Производство подогревателей высокого давления ПВД
Компания «Неваэнергоатом» предлагает обширную номенклатуру кожухотрубчатых теплообменников с u образными трубками для атомных и тепловых станций. Мы осуществляем не только непосредственное изготовление, но и проектирование оборудования с учётом предоставляемых заказчиками исходных параметров и условий эксплуатации агрегатов. Для соединения труб мы используем фланцевые элементы, благодаря чему обеспечивается высокая надёжность стыков и удобство выполнения ремонтно-профилактических работ. Замена узла при возникновении такой необходимости тоже не вызывает никаких проблем. Наш завод производит узлы и комплектующие для любого ремонта.
Линейка подогревателей для ТЭЦ включает несколько типоразмеров. Мы используем коллекторный тип конструкции с вертикальным кожухом. Благодаря наличию современных производственных мощностей мы можем изготавливать оборудование в соответствии с любыми потребностями заказчиков. Размеры установок и толщина стенок изделий могут быть любыми, в рамках решения технической задачи.
Оросительные теплообменники
Оросительные теплообменники — это ряд прямых труб, которые расположены одна над другой и орошаются водой снаружи. При помощи сварки трубы соединяют на фланцах коленами. Главным образом оросительные теплообменники используют как холодильники для газов и жидкостей, а также в качестве конденсаторов. Вода, которая через желоб равномерно подается сверху, частично испаряется. Поэтому ее расход в оросительных теплообменниках ниже, чем в других холодильниках.
Оросительные теплообменники просты в изготовлении и эксплуатации, но отличаются крупными габаритами и низкой интенсивностью теплового обмена.
ОБЪЕМ ПОСТАВКИ
4.1. В объем поставки
предприятия-поставщика должны входить:
собственно подогреватель;
регулирующий клапан уровня конденсата;
термометры с оправами или стандартные
термопары (термометры сопротивления) с устройствами для их установки для
измерения температуры воды (2 шт.) и пара (не менее 1 шт.), в случае, если они
устанавливаются непосредственно на подогревателе и его патрубках;
вентили для выпуска воздуха из водяного
пространства подогревателя при рабочем давлении Pр£ 22 кгс/см2 (1
шт.), при рабочем давлении Pр ³ 22 кгс/см2 (2 шт.); в последнем случае они
устанавливаются последовательно;
водоуказательный прибор (не менее 1 шт.);
манометр для замера давления пара (1 шт.)
и детали для его подключения;
уравнительный сосуд для присоединения
датчика дистанционного указателя и регулятора уровня конденсата в паровом
пространстве подогревателя.
Кожухотрубчатые теплообменники
Основные элементы кожухотрубчатых теплообменников – это пучки труб, корпус, трубные решетки, патрубки и крышки. Закрепление концов труб в трубных решетках происходит посредством развальцовки, сварки и пайки.
Часто для повышения скорости движения теплоносителей используют перегородки, которые устанавливают в межтрубном и трубном пространствах. Это помогает достичь интенсификации теплообмена.
В зависимости от требований технологического процесса и удобства осущствления монтажа кожухотрубчатые аппараты бывают горизонтальными, вертикальными и наклонными. Величина корпуса и температурных удлинений трубок влияет на жесткость конструкции кожухотрубчатых теплообменников. Она может быть нежесткой, жесткой и полужесткой.
В случае относительно небольших разностей температур пучка труб и корпуса устанавливают теплообменники жесткой конструкции (отличаются простотой устройства).
При дополнительных напряжениях от температурных удлинений целесообразно использование кожухотрубчатых теплообменников нежесткой конструкции, которая обеспечивается пучком U-образных труб, сальниковым уплотнением, расположенным на корпусе или патрубке и подвижной трубной решеткой любого типа (закрытого или открытого).
При температурных деформациях в аппаратах полужесткой конструкции компенсация происходит за счет осевого сжатия или расширения специальных компенсаторов, которые расположены на корпусе.
Ребристые теплообменники
Ребристые теплообменники применяются в тех случаях, когда коэффициент теплоотдачи для одного из теплоносителей значительно ниже, чем для второго. Поверхность теплообмена со стороны теплоносителя с низким значением, увеличивают по сравнению с поверхностью теплообмена со стороны другого теплоносителя. В таких аппаратах поверхность теплообмена имеет на одной стороне ребра различной формы. Как видно из рис. 9 ребристые теплообменники изготовляют самых различных конструкций. При этом ребра выполняют поперечными, продольными, в виде игл, спиралей, из витой проволоки и т. д.
ТИПЫ, ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ. РАЗМЕРЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
1.1. Типы подогревателей и их
основные параметры должны соответствовать типам и значениям параметров,
указанным в табл. 1, 2 и 3.
Примечания:
1. При работе подогревателей в режимах, отличающихся от указанных в
табл. 1
— 3,
их технические характеристики определяются по номограммам, поставляемым с
технической документацией.
2. Расчетные значения теплопроизводительности, указанные в табл. 1 — 3, соответствуют
чистым поверхностям теплообмена и приняты для насыщенного пара при расчетном
давлении его на входе в аппарат.
3. Расчетные значения гидравлического сопротивления
приняты для чистой (внутренней) поверхности теплообмена и средней температуры
сетевой воды iср = 60 °C.
1.2. К основным рабочим параметрам,
характеризующим подогреватель, относятся следующие:
поверхность теплообмена (по наружному
диаметру труб), м2;
рабочее избыточное давление в паровом
пространстве, кгс/см2;
рабочее избыточное давление в водяном
пространстве, кгс/см2;
максимальная температура греющего пара на
входе, °C;
расчетное абсолютное давление греющего
пара на входе, кгс/см2;
температура греющего пара,
соответствующая расчетному абсолютному давлению греющего пара на входе, °C;
расход греющего пара (номинальный,
максимальный), т/ч;
расчетное абсолютное давление в водяном
пространстве, кгс/см2;
температура воды на входе, °С;
температура воды на выходе, °C;
разность температур воды на входе и
выходе (максимальная), °C;
номинальный массовый расход воды, т/ч;
максимальный массовый расход воды, т/ч;
расчетная теплопроизводительность
(номинальная и максимальная), ккал/ч;
расчетное гидравлическое сопротивление
водяного пространства при номинальном массовом расходе воды, м вод. ст.
1.3. Под расчетной номинальной
(максимальной) теплопроизводительностью понимается количество тепла, которое
может быть передано в подогревателях при расчетных номинальных (максимальных)
параметрах греющего пара.
1.4. Основные конструктивные
параметры, габаритные и привязочные размеры вертикальных
подогревателей должны соответствовать черт. 1 и табл. 4, горизонтальных —
черт. 2
— 4
и табл. 5
— 11.
1.5. К основным конструктивным
параметрам, характеризующим подогреватель, относятся следующие:
масса подогревателя без воды, т;
масса наиболее тяжелой съемной или
выемной емкости подогревателя без воды, т;
масса подогревателя в рабочем состоянии,
т:
вертикальных аппаратов с водяным пространством,
заполненным водой, и с водой в корпусе, заполненном до верхнего регулируемого
уровня;
горизонтальных аппаратов с водяным пространством,
заполненным водой, и с водой в конденсатосборнике, заполненном до верхнего
регулируемого уровня;
масса подогревателя, полностью
заполненного водой, т;
число ходов по нагреваемой воде;
материал, наружный диаметр и толщина
стенки труб поверхности теплообмена и их количество;
диаметры условных проходов основных
присоединительных патрубков, мм:
входа (выхода) сетевой воды;
входа греющего пара;
отвода конденсата греющего пара;
подвода конденсата греющего пара из
подогревателя с более высоким рабочим давлением;
отвода неконденсирующихся газов
(паровоздушной смеси);
основные габаритные размеры
подогревателя, м:
полная высота или длина;
наибольший диаметр;
размеры деталей, определяемые расчетом на
прочность.
1.6. Присоединительные и привязочные
размеры основных патрубков и опор подогревателей должны даваться от верхней
плоскости трубной доски для вертикальных подогревателей и от главных,
определяющих проектное положение аппарата, — для горизонтальных.
1.7. Модификации подогревателей
обозначаются римскими цифрами.
1.8. В обозначение типоразмера
подогревателя должны входить:
площадь поверхности теплообмена;
рабочее избыточное давление в паровом
пространстве;
рабочее избыточное давление в водяном
пространстве;
модификация аппарата.
Примеры условных обозначений:
подогреватель сетевой
вертикальный с поверхностью теплообмена
90 м2, рабочим избыточным давлением в паровом пространстве 7 кгс/см2,
рабочим избыточным давлением в водяном пространстве 15 кгс/см2:
ПОДОГРЕВАТЕЛЬ СЕТЕВОЙ ПСВ-90-7-15
Подогреватель сетевой горизонтальный с
поверхностью теплообмена 800 м2, рабочим избыточным давлением в
паровом пространстве 3 кгс/см2, рабочим избыточным давлением в
водяном пространстве 8 кгс/см2, первой модификации:
ПОДОГРЕВАТЕЛЬ СЕТЕВОЙ ПСГ-800-3-8-1
1.9. В обозначение типоразмеров,
подвергшихся модернизации, вводится буква М,
например:
ПОДОГРЕВАТЕЛЬ СЕТЕВОЙ ПСГ-800-3-8-1М
1.10. Отклонение фактической
поверхности теплообмена от номинальной, указанной в условном обозначении
подогревателя, допускается в пределах +5 %.
ГАРАНТИИ ПОСТАВЩИКА
7.1. Предприятие-поставщик обязано
гарантировать надежную работу подогревателя в соответствии с его технической
характеристикой при соблюдении заказчиком правил монтажа, эксплуатации и
хранения в течение 24 месяцев с момента включения подогревателей в
эксплуатацию. Исчисление гарантийного срока начинается не позднее, чем через 6
месяцев после поставки подогревателей.
7.2. В пределах гарантийного срока
предприятие-поставщик обязано безвозмездно заменять вышедшие из строя детали и
узлы подогревателя при условии соблюдения заказчиком
правил хранения, монтажа и эксплуатации, содержащихся в соответствующих
инструкциях предприятия-поставщика.
7.3. Надежная эксплуатация подогревателей
гарантируется при работе на режимах, в которых не превышаются максимальные
расчетные параметры, указанные в табл. 1 и 2.
7.4. Предприятие-поставщик обязано
гарантировать межремонтный ресурс подогревателей не менее 40 тыс. ч.
7.5. При работе подогревателей с уровнем
конденсата в паровом пространстве выше номинального (в пределах, разрешенных
предприятием-поставщиком) номинальные параметры их работы, регламентированные
настоящим стандартом, могут не гарантироваться.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ
2.1. Подогреватели должны изготавливаться
по чертежам, утвержденным в установленном порядке, и в соответствии с
требованиями данного стандарта, ОСТ
26-291-71, «Правил
устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением»
Госгортехнадзора СССР.
2.2. Конструкция подогревателя должна
обеспечивать:
герметичность;
ремонтопригодность (возможность доступа к
отдельным узлам для ремонта или замены узлов с минимальными трудозатратами);
компенсацию температурных удлинений труб
поверхности теплообмена;
отвод неконденсирующихся газов из
парового пространства и воздуха из водяной полости;
возможность очистки с водяной стороны;
возможность дренирования водяного и
парового пространств.
2.3. Материалы основных деталей
подогревателей должны соответствовать «Правилам
устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением»
Госгортехнадзора СССР, ОСТ
26-291-71 и указаниям на чертежах.
2.4. Давление воды в водяном пространстве
всегда должно быть больше давления греющего пара.
2.5. Шум, создаваемый
подогревателями во время их работы при номинальных параметрах на расстоянии 1 м
от них, не должен превышать 85 дБ (А) согласно действующим нормам № 1004-73
Министерства здравоохранения СССР. Срок введения данного требования — 01.01.77.
2.6. Подогреватели не
должны иметь дефектов, снижающих их качество и ухудшающих товарный вид. Наличие
грязи и посторонних предметов в паровом и водяном пространствах не допускается.
2.7. Подогреватели, изготовляемые на
экспорт, должны удовлетворять требованиям настоящего стандарта и заказ-наряда,
составленного на основе условий контракта.
2.8. Конструкция вертикальных
подогревателей должна допускать возможность:
поворота верхней водяной камеры по
отношению к корпусу на 180°;
перемены местами входа и выхода воды;
регулирования теплопроизводительности
путем изменения положения уровня конденсата в паровом пространстве в пределах,
установленных предприятием-поставщиком; в тех случаях, когда подогреватель
питается паром из отборов турбины, данные пределы должны дополнительно
согласовываться с предприятием — изготовителем турбины.
2.9. Подогреватели поставляются заказчику
в полностью собранном виде. Если по условиям транспортирования подогреватели не
могут быть поставлены в сборе, допускается их поставка в виде ограниченного
числа укрупненных блоков.
2.10. Подогреватели, поставленные
заказчику в собранном виде, не требуют внутреннего осмотра, смены прокладок и
гидравлического испытания, если аппараты при транспортировании не получили
повреждений и монтаж их производился без применения сварки или пайки элементов,
работающих под давлением.
Типы вертикальных и горизонтальных теплообменников
Теплообменник — это устройство, предназначенное для передачи тепла между двумя средами. Они используются в различных системах, включая отопление, охлаждение, кондиционирование воздуха, промышленные процессы и т.д. В зависимости от своей конструкции и ориентации в пространстве, теплообменники делятся на вертикальные и горизонтальные.
Вертикальные теплообменники
Вертикальные теплообменники устанавливаются таким образом, чтобы теплоноситель двигался вертикально внутри обменника. Это могут быть различные типы теплообменников, например:
- Трубчатые теплообменники: состоят из группы труб, через которые протекает горячий и холодный теплоноситель, и происходит теплообмен между ними. Такие теплообменники обычно имеют компактную конструкцию и высокую эффективность.
- Пластинчатые теплообменники: состоят из множества пластин, на которых расположены каналы для протекания теплоносителя. Такие теплообменники обладают большой площадью теплообмена и компактными размерами.
- Кожухотрубчатые теплообменники: состоят из набора труб, помещенных внутрь кожуха. Горячий и холодный теплоноситель протекают по разным сторонам теплообменника.
Горизонтальные теплообменники
Горизонтальные теплообменники устанавливаются таким образом, чтобы теплоноситель двигался горизонтально внутри обменника. Они используются в системах, где пространство ограничено. Горизонтальные теплообменники могут быть выполнены в виде:
- Радиаторы: это самые распространенные типы горизонтальных теплообменников. Радиаторы устанавливаются на стенах или под окнами и обеспечивают отопление помещений путем передачи тепла от горячего теплоносителя к воздуху.
- Конвекторы: представляют собой горизонтальные коробки с набором труб или ламелей внутри. Горячий воздух поднимается вверх, а холодный воздух втягивается снизу, обеспечивая естественную конвекцию.
- Охладители: применяются для охлаждения теплоносителя, например, в системах кондиционирования воздуха.
Выбор между вертикальным и горизонтальным теплообменником зависит от конкретных условий и требований системы, в которой он будет использоваться. Каждый тип теплообменника имеет свои преимущества и ограничения, поэтому необходимо учитывать их при проектировании и выборе оборудования.
Двухтрубные теплообменники типа “труба в трубе”
В состав теплообменников данного типа входит ряд звеньев, которые последовательно соединены. Каждое звено — это 2 соосные трубы. Часто для упрощения замены и удобства обслуживания, внутренние трубы между собой соединяют коленами. В состав 2-трубных теплообменников, которые обладают большей поверхностью нагрева, входит ряд параллельно соединенных секций и коллекторов. Если насыщенный пар является одним из теплоносителей, то его, направляют в межтрубное пространство. Теплообменники этого вида могут быть жидкостными или газожидкостными. При помощи подбора диаметра наружной и внутренней трубы, обеим рабочим средам можно обеспечить скорость, необходимую для достижения теплообмена и высокой интенсивности.
Преимуществами 2-трубного теплообменника является простота изготовления, обслуживания и монтажа, высокий коэффициент теплоотдачи и использование при высоком давлении сред для нагрева или охлаждения. Среди недостатков — большая стоимость и размеры, а также сложности в очистке кольцевого пространства.
Виды теплообменников по теплоносителю
По виду теплоносителя теплообменники разделяют на:
Вода-вода – использование воды в качестве греющего или охлаждающего теплоносителя.
Вода-пар – использование пара для подогрева воды и его конденсации. Используется в подогревателях питательной воды. Данный тип теплообменников может быть, как рекуперативным, так и смешения.
Вода-газ – например, использование теплоты уходящих газов из топки котла для подогрева питательной воды.
Газ-газ – например, использование теплоты уходящих газов для подогрева дутьевого воздуха.
Вода-металл – использование жидкого металла в качестве теплоносителя для подогрева воды/воздуха. Жидкий металл обладает лучшими теплопередающими свойствами и работают в диапазоне от 260 до 1100 °С. В основном используют металлы с хорошими теплообменными свойствами: олово, висмут, ртуть, свинец.
Правила монтажа вертикальных теплообменников
1. Подготовка места установки теплообменника:
- Убедитесь, что место установки соответствует требованиям проекта и не мешает другим инженерным коммуникациям;
- Проведите инспекцию крепежных элементов и дополнительных компонентов, таких как анкерные болты или кронштейны, чтобы убедиться в их надежности и готовности к установке;
- Проверьте горизонтальность поверхности, на которой будет установлен теплообменник, и подготовьте необходимые выравнивающие элементы (уровни, подпорки).
2. Правильный подбор крепежных элементов:
Выберите крепежные элементы, соответствующие требованиям проекта и характеристикам теплообменника. Убедитесь, что они подходят к типу и весу теплообменника, а также обеспечивают надежную фиксацию и безопасность его эксплуатации.
3. Установка вертикального теплообменника:
Поднесите теплообменник к месту установки с помощью подъемного оборудования, если он слишком тяжелый для ручной установки;
Осторожно опустите теплообменник на место так, чтобы он был равномерно установлен на крепежных элементах;
Осуществите фиксацию теплообменника при помощи крепежных элементов, следуя инструкции производителя и убеждаясь, что крепления плотно затянуты;
Проверьте горизонтальность и вертикальность установки теплообменника с помощью уровня и при необходимости внесите коррективы.
4. Подключение трубопроводов и обвязка:
Осуществите подключение теплообменника к системе теплоносителя, следуя проектной документации и рекомендациям производителя. Убедитесь в герметичности соединений, а также проверьте их на прочность и свободу от утечек.
5. Проверка работоспособности и регулировка:
После установки теплообменника проведите проверку работоспособности системы в целом. При необходимости произведите регулировку параметров работы теплообменника согласно требованиям проекта и рекомендациям производителя.
6. Документация и запись:
Ведите документацию об установке теплообменника, включая чертежи, схемы, акты выполненных работ и параметры работы системы. Это поможет вам в будущем при обслуживании и ремонте теплообменника.
Важно следовать правилам и рекомендациям производителя при монтаже вертикальных теплообменников. Это обеспечит надежность и безопасность их эксплуатации, а также позволит достичь оптимальных показателей теплообмена
Графитовые теплообменники
Теплообменники этого вида входят в отдельностоящую группу. Это обусловлено высокой коррозионной стойкостью и большой теплопроводностью, которые в некоторых производствах делают графит просто незаменимым. Существуют блочные, оросительные, кожухотрубчатые теплообменники, а также теплообменные погружные элементы.
Графитовый теплообменник блочного типа — это один блок, прямоугольной или цилиндрической формы. Иногда блоков может быть несколько. Они обладают 2 системами перпендикулярных непересекающихся отверстий, которые создают перекрестное направление движения всех теплоносителей. Все системы отверстий оснащена графитовыми крышками, предназначенными для ввода (вывода) рабочих сред. На крышки накладываются металлические плиты, после система стягивается болтами до создания наименее опасного напряжения сжатия в графите.
В состав графитового теплообменника кожухотрубчатого вида входят трубные решетки, трубы, графитовые крышки и металлический кожух, оснащенный сальниковым уплотнением. Трубы приклеиваются к решеткам замазкой под названием “Арзамит”, а уплотняющие прокладки изготавливаются из фторопласта.
Подсчитаем общее число труб по формуле:
n = F / d*l
Здесь F – это поверхность теплообмена; d – диаметр трубы; l – длина туб.
<Число труб одного хода в трубном пространстве:
n0 = 3,54*10-4(Gmp / d2*b*w) ,
здесь Gтр – это расход теплоносителя в трубном пространстве; d -внутренний диаметр трубок; b — плотность теплоносителя ; w – скорость теплоносителя.
Число ходов в трубном пространстве находят по формуле: z = n/n0.
Типы кожухотрубчатых теплообменников с u образными трубами
В настоящее время на атомных и тепловых станциях используются подогреватели высокого давления трёх основных видов:
- спирально-коллекторной системы;
- ширмовой системы;
- камерной системы.
Российские станции как правило, используют, установки спирально-коллекторной конструкции, та же ситуация характерна и для стран СНГ. За рубежом наиболее распространены камерные и ширмовые подогреватели. Вертикальное расположение кожуха характерно для спирально-коллекторных и ширмовых ПВД. В отличие от них, камерные установки могут располагаться как вертикально, так и горизонтально.
Спиральные подогреватели высокого давления
Основанием для спирально-коллекторного теплообменника служит мощное овальное днище с опорой в виде юбки. На него вертикально устанавливают коллекторы для подачи и отвода рабочих сред, которые соединяются спиралевидными змеевиками. Система размещается в прочном кожухе, который присоединяется к днищу при помощи фланца. Герметичность обеспечивается беспрокладочной мембраной. Подаваемая в подводящие коллекторы питательная вода протекает по змеевикам, постепенно нагреваясь, после чего выводится из подогревателя. Пар подаётся через верхний впускной клапан, проходит по межтрубное пространство, по пути отдавая энергию трубам и оседая на их поверхности. Конденсат стекает в нижнюю часть кожуха и покидает оборудование через клапан при превышении уровня жидкости.
Камерные вертикальные теплообменники
Схема камерного ПВД имеет много общего с подогревателями низкого давления. Основу составляет трубная доска с закреплёнными при помощи развальцовки концами изогнутых труб, закреплённых в системе перегородок, и водяная камера с патрубками для подачи и отведения воды. Трубы и перегородки образуют трубную теплообменную систему, закрытую корпусом, который наглухо приварен к доске, с патрубками для впуска пара и выпуска конденсата.
Ширмовые кожухотрубные подогреватели для ТЭЦ
Представляют собой широкий центральный коллектор с подсоединёнными к нему W-образными змеевиками, выполненными в виде ширм. Особенность схемы – использование коллекторов с диаметром не меньше 800 мм, в который, при необходимости, может проникнуть человек. Такое решение существенно повышает срок эксплуатации установки высокого давления, для выполнения различных работ не нужно снимать весь корпус. В один конец коллектора подают нагреваемую воду, которая проходит снизу вверх по змеевикам и выводится из другого конца. Пар, напротив, подаётся сверху вниз и по мере охлаждения конденсируется на стенках змеевиков. Конденсат собирается снизу и по мере необходимости выпускается через специальный клапан.