Теплообменник

Авторы патента:

F28F1/10 - Элементы теплообменных или теплопередающих устройств общего назначения (водоотделители и воздухоотделители, устройства для вентиляции или аэрации замкнутых полостей F16)

F28D7/08 - с трубами, изогнутыми по иной кривой, например в виде серпантина или зигзагообразно (F28D 7/10 имеет преимущество)

F28D7 - Теплообменные аппараты с неподвижными трубчатыми каналами для двух теплоносителей, причем оба теплоносителя контактируют с разделяющими стенками канала

Владельцы патента RU 2384802:

Пивин Иван Федорович (RU)

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в качестве теплообменника ядерной энергетической установки, работающей в режиме переменных нагрузок. В теплообменнике, содержащем установленный в корпусе пучок теплообменных труб зигзагообразной формы с наружным винтовым оребрением на прямых участках, дистанционирующие пластины, размещенные между трубами пучка с образованием смесительных камер в зоне гиба последних, пластины имеют утолщения на прямых участках труб и эквидистантные им выемки с образованием вокруг каждой из труб индивидуального канала, сообщающего смесительные камеры между собой. Технический результат изобретения - форсированный теплообмен для получения малых габаритов оборудования за счет повышения равномерности температурного поля в поперечном сечении трубного пучка и уменьшение относительной деформации труб при температурных удлинениях. 4 ил.

Изобретение относится к теплообменной технике и предназначено для использования в качестве теплообменника (ТО) ядерной энергетической установки (ЯЭУ), работающей на жидкометаллическом теплоносителе в режиме переменных нагрузок.

Известен теплообменник, содержащий пучок труб с поперечными перегородками, внутренний и наружный корпусы с отверстиями для входа и выхода теплоносителя и уплотнениями, причем внутренний корпус выполнен в виде спирально-навитой оболочки, охватывающей пучок труб с перегородками, а уплотнения установлены у выхода теплоносителя, при этом наружный корпус в местах установки уплотнений выполнен с разъемами [1].

Недостатком этого технического решения является низкая вибропрочность конструкции теплообменника и недостаточно интенсивный теплообмен.

Известен кожухотрубчатый теплобменник с гофрированными листами в межтрубном пространстве для направления потока теплоносителя, причем листы выполнены с вырезами на вершинах гофр, равными половине сечения труб и примыкающими своими кромками к поверхности соответствующей трубы [2].

Недостатком этого технического решения является недостаточно интенсивный теплообмен, что приводит к увеличению весогабаритных параметров, невысокая надежность при технологическом процессе, связанная с тем, что в районе контакта кромок выреза с трубой большая вероятность перетирания труб из-за неравномерности температурного поля в поперечном сечении трубного пучка, а также незащищенность трубной доски со стороны первого контура от тепловых ударов теплоносителя.

Технический результат изобретения - форсированный теплообмен для получения малых габаритов оборудования за счет повышения равномерности температурного поля в поперечном сечении трубного пучка и уменьшение относительной деформации труб при температурных удлинениях.

Указанный технический результат достигается тем, что в теплообменнике, содержащем установленный в корпусе пучок теплообменных труб зигзагообразной формы с наружным винтовым оребрением на прямых участках, дистанционирующие пластины, размещенные между трубами пучка с образованием смесительных камер в зоне гиба последних, согласно изобретению пластины имеют утолщения на прямых участках труб и эквидистантные им выемки с образованием вокруг каждой из труб индивидуального канала, сообщающего смесительные камеры между собой.

Изложенная сущность изобретения поясняется чертежами, где:

на фиг.1 представлен продольный разрез теплообменника;

на фиг.2 - участок поперечного разреза;

на фиг.3 - продольный разрез пластины межтрубного пространства;

на фиг.4 - фронтальный вид пластины.

Теплообменник содержит корпус 0 с патрубками входа 1 питательной воды и выхода 2 пара, входа 3 жидкометаллического теплоносителя и его выхода 4, с расположенным внутри корпуса 0 пучком теплообменных труб 5, дистанционируемых пакетом гофрированных пластин 6 межтрубного пространства, причем теплообменные трубы 5 на прямых участках имеют наружное винтовое оребрение 7. Пластины 6 имеют утолщения 8 на прямых участках и эквидистантные трубам 5 выемки 9 с образованием вокруг каждой трубы индивидуального винтового канала 10, сообщенного со смесительной камерой 11, образованного в районе гибов труб 5 и пластин 6.

Теплообменник работает следующим образом.

Тепловой процесс обмена в конструкции теплообменника организуется по противоточной схеме движения жидкостей. Жидкометаллический теплоноситель через патрубок 3 входа поступает в межтрубное пространство пучка теплообменных труб 5, далее, за счет некоторого сжатия проходного сечения пакетом гофрированных пластин 6 межтрубного пространства, обеспечивается гидравлическая равномерность раздачи по винтовым каналам 10, образованным винтовым оребрением 7 труб 5 и пластинами 6. В смесительных камерах 11, образованных за счет выборки ребер 7 в местах гибов труб 5 и соответствующего удаления утолщений 8 в пластинах 6, происходит смешение теплоносителя для исключения разверки температурного поля в поперечном сечении всего теплообменника, который далее выходит через патрубок 4 выхода жидкометаллического теплоносителя. Питательная вода через патрубок 1 входа поступает в раздающую камеру, где обеспечивается гидравлическая равномерность раздачи по теплообменным трубам 5, и далее, закручиваясь с помощью внутритрубного вытеснителя с изменяющимся углом закрутки, превращается в пар, поступающий в собирающую камеру, откуда выходит через патрубок 2 выхода пара.

Применение конструкции теплообменника предлагаемого вида позволит исключить вибрацию пакета пластин межтрубного пространства в районе входа теплоносителя при технологическом процессе, улучшит интенсивность теплообмена, а в местах гибов теплообменных труб и, соответственно, пластин теплоноситель из-за наличия смесительных камер достигает равномерности температурного поля в поперечном сечении теплообменника, что повысит эксплуатационную надежность конструкции в целом.

Источники информации

1. Науменко В.В. и др. Теплообменник. SU а.с. №293490. F28D 7/00. Приоритет - 16.04.63. Опубл. бюллетень изобретений №42. 19.09.1973 - аналог.

2. Ткач Г.А. и др. Кожухотрубчатый теплообменник. SU а.с. №370441. F28D 7/00. Приоритет - 23.09.68. Опубл. бюллетень изобретений №11. 15.02.73 - прототип.

Теплообменник, содержащий установленный в корпусе пучок теплообменных труб зигзагообразной формы с наружным винтовым оребрением на прямых участках, дистанционирующие пластины, размещенные между трубами пучка с образованием смесительных камер в зоне гиба последних, отличающийся тем, что пластины имеют утолщения на прямых участках труб и эквидистантные им выемки с образованием вокруг каждой из труб индивидуального канала, сообщающего смесительные камеры между собой.

Похожие патенты:

Дымовая труба // 2384793

Изобретение относится к бумажной промышленности и служит для выброса дыма в атмосферу. .

Способ изготовления теплообменной трубы // 2382974

Изобретение относится к производству теплообменных труб, в частности, для нагревательных котлов. .

Однопоточный трубчатый змеевик // 2382973

Изобретение относится к конструкции трубчатых поверхностей теплопередачи теплообменных устройств для текучих сред под давлением и может быть использовано в нефтяной, химической и других отраслях техники, в частности в нагревателях нефти и нефтяной эмульсии.

Способ изготовления теплообменника // 2380640

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в качестве технологического способа изготовления теплообменника ядерной энергетической установки, работающей на жидкометаллическом теплоносителе в режиме переменных нагрузок.

Способ изготовления теплообменника // 2380639

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в качестве технологического способа изготовления теплообменника ядерной энергетическрой установки, работающей на жидкометаллическом теплоносителе в режиме переменных нагрузок.

Теплообменный элемент и способ изготовления теплообменного элемента // 2377490

Изобретение относится к теплотехнике, в частности к конструкции теплообменных элементов, труб и к способу их изготовления, и может быть использовано в различных отраслях техники, связанных с процессами теплообмена.

Теплообменный элемент и способ изготовления теплообменного элемента // 2377490

Способ изготовления теплообменной поверхности // 2374588

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в теплообменной аппаратуре, например в радиаторах и кондиционерах автомобилей, холодильниках и других теплообменных устройствах.

Процесс и реактор для проведения реакций теплообмена // 2373471

Изобретение относится к технологии проведения физико-химических процессов, в частности к процессу и реактору для проведения реакции теплообмена. .

Устройство для теплообмена между стенкой и потоком среды // 2367873

Изобретение относится к области теплотехники и может быть пригодно к использованию в системах охлаждения теплонапряженных конструкций. .

Теплообменник // 2378595

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

Теплообменник // 2341751

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

Теплообменный аппарат - блочно-секционный воздухоподогреватель, теплообменный блок аппарата (варианты) // 2339890

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.

Теплообменный аппарат - блочно-секционный воздухоподогреватель и теплообменный блок теплообменного аппарата (варианты) // 2339889

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.

Теплообменник // 2141613

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.

Теплообменник // 2117892

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.

Теплообменник // 2080536

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.

Способ отвода тепла в космических летательных аппаратах и устройство для его осуществления // 2065383

Теплообменник // 2063602

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

Теплообменник // 2062969

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

Теплообменник // 2383838

Изобретение относится к энергетике и может использоваться в качестве теплообменника в теплообменной энергетической установке, работающей на жидкометаллическом теплоносителе в режиме переменных нагрузок.