱。

從過熱器里過熱蒸汽進入楔形排氣集管并通過套管9離開過熱器。

由于蒸汽過熱器的傳熱表面相對于彼此分開并成角度的事實，兩個進氣楔形集管6、7和一個楔形排氣集管8形成。它們提供足夠的流通截面面積以確保有效的熱交換和低阻力。結果是，與原型相比，過熱器具有相同的效率，同時殼體1的尺寸減小。

另外，出氣套管10與出氣集管8放在相同水平桌面上，以便降低工作蒸汽的阻力并確保熱交換的效率。

對傳熱表面最佳蒸汽流速(由沖壓空氣面積提供)以及從蒸汽過熱器管束里的入口和出口處均勻分布蒸汽流并確保沿著殼體直徑的緊湊布置的需要來確定過熱器中管束表面之間角度在10°至90°范圍內的優化。角度小于10°時，由于其流通截面面積的減小，在出氣集管8中會發生阻力的增加。角度大于90°時，由于在殼體恒定直徑情況下傳熱表面的面積縮小，會降低熱交換效率。

這些角度是通過構建數學模型和試驗臺上試驗吹除獲得的。

因此，該技術問題(保持傳熱效率時重量和尺寸減小的問題)解決了，重量和尺寸的實際減少為18-25％，這使在緊湊系統中使用該解決方案來蒸汽分離和過熱。