Vývoj metodiky pro vyhodnocení nutnosti plášťových kompenzátorů u trubkových kondenzátorů

Abstract

Tato dizertační práce se zabývá pevnostní analýzou kondenzátoru páry se svazkem trubek v plášti, s pevnými trubkovnicemi, který je osazen kompenzátorem délkových dilatací na plášti. Hlavním cílem této práce je na základě tepelně-hydraulických a pevnostních výpočtů vyvinout metodiku pro vyhodnocení nutnosti použití kompenzátoru délkových dilatací na plášti trubkového kondenzátoru, při zachování bezpečnosti a spolehlivosti zařízení během provozu. Průmyslový kondenzátor, který je v práci předmětem výzkumu, je v provozu použit jako pojistný, proto je v práci zvláštní pozornost kladena na proces najíždění kondenzátoru na provozní stav. Proces najíždění kondenzátoru je v práci zkoumán pomocí série tranzientních pevnostních i teplotních úloh, které byly vykonány jak pomocí specializovaných nástrojů, tak za pomoci analytických výpočtů. V práci je také podrobně zkoumána problematika pevnostního výpočtu pláště, trubek a trubkovnice kondenzátorů se svazkem trubek v plášti podle normy ČSN EN 13445 se zvláštním zaměřením na vliv teplotního působení médií proudících v pracovních prostorech kondenzátoru na jeho konstrukci. Na základě provedených výpočtů je potom navržena metodika pro vyhodnocení nutnosti plášťových kompenzátorů u trubkových kondenzátorů.

This dissertation deals with strength analysis of shell and tube condenser with fixed tube sheet, which is equipped with shell expansion joint. The main aim of this thesis is to develop a methodology for determining of necessity of uses the expansion joint on the shell and tube condenser, while maintaining the safety and reliability of the equipment during operation, based on thermal-hydraulic and strength analyses. Industrial condenser is used as a safety equipment during the operation, therefore special attention is paid to the start-up process. The condenser start-up process is investigated by a number of transient strength and transient thermal analyses, which was solved by specialized software and with analytical calculations. The strength calculation of shell, tube and tube-sheet of shell and tube condenser is developed in detail according the ČSN EN 13445 standard with special attention to shell and tube process media thermal impact on condenser construction. Based on the performed calculations, the methodology for evaluating the necessity of shell expansion joints of tubular condensers was developed.