Теплообменник

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано при компоновке высокотеплонапряженного теплообменника ядерной энергетической установки. В теплообменнике, состоящем из пучка теплообменных змеевиковых труб, концы которых закреплены в трубных досках, скомпонованных в виде ширмы, прямые участки нескольких змеевиковых труб расположены последовательно в одной плоскости, а гнутые участки разведены в одну строну от плоскости расположения прямых участков, причем разводка гибов противоположных концов, прямых участков, выполнена в разные стороны. Технический результат - обеспечение максимальной компактности трубного пучка теплообменника и достижение высокой степени эффективности теплообмена за счет компоновки самой поверхности теплосъема во время эксплуатации, увеличение ресурса надежной работы конструкции теплообменника при высоких удельных теплонапряжениях занимаемого им объема. 5 ил.

 

Изобретение относится к теплообменной технике и предназначено для использования в качестве малогабаритного теплообменника в составе сепаратора-пароперегревателя высокого давления (СПП) паропроизводящей ядерной энергетической установки (ЯЭУ), работающей на жидкометаллическом теплоносителе в режиме переменных нагрузок.

Известен кожухотрубный теплообменник с пучком винтообразно закрученных труб фасонного профиля, выполненным закрученным относительно его продольной оси с уменьшающимся по радиусу пучка относительным шагом закрутки и прямыми концами труб, имеющих длину, равную диаметру входных и выходных патрубков с образованием в кожухе коллекторов для среды межтрубного пространства и пористость, большую пористости закрученной части пучка [1].

Недостатком этого технического решения является относительно невысокая интенсивность теплообмена между греющей и нагреваемой жидкостями в конструкции теплообменника в целом и, как следствие, невысокие значения величин выходного паросодержания при использовании его в качестве модульного теплообменника, например, в составе СПП высокого давления паропроизводящей корабельной ЯЭУ.

Известен однопоточный трубчатый змеевик, преимущественно для конвективной камеры трубчатой печи, содержащий ряды прямых труб, расположенных в шахматном порядке и соединенных на концах отводами с углом загиба 180°, причем крайние трубы каждого ряда снабжены дополнительными отводами, оси которых расположены в плоскости ряда, а угол их загиба определен из соответствующего математического выражения [2].

Недостатком этого технического решения является ухудшение процесса теплообмена между греющей и нагреваемой жидкостями при увеличении глубины компоновки трубного пучка из-за увеличения теплогидравлических сопротивлений потоку движущегося теплоносителя и, как следствие, уменьшение ресурса надежной работы конструкции, так как большая величина температурного напора между входом и выходом теплоносителя приводит к очень существенным повреждениям в местах контакта металла труб и их опорных конструкций.

Технический результат предлагаемого изобретения - обеспечение максимальной компактности трубного пучка теплообменника и достижение высокой степени эффективности теплообмена за счет компоновки самой поверхности теплосъема во время эксплуатации, увеличение ресурса надежной работы конструкции теплообменника при высоких удельных теплонапряжениях занимаемого им объема.

Указанный технический результат достигается тем, что в теплообменнике, состоящем из пучка теплообменных змеевиковых труб, концы которых закреплены в трубных досках, скомпонованных в виде ширмы, прямые участки нескольких змеевиковых труб расположены последовательно в одной плоскости, а гнутые участки разведены в одну строну от плоскости расположения прямых участков, причем разводка гибов противоположных концов, прямых участков, выполнена в разные стороны.

Информационный поиск научно-технических достижений по этой теме, тематический анализ изобретений патентного фонда ВПТБ по решению данной проблемы не выявил совокупности отличительных признаков, сходных (и присущих) с признаками предлагаемого изобретения, которое может быть использовано в качестве малогабаритного теплообменника в составе СПП высокого давления перепроизводящей ЯЭУ, работающей на жидкометаллическом теплоносителе в режиме переменных нагрузок. В соответствии с действующим законодательством России предлагаемое изобретение удовлетворяет критериям "новизна", "уровень техники", "промышленная применимость".

Изложенная сущность изобретения поясняется чертежами, где:

на фиг.1 - продольный разрез теплообменника;

на фиг.2 - поперечный разрез по А-А;

на фиг.3 - продольный разрез модуля теплообменника;

на фиг.4 - показан трубный пучок;

на фиг.5 - показан трубный пучок с разводкой гибов.

Теплообменник содержит корпус 0 с нижней (верхней) крышкой 1, патрубками входа 2 и выхода 3 греющего теплоносителя, входа 4 и выхода 5 нагваемой жидкости (влажного пара), причем все патрубки имеют камеру 6 раздачи теплообменивающихся жидкостей с соответствующей крышкой 7, трубные доски 8, к которым подсоединены модульные теплообменники 9 с патрубками 10 и 11, 12 и 13 с помощью трубопроводов, причем модульные теплообменники 9 относительно корпуса 0 дистанционированы распорками 14. Каждый модульный теплообменник 9 имеет камеру входа 15 и выхода 16 теплоносителя, камеру входа 17 и выхода 18 нагреваемой жидкости, при этом камеры входа 17 и выхода 18 нагреваемой жидкости имеют трубные доски 19 и 20 соответственно, к которым крепится пучок теплообменных змеевиковых труб 21, камеры входа 15 и выхода 16 теплоносителя имеют трубные перфорированные доски 22 и 23 соответственно.

Теплообменник работает следующим образом.

Греющий теплоноситель поступает через патрубок 2 в камеру 6 раздачи, откуда по трубопроводам (не показано) поступает в патрубок 10 модульного теплообменника 9, в камеру 15 раздачи и по перфорации доски 22 в межтрубное пространство пучка теплообменных змеевиковых труб 21. Далее, через перфорацию доски 23 в камеру 16, откуда через патрубок 11 и по трубопроводу выходит через патрубок 3. Нагреваемая жидкость (влажный пар) поступает через патрубок 4 в камеру 6 раздачи, откуда по трубопроводам (не показано) в патрубок 12 модульного теплообменника 9, далее, в камеру 17 раздачи с поступлением в полости труб пучка теплообменных змеевиковых труб 21, в камеру 18, откуда через патрубок 13 по трубопроводам в камеру 6 и выходит через патрубок 5.

Выполнение конструкции теплообменника предлагаемого вида позволит применить его в качестве модульного теплообменника с максимально компактным пучком теплообменных змеевиковых труб паропроизводящей корабельной ЯЭУ, работающей на жидкометаллическом теплоносителе в режиме переменных нагрузок, отвечающим требованиям надежности, технологичности, монтажа, при высоких удельных теплонапряжениях занимаемого объема.

Литература

1. Дзюбенко Б.В. и др. Кожухотрубный теплообменник. SU. А.с. № 937954. F28D 7/00. Приоритет - 11.12.80. Опубл. бюллетень изобретений № 23. 23.06.1982 - аналог.

2. Цинкалов Г.П. и др. Однопоточный трубчатый змеевик. SU. Патент №1386637. C10G 9/20. Приоритет - 07.01.86. Опубл. бюллетень изобретений №13. 07.04.1988 - прототип.

Теплообменник, состоящий из пучка теплообменных змеевиковых труб, концы которых закреплены в трубных досках, скомпонованных в виде ширмы, отличающийся тем, что прямые участки нескольких змеевиковых труб расположены последовательно в одной плоскости, а гнутые участки разведены в одну сторону от плоскости расположения прямых участков, причем разводка гибов противоположных концов, прямых участков, выполнена в разные стороны.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в подогревателях питательной воды тепловых и атомных электростанций. .

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к устройствам для утилизации тепла отходящих от агрегатов газов, в частности для подогрева воздуха выхлопными продуктами сгорания, поступающими от компрессора газотурбинной установки газоперекачивающего агрегата на компрессорных станциях магистральных газопроводов.

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к устройствам для утилизации тепла отходящих от агрегатов газов, в частности, для подогрева воздуха выхлопными продуктами сгорания, поступающими от компрессора газотурбинной установки газоперекачивающего агрегата на компрессорных станциях магистральных газопроводов.

Изобретение относится к теплотехнике, преимущественно к транспортным средствам, а именно к устройствам, обеспечивающим комфортные условия в салонах транспортных средств, а также и к устройствам кондиционирования воздуха.

Изобретение относится к теплообменнику, в частности для установок, эксплуатируемых с большими колебаниями нагрузки и/или температуры, например в качестве охладителя охлаждающего воздуха для газовых турбин, содержащему трубы для разделения теплоотдающей среды, в частности воздуха, и теплопоглощающей среды, в частности воды, причем теплообмен происходит противотоком, трубы, служащие проточными каналами для теплопоглощающей среды, расположены извилисто между впускной и выпускной коллекторными трубами, а теплоотдающая среда омывает эти извилистые трубы.

Изобретение относится к теплообменным устройствам, используемым в мембранной технике для термостатирования обрабатываемых сред и продуктов мембранного разделения и в аппаратах спиртового производства для проведения процессов конденсации в системах, содержащих газы.

Изобретение относится к теплообменным устройствам и может быть использовано в климатических установках транспортных средств, а также в других отраслях промышленности.

Изобретение относится к области холодильной техники и может быть использовано в качестве воздухоохладителя или конденсатора в системах кондицинирования воздуха, преимущественно транспортных средств.

Изобретение относится к теплообменным аппаратам и может быть использовано в энергетической, химической, нефтяной, пищевой, молочной промышленности и других отраслях народного хозяйства.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в качестве теплообменника ядерной энергетической установки, работающей в режиме переменных нагрузок

Изобретение относится к устройствам для подогрева высоковязких нефтепродуктов и их смесей, в частности, для подогрева нефтецементной суспензии перед закачкой в скважину

Изобретение относится к теплотехнике и может быть применено в установках, которые комбинирует теплообмен между жидкостью и средой теплоносителя со статическим смешением жидкости, также касается применения этой установки

Изобретение относится к теплообменному и реакторному оборудованию и может быть использовано в энергетической, химической, нефтехимической отраслях промышленности

Изобретение предназначено для применения в теплотехнике и может быть использовано в теплообменных аппаратах с оребренными трубами. В теплообменном аппарате оребренная теплообменная труба диаметром d выполнена серпантинообразной с внешним диаметром оребрения D и толщиной ребер L1, расположенных на расстоянии L2 друг от друга, при этом амплитуда серпантина A по внешнему диаметру оребрения составляет не менее A = D × ( 2 + 1 L 1 + L 2 L 1 − 1 ) период волны серпантина P не менее P = 2 D × ( 1 + 1 L 1 + L 2 L 1 − 1 ) Технический результат: интенсификация теплообмена за счет турбулизации потока, проходящего внутри оребренных серпантинообразных труб, и увеличение площади теплообмена аппарата. 22 з.п. ф-лы, 8 ил., 2 табл.

Теплообменное устройство содержит элементы в виде спирально навитых труб с чередующимися прямыми и кольцеобразными участками, расположенными напротив друг друга. Элементы внедрены друг в друга кольцеобразными участками. Прямые участки смежных элементов в теплообменном устройстве располагаются с одной стороны, а кольцеобразные - с другой, при этом элементы в поперечном сечении теплообменного устройства расположены вокруг его оси по окружности, с ориентацией кольцеобразных участков на указанную ось. Прямые участки в элементах могут располагаться в разных плоскостях, под углом друг к другу. В этом случае кольца у кольцеобразных участков имеют различные диаметры, наибольшие в середине элементов, и наименьшие на его концевых участках. При совпадении направления навивок у смежных элементов плоскости, прилегающие к внешней стороне кольцеобразных участков, пересекаются под острым углом с осью теплообменного устройства. При взаимно противоположном направлении навивок у смежных элементов упомянутые плоскости и ось параллельны. Достигается значительное уменьшение габаритов теплообменного устройства за счет плотной компоновки смежных элементов в нем, а также возможность размещать его в цилиндрических, кольцевых, торообразных и сферических полостях. 3 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано как в стационарных газификационных установках, так и в газификационной установке на борту воздушного судна. Предложен теплообменник, содержащий: корпус, входные и выходные коллекторы, а трубопровод выполнен перекрестновитым, имеющим форму змеевика вокруг условной центральной оси из трех труб, соединенных между собой П-образным поворотом во входном и выходном коллекторах. Технический результат - увеличение эффективности теплообмена, уменьшение габаритов и металлоемкости теплообменника. 1 ил.

Изобретение относится к энергетике. Устройство для нагрева текучей среды содержит первую горелку, обеспечивающую первое сгорание ограничивающего компонента топлива и избыточного компонента топлива, и первый модуль теплообменника, в котором первые газы сгорания, производимые в указанном первом сгорании, отдают тепло текучей среде. При этом устройство дополнительно содержит вторую горелку, в которую вводят с одной стороны первые газы сгорания, а с другой стороны - ограничивающий компонент топлива, для осуществления второго сгорания ограничивающего компонента топлива и, по меньшей мере, части несгоревшего избыточного компонента топлива, присутствующего в первых газах сгорания. Причём вторые газы сгорания, производимые в указанном втором сгорании, циркулируют во втором модуле теплообменника и также отдают тепло текучей среде. Таким образом, газы сгорания, производимые в каждом из сгораний, циркулируют по трубкам для газов сгорания, внутри одного и того же общего теплообменника, состоящего из указанных модулей теплообменника, в котором они отдают тепло текучей среде. Также представлена ракета-носитель, содержащая устройство для нагрева текучей среды. Изобретение позволяет повысить температуру и давление жидкого компонента топлива перед его впрыском в камеру сгорания. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к энергетике. Теплообменный змеевик сухого теплообменника с множеством прямых внутренних трубок, соединенных множеством обратных колен. Обратные колена расположены снаружи потока воздуха, проходящего вокруг змеевика. Внутренние трубки расположены внутри соответствующих наружных или «защитных» трубок. Наружные трубки не содержат и не соединены с обратными коленами, но концы наружных трубок расположены снаружи пути потока воздуха. Утечки во внутренних трубках улавливаются наружными трубками, и просачивающаяся жидкость будет течь в пространстве между внутренними и наружными трубками, вытекать из конца наружной трубки, чтобы быть уловленной в каплесборнике на днище кожуха змеевика. Утечки, возникающие в обратных коленах, будут также улавливаться в каплесборнике. Также представлены теплообменник и система охлаждения трансформатора, содержащие теплообменный змеевик. Изобретение позволяет избежать разделения коллекторов теплообменного змеевика на камеры, а также позволяет обеспечить большую гибкость конструкции контура змеевика. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к системе охлаждения. Система подводного охлаждения потока в скважине посредством морской воды содержит вход (А) и выход (В), а также по меньшей мере первый охладитель и второй охладитель . Причем первый охладитель и второй охладитель соединены друг с другом последовательно. При этом система охлаждения дополнительно содержит по меньшей мере третий охладитель, соединенный параллельно с первым охладителем и вторым охладителем. Система охлаждения дополнительно содержит по меньшей мере один регулятор потока для направления потока по меньшей мере через один охладитель. При этом по меньшей мере один из охладителей содержит перепускной контур и/или контур рециркуляции. Причем охладители содержат средства контроля температуры и датчики, позволяющие оператору контролировать систему охлаждения и охладители и осуществлять перепуск всего потока или части потока через перепускной контур. Техническим результатом является повышение эффективности охлаждения потока и обеспечение поддержания температуры охлажденного потока в заданном диапазоне значения. 11 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано при компоновке высокотеплонапряженного теплообменника ядерной энергетической установки

Наверх