Линзового компенсатора

В подогревателях старых выпусков с линзовыми компенсаторами последние через 5—:6 лет эксплуатации выходят Из строя вследствие коррозии.

Начало создания этого типа парогенераторов было положено в СССР проектированием парогенераторов низкого давления и большой мощности (рис. 66). Низкое давление пара в барабане позволяет применять прямые трубы греющих пучков с компенсацией разности удлинений линзовыми компенсаторами. Часть нижних греющих пучков со стороны выхода греющей воды окружена кожухами и образует экономайзерную поверхность.

Корпусы высокого и низкого давления соединены между собой перепускными трубами с линзовыми компенсаторами, в большинстве случаев расположенными над турбиной (рис. 258, а).

При разности температур между теплоносителями свыше 50 °С рекомендуется применять теплообменники типа ТК с линзовыми компенсаторами на кожухе, рассчитанные на рабочее давление не более 2,5 МПа.

Пар из ЦВД подводился в нижнюю часть ЦНД по коротким трубам с линзовыми компенсаторами. Эта конструкция имела преимущества по сравнению с применявшимися в других турбинах длинными паропроводами к верхней части ЦНД, которые аккумулировали пар и затрудняли вскрытие ЦНД.

. Удлинение системы труб воспринимается сальниковыми уплотнениями или линзовыми компенсаторами, укрепленными к трубным решеткам и каркасу.

При сжигании высокозольных топлив изнашиваются входные участки труб воздухоподогревателя (рис.9). Уменьшения абразивного износа достигают, устанавливая цилиндрические патрубки-вставки длиной 150—200 мм. При температуре продуктов сгорания свыше 500° С верхнюю трубную доску покрывают теплоизолирующей массой. Трубные доски секций уплотняются линзовыми компенсаторами.

Поверхность нагрева ТВП состоит из отдельных секций, каждая из которых представляет собой пакет вертикальных труб наружным диаметром 40 или 51 мм, приваренных к трубным доскам. Тепловое расширение секции воспринимается линзовыми компенсаторами. ТВП поставляются в виде сборных секций и устанавливаются в конвективной шахте. Для некоторых котлов большой производительности при сжигании низкосортных топлив ВП устанавливаются отдельно за пределами котла.

•В воздухоподогревателе, установленном в опускном конвективном газоходе (см., например, рис. 2-1), тепловое расширение по вертикали воспринимается линзовыми компенсаторами, расположенными над трубными секциями. В выносном воздухоподогревателе (например, у котла ТПЕ-208) вертикальное тепловое перемещение воспринимается газовыми коробами и компенсаторы над секциями обычно не устанавливают.

ки отдельных секций, которые устанавливают рядом, заполняя все сечение газохода (рис. 13-14). Трубные доски секций уплотняют линзовыми компенсаторами.

Характеристика кожухотрубчатых теплообменников с неподвижными трубными досками типа ТН и с линзовыми компенсаторами на корпусе типа ТН дана в табл. 8-2.

трубными досками типов ТН и с линзовыми компенсаторами на корпусе типа ТЛ

Под максимальной компенсирующей способностью (осадкой) компенсатора понимают двустороннее изменение его длины, допустимое по условиям прочности компенсатора (под действием сжимающих или растягивающих сил) по сравнению с его длиной в ненапряженном состоянии. Компенсирующая способность одной волны линзового компенсатора определяется по формуле

Для определения силы Q, необходимой для сжатия линзового компенсатора, рекомендуется выражение

Каждый из этих теплообменников может быть осуществлен снятием деталей и узлов второго порядка и установкой вместо них деталей и узлов того же целевого назначения, но отличающихся от деталей и узлов второго порядка }ю своим конструктивным формам и размерам. Эги детали, обусловливающие обратимость базовой конструкции в производную, классифицируются, как конструктивные нормали третьего порядка. Так, установкой трубчатки : меньшим числом трубок по сравнению с трубчаткой базового теплообменника (нормалью второго порядка), установкой линзового компенсатора л других специфических деталей и узлов, отвечающих новым техническим требованиям, осуществляется обратимость базовых теплообменников в свои 1роизводные,что и является содержанием агрегатирования третьего порядка.

В подогревателях горячего водоснабжения греющая (сетевая) вода пропускается обычно по .междутрубному пространству. Этим достигается, во-первых, выравнивание скоростей сетевой и местной воды, так как расход сетевой воды обычно больше, чем местной. Во-вторых, осаждение накипи внутри трубок легче обнаружива-вается и удаляется. В результате такого направления потоков греющей и нагреваемой воды стальной корпус имеет более высокую температуру, нежели латунные трубки. Это дает возможность отказаться от установки линзового компенсатора на корпусе подогревателя. Расчеты и опыты ВТИ подтвердили это -положение. Для отопительных подогревателей, где по тем же условиям выравнивания скоростей воды сетевая вода обычно на-дравляется внутри трубок, линзовые компенсаторы на подогревателях с латунными трубками сохраняются.

На рис. 4.67 приведена конструкция трехволнового линзового компенсатора. Линзовые компенсаторы сварного типа находят основное применение на трубопроводах низкого давления. Осевая реакция линзовых компенсаторов

Рис. 73. Вид поврежденного линзового компенсатора

В день аварии питание производственного потребителя было переведено на острый пар от котлов; необходимое давление 4 кГ/сж2 в паропроводе поддерживалось вручную вентилем. При резком сокращении потребления пара давление в паропроводе поднялось значительно выше расчетного, вследствие чего произошел разрыв установленного на нем линзового компенсатора (рис.73).

Отклонение величины растяжки линзового компенсатора, мм

В секциях трубчатых воздухоподогревателей, имеющих высоту менее 3 м, верхнюю трубную доску плотно приваривают /к боковым станам. Но в секциях большей высоты такое присоединение .недопустимо. Боковые станы воздухоподогревателя омываются только воздухом и имеют более низкую температуру, чем трубы, внутри которых движутся дымовые газы. Трубы удлиняются при нагревании больше, а потому возможен либо изгиб трубных досок, либо отрыв от них труб в месте сварки. У секций большой высоты, кроме наружного линзового компенсатора, имеется поэтому второй — внутренний компенсатор, воспринимающий удлинение и сжатие труб относительно боковых стен, устанавливаемый между ними и (верхней трубной доской (фиг. 9-8).

Линзовый компенсатор состоит из ряда последовательно включенных в трубопроводов волн. Компенсирующая способность каждой волны незначительна (7-10 мм). Общая компенсирующая способность линзового компенсатора, состоящего из 3-х линз, не превышает 20 - 30 мм. Внутри компенсатора

Корпуса этих подогревателей выполняются из стальных труб, а поверхность нагрева из латунных трубок Л-68 диаметром 16/14 мм. Трубные решетки приварены к корпусу подогревателя. Подогреватели для горячего водоснабжения изготавливаются без линзового компенсатора на корпусе. Проведенные исследования показывают, что при использовании этих секционных подогревателей для горячего водоснабжения, когда нагреваемая вода проходит внутри латунных трубок, а греющая — в межтрубном пространстве и температура греющей среды не превышает 150 °С, нет необходимости в установке на корпусе подогревателя линзовых компенсаторов, так как и без них напряжения в стенках трубок и корпусе не выходят за допустимые пределы. При использовании подогревателей для отопления греющая вода, как правило, пропускается внутри трубок, а нагреваемая — в межтрубном пространстве. Для компенсации температурных деформаций на корпусе компенсатора должен быть установлен линзовый компенсатор. Допускаемое рабочее давление: внутри трубок подогревателя 1 МПа, в межтрубном пространстве без линзового компенсатора на корпусе 1 МПа, при наличии линзового компенсатора 0,7 МПа.

Наиболее часто используются одно- и многоэлементные линзовые компенсаторы, изготовляемые обкаткой из коротких цилиндрических обечаек (рис. 4.1.4, а, в) или сваркой из двух полулинз (рис. 4.1.4, б), полученных штамповкой из листового металла. Компенсирующая способность линзового компенсатора увеличивается пропорционально числу линз, однако применять более четырех линз не рекомендуется, так как теплообменник теряет осевую жесткость. При установке компенсаторов на горизонтальных аппаратах в нижней части каждой линзы сверлят дренажные отверстия с заглушками для слива воды или теплоносителя при гидроиспытаниях и ремонте. Кроме линзовых предложен еще ряд компенсаторов в корпусе других типов: из плоских элементов (рис. 4.1.4, г), из элементов сферы (рис. 4.1.4, д), тороидальных (рис. 4.1.4, е) и др. Наиболее эффективны тороидальные компенсаторы, изготовляемые из труб с последующей резкой их по внутренней поверхности тора. Распределение напряжений по самому компенсатору достаточно плавное, однако наружные сварные