книги из ГПНТБ / Черняев П.Н. Ремонт судовых трубопроводов учебник

пустимое, сработает регулятор 5. Воздух пойдет через трубу 6, откроет всасывающий клапан 10 и будет удер­ живать его в открытом положении при поступательном движении поршня.

Охлаждается сжатый воздух в воздухоохладителе, в водяную рубашку 3 которого по патрубку 11 поступа­ ет холодная вода.

1 4 0

Поршень получает возвратно-поступательное движе­ ние от коленчатого вала 1 и шатуна 13.

Центробежный компрессор (рис. 75) представляет со­ бой лопастный многоступенчатый нагнетатель. Металли­ ческий корпус разделен на несколько кольцевых камер (ступени компрессора), в которых вращаются закреплен­ ные на валу 1 колеса-крыльчатки 2. Камеры сообщаются между собой только через каналы 3, имеющиеся в коле­ сах-крыльчатках. При быстром вращении колес 2 воз­ дух поступает из направляющего аппарата и проходит через каналы 3. У входа в каналы возникает большое разряжение, а у выхода из каналов — давление воздуха повышается. Через каналы первого колеса Воздух прохо­ дит в камеру (диффузор), а затем через каналы второго

мещений, создания искусственной тяги в котельных уста­ новках и перемещения газа. По конструкции вентилято­ ры делятся на центробежные и осевые. Различают элект­ ровентиляторы и турбовентиляторы.

Вентилятор состоит из рабочего колеса с лопатками, вращаемого двигателем, и корпуса, изготовленного из

141

§32. ТЕПЛООБМЕННЫЕ АППАРАТЫ

Впаросиловых установках применяют различные теплоо'бменные аппараты: подогреватели, конденсаторы

ииспарительные установки. В подогревателях питатель­ ной воды поверхностного типа, внутри латунных или

красно-медных труб обычно проходит нагреваемая вода, а снаружи — греющий пар.

По форме и расположению труб различают подогре­ ватели змеевиковые, с прямыми и Ѵ-образными трубами.

Подогреватели змеевикового типа применяют для по­ догрева небольшого количества воды.

Широкое распространение получили подогреватели с прямыми трубами, закрепленными в двух трубных

производительности (при высокой температуре греюще­ го пара — свыше 120°) используют конструкцию с пла­ вающей трубной доской. В таком подогревателе с кор­ пусом жестко соединена одна трубная доска 6 (рис. 76, б), (плавающая) доска 7 перемещается внутри корпуса вследствие нагрева труб и их расширения.

Чтобы усилить теплообмен, подогреватели с прямыми трубами делают многоходовыми. Для этого в паровом пространстве подогревателя устанавливают перегород­ ки 4 (рис. 76, б), которые направляют пар по оси и в по­ перечном направлении труб.

Патрубки 1 и 2 служат для подвода и отвода на­ греваемой воды, соединены с одной из водяных камер. На корпусе смонтирован патрубок 3 для подвода греющего пара и сборник конденсата 5.

Подогреватель питательной воды с Ѵ-образными тру­ бами показан на рис. 76, в. Трубы у этих подогревателей закреплены в одной трубной доске и могут расширяться независимо одна от другой. В таком подогревателе на­ греваемая вода поступает сразу во все трубы и движется в них сначала в одном, затем в противоположном на­ правлении. По мере конденсации количество и объем греющего пара уменьшаются. Поэтому для поддержания скорости движения пара, от которой также зависит ко­ эффициент теплоотдачи, расстояние между перегородка­ ми 4 постепенно уменьшают.

1 4 2

Вместе с греющим паром в подогреватель может по­ падать воздух, который ухудшает теплоотдачу, поэтому в верхней точке парового пространства подогревателя устанавливают клапан, через который удаляют воздух. Чтобы греющий пар конденсировался, а теплота паро­ образования использовалась для подогрева питательной воды более интенсивно, конденсат удаляют через водоот-

Рис. 76. Подогреватели питательной воды:

1 4 3

делитель (конденсационный горшок), находящийся в си­ стеме питательной воды.

Уровень конденсата в сборнике контролируют по во­ домерному стеклу.

температуры нагреваемой воды в трубопроводах на по­ догревателях питательной воды устанавливают термо­ метры. Кроме того, на этих подогревателях имеются ма­ нометр, клапан подвода пара и спускная пробка. Для понижения гидравлических сопротивлений и упрощения

Рис. 77. Подогреватель топлива:

1 — трубные доски, 2 — корпус, 3 — перегородки

схемы питательной системы применяют подогреватели с несколькими ступенями подогрева, скомпанованными в одном блоке.

На рис. 77 показан восьмиходовой подогреватель топ­ лива. Поперечные перегородки и трубы первого и после­ дующих ходов расположены так же, как у подогревате­ ля питательной воды. Для упрощения конструкции подо­ гревателя трубные доски приварены к стальному корпу­ су. Латунные или стальные трубы развальцованы в труб­ ных досках. Невысокая температура греющего пара не вызывает чрезмерных термических напряжений, поэтому трубы закреплены в трубных досках жестко. На корпу­ се подогревателя топлива устанавливают предохрани­ тельный клапан, а также клапаны для удаления конден­ сата и воздуха. Принцип работы подогревателя топлива аналогичен работе подогревателя питательной воды.

1 4 4

Широкое распространение получили пластинчатые теплообменные аппараты — подогреватели воды, топли­ ва, масла (рис. 78). Штампованные желобчатые сталь­ ные пластины 2 аппарата прижаты к стенке 1 нажимной плитой 3. Между пластинами вставлены соединительные рамы с отверстиями для впуска и выпуска греющей и нагреваемой сред. Герметичность между пластинами до­

денсировать некоторое ко­ личество сухого насыщенного пара, необходимо отнять

у него скрытую теплоту парообразования, т. е. теплоту, которая была израсходована на превращение кипящей воды в пар;

чтобы сконденсировать некоторое количество пере­ гретого пара, необходимо отнять у него не только скры­ тую теплоту парообразования, но и теплоту, которая была передана ему при перегреве.

При работе паровой машины пар, поступая в нижнюю полость цилиндра, двигает поршень, а отработавший пар другой полости цилиндра, действуя на поршень с обрат­ ной стороны, препятствует движению поршня. Таким об­ разом, пару приходится преодолевать не только сопро-

145

тивление машины, но и сопротивление отработавшего пара, называемое противодавлением. Чтобы понизить противодавление, отработавший пар машины выпускает­ ся не в атмосферу, а в конденсатор, где от него отни­ мается теплота, и пар превращается в воду, так как объ­ ем конденсата во много раз меньше объема пара, из ко­ торого он образовался, давление внутри конденсатора понижается и становится меньше атмосферного. Раз­ ность между атмосферным давлением и давлением внут­ ри конденсатора называется р а з р я ж е н и е м , или в а ­ к у у мо м .

Вакуум, образующийся в конденсаторе, снижая про­ тиводавление, повышает мощность паровой машины или турбины. Конденсат,получаемый при работе установки, возвращается снова в паровые котлы.

По способу охлаждения пара конденсаторы делятся на инжекционные (смешивающиеся) и поверхностные.

В инжекционных конденсаторах охлаждаемый пар смешивается с охлаждающей водой. В поверхностных конденсаторах охлаждаемая вода проходит через труб­ ки, не смешиваясь с паром. На морских судах применя­ ют только поверхностные конденсаторы.

По направлению движения охлаждающей воды по­

в нижнюю часть конденсатора и с каждым последующим потоком поднимается вверх. Это создает нормальные ус­ ловия для охлаждения воздуха в нижней части внутрен­ него пространства конденсатора. Увеличение числа про­ токов позволяет применять конденсаторы меньшей длины.

П о в е р х н о с т н ы й к о н д е н с а т о р (рис. 79) состо­ ит из стального корпуса 2, фланцев /, трубных досок 7 с латунными трубами 10. Сечения поверхностных конден­ саторов могут быть круглые, треугольные или овальные. Диаметр труб может быть 16—20 мм при толщине стен­ ки 0,8—1,8 мм. Трубные доски закрыты снаружи крыш­ кой 8 с отверстиями 6 для пробных кранов и крыш­ кой 13. Крышка 8 снабжена промежуточной частью, на­ зываемой водяной камерой. В водяной камере находятся патрубки 12 для входа и выхода циркуляционной воды и перегородка 14, которая разделяет камеру на две по­ лости. Забортную воду подают циркуляционным насо­ сом через патрубок 12 к нижней полости водяной каме­

1 4 6

ры. Вода проходит по трубам конденсатора, меняя на­ правление движения на обратное, и по верхним рядам труб через второй патрубок 12 выходит из верхней по­ лости водяной камеры. Такой конденсатор называют двухходовым. Охлаждающая поверхность конденсатора образуется совокупностью поверхностей латунных труб. Отработавший пар из машины по патрубку 4 поступает в конденсатор, где, соприкасаясь с холодной поверхно­ стью труб, конденсируется. Конденсат откачивают насо­ сом через патрубок 11.

Каждый поверхностный конденсатор имеет паровое и водяное пространства. В паровом пространстве имеются щиты 3 для того, чтобы входящий пар не ударялся-с си­ лою в трубы. В некоторых конденсаторах под паровым патрубком устанавливают трубу 5 с мелкими отверстия­ ми. В случае аварии циркуляционного насоса в эту трубу выпускают воду, которая, вытекая отдельными струйка­ ми, конденсирует пар.

Во время работы конденсатора его водяное простран­ ство должно быть заполнено водой, а для контроля за­ полнения на крышке устанавливают пробные краны.

Корпус конденсатора имеет наварыши 9 для присо­ единения труб отработавшего пара, кранов продувания, кранов для травления пара и трубы, подводящей пар для щелочения конденсатора. Жесткость конструкции

-конденсатора создают анкерные связи, иногда их заме­ няют усиленными трубами.

На конденсаторе имеются вакуумметр — прибор, пока­ зывающий степень разряжения (вакуум), предохрани-

1 4 7

тельный клапан — автоматический клапан, открываю­ щийся при возрастании давления выше установленного предела, водомерное стекло для наблюдения за уровнем пресной воды, спускной кран для удаления циркуляцион­ ной воды, воздушный кран для выпуска воздуха из водя­ ного пространства и проверки циркуляции забортной во­ ды, кран добавочного питания, кран забортной инжекции, который служит для перевода конденсатора на охлажде­ ние забортной воды, термометры для измерения темпе­ ратуры при входе и выходе циркуляционной воды, кран

Отработавший пар

Рис. 80. Установка с поверхностным конденсатором:

с воронкой для подачи раствора при щелочении конден­ сатора.

Основные элементы установки с поверхностным кон­ денсатором (рис. 80): конденсатор 3 для конденсации пара, поступающего от главной машины по патрубку 4, и непрерывного поддержания низкого давления в ресиве­ ре, циркуляционный насос 7, подающий воду из заборт­ ного кингстона 8 по трубе 9 в трубы конденсатора для охлаждения поступающего пара и воздуха, воздушный насос 6, отсасывающий воздух по трубе 5 из парового пространства конденсатора, конденсатный насос 2, уда­ ляющий конденсат в теплый ящик 1.

На морских судах иногда устанавливают регенера­ тивные конденсаторы, в которых пар подогревает кон­ денсат (рис. 81). Пар входит в конденсатор через патру­ бок 1, конденсат отводится через патрубок 6. Трубы 2, где происходит конденсация пара, отделены от воздухо­ охладителя наклонным щитом 3, а от нижней группы

148

труб — проходом 5. Воздух, который попадает в конден­ сатор через неплотности или сальники, вместе с паром котла откачивают через патрубок 4.

И с п а р и т е л ь н ы е у с т а н о в к и используют для приготовления дистиллята (пресной воды) из морской воды.

Большое распространение получили поверхностные испарители, работающие отработавшим паром. Пар, рас-

ходуемый на испарение морской воды, называют первич­ ным, а получаемый в результате испарения — вторичным. Для повышения экономичности испарителя вторичный пар направляется в водоподогреватель.

П о в е р х н о с т н а я и с п а р и т е л ь н а я у с т а н о в - к а (рис. 82) работает следующим образом. По трубо­ проводу 10 забортная вода поступает в водоподогрева­ тель 19 и оттуда по трубе 18 в испаритель 15, где вода нагревается до кипения змеевиками, по которым прохо­ дит пар. Образовавшийся при кипении воды вторичный пар под давлением проходит через сепаратор 14 и по трубе 17 попадает в водоподогреватель 19. В подогрева­

149