Термосифонный теплообменный аппарат



Термосифонный теплообменный аппарат
Термосифонный теплообменный аппарат
Термосифонный теплообменный аппарат
Термосифонный теплообменный аппарат
Термосифонный теплообменный аппарат

 


Владельцы патента RU 2532061:

Бородина Елена Сергеевна (RU)

Изобретение относится к термосифонным теплообменным аппаратам, которые могут использоваться в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности. Техническим результатом заявленного изобретения является повышение эффективности и экономичности работы аппарата, а также упрощение процесса изготовления. Термосифонный теплообменный аппарат, содержащий нижнюю часть - зону нагрева и испарения и верхнюю часть - зону охлаждения и конденсации, корпус с теплоизолированными стенками и тремя патрубками для ввода и вывода обогреваемого раствора, продольно-оребренную трубу, находящуюся в смесительной камере топки, манометр, предохранительный клапан и кран для залива теплоносителя, линию компенсации избыточного давления для залива теплоносителя при работающем аппарате, оснащенную вентилем, и расширитель с патрубком для вывода раствора в циркуляционный контур, содержит оребренную трубу, которая, выходя из топки, переходит в теплообменник, состоящий из трубы большего диаметра (выходящей из оребренной трубы) и выходящих из нее четырех продольно-оребренных труб одинакового диаметра, наклонных под углом 60-80°, причем трубы расположены перпендикулярно друг к другу. Технический результат - повышение эффективности и экономичности работы аппарата и упрощение процесса его изготовления. 5 ил.

 

Изобретение относится к термосифонным теплообменным аппаратам, которые могут использоваться в качестве теплообменников, холодильников, регуляторов температуры, конденсаторов и испарителей в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности. Теплообменники предназначены для нагрева и охлаждения, а холодильники для охлаждения (водой или другим нетоксичным, непожаро- и невзрывоопасным хладагентом) жидких и газообразных сред.

Известен теплообменный аппарат по патенту RU 954779 A, F28D 15/02, 30.08.1982, содержащий нижнюю часть - зону нагрева и испарения и верхнюю часть - зону охлаждения и конденсации, корпус с теплоизолированными стенками и патрубками для ввода и вывода обогреваемого раствора (прототип).

Недостатком известного теплообменника является невысокая надежность и большие эксплуатационные затраты.

Наиболее близким аналогом к заявленному техническому решению является теплообменник для подогрева жидкости, содержащий нижнюю часть - зону нагрева и испарения и верхнюю часть - зону охлаждения и конденсации, корпус с теплоизолированными стенками и тремя патрубками для ввода и вывода обогреваемого раствора, продольно-оребренную трубу, находящуюся в смесительной камере топки, манометр, предохранительный клапан и кран для залива теплоносителя, линию компенсации избыточного давления для залива теплоносителя при работающем аппарате, оснащенную вентилем, и расширитель с патрубком для вывода раствора в циркуляционный контур (RU 2473856 C1, F28D 7/00, F28D 15/02, 27.01.2013).

Недостатком известного теплообменного аппарата является сравнительно невысокая эффективность его работы, а также высокая стоимость и сложность изготовления.

Техническим результатом заявленного изобретения является повышение эффективности и экономичности работы аппарата, а также упрощение процесса изготовления.

Это достигается тем, что термосифонный теплообменный аппарат, содержащий нижнюю часть - зону нагрева и испарения и верхнюю часть - зону охлаждения и конденсации, корпус с теплоизолированными стенками и тремя патрубками для ввода и вывода обогреваемого раствора, продольно-оребренную трубу, находящуюся в смесительной камере топки, манометр, предохранительный клапан и кран для залива теплоносителя, линию компенсации избыточного давления для залива теплоносителя при работающем аппарате, оснащенную вентилем, и расширитель с патрубком для вывода раствора в циркуляционный контур, содержит оребренную трубу, которая, выходя из топки, переходит в теплообменник, состоящий из трубы большего диаметра (выходящей из оребренной трубы) и выходящих из нее четырех продольно-оребренных труб одинакового диаметра, наклонных под углом 60-80°, причем трубы расположены перпендикулярно друг к другу.

На фиг.1 изображен общий вид теплообменного аппарата, на фиг.2 представлен продольный разрез термосифонной части теплообменного аппарата, на фиг.3 представлен разрез А-А фиг.2; на фиг.4 представлен разрез Б-Б фиг.2; на фиг.5 изображен разрез В-В фиг.1.

Термосифонный теплообменный аппарат, являясь герметично закрытым теплообменником, содержит нижнюю часть 1 - зону нагрева и испарения и верхнюю часть 2 - зону охлаждения и конденсации, корпус 6 с теплоизолированными стенками и патрубками 7 и 8 соответственно для ввода и вывода обогреваемого раствора. В нижней части 1 теплообменного аппарата размещена продольно оребренная труба 3, находящаяся в смесительной камере топки 16, при этом оребренная труба 3, выходя из топки 16, переходит в теплообменник, который состоит из корпуса 6, трубы 4, большего диаметра, чем оребренная труба 3, выходящих из трубы 4 четырех наклонных под углом 60-80° труб 5, расположенных перпендикулярно друг к другу, причем стенки корпуса 6 теплоизолированы теплоизоляционным материалом, например пенофолом. Корпус 6 имеет четыре патрубка: патрубок 7 для ввода обогреваемого раствора, патрубок 8 для вывода обогреваемого раствора в дальнейший производственный процесс, патрубок 9 в нижней части корпуса 6, предназначенный для опорожнения емкости корпуса 6, и расширитель 10 с патрубком 11 для вывода раствора в циркуляционный контур (не показан). Кроме того, аппарат оснащен манометром 13, предохранительным клапаном 12 и краном 14 для залива теплоносителя и имеет линию 15 компенсации избыточного давления для залива теплоносителя при работающем аппарате, снабженную вентилем.

Термосифонный теплообменный аппарат работает следующим образом.

Находящаяся в смесительной камере топки 16, в зоне нагрева и испарения теплообменного аппарата, оребренная труба 3 заполняется водой (около 11 л). Под действием высоких температур (около 600°С) в смесительной камере топки 16 вода нагревается, закипает и превращается в пар (испаряется). При этом она поглощает большое количество теплоты (теплота парообразования), которое переносится паром к другой, более холодной, части 2 теплообменного аппарата в зону охлаждения и конденсации, где пар конденсируется и отдает поглощенную теплоту обогреваемому раствору. Далее сконденсированная жидкость опять возвращается в зону нагрева и испарения. Благодаря тому, что трубы 5 расположены под наклоном и в зоне конденсации отсутствуют горизонтальные участки, не создается застойных зон конденсата. Раствор непрерывно поступает в корпус 6 через патрубок 7 и далее либо отбирается в процесс через патрубок 8, либо возвращается в обратную линию циркуляционного контура через расширитель 10 и патрубок 11. Конструкция верхней части теплообменного аппарата позволяет равномерно обогревать раствор, не прибегая к принудительному перемешиванию, при этом теплообменный аппарат работает в экономичном режиме, т.к. за счет компактной конструкции нижней части перекрывает поток газа лишь на 3%, не создавая тем самым ощутимых препятствий для прохождения газа в сушилку и не влияя на расход газа.

Термосифонный теплообменный аппарат представляет собой аппарат, совмещающий в себе собственно герметично закрытый теплообменник - термосифон, заполняемый дистиллированной водой; и емкость для нагрева рабочих растворов до температуры кипения, работающую в проточном режиме.

В рабочем режиме установки температурный напор в нижней части теплообменника составляет 420÷480°C, в верхней части 40÷60°C.

Производительность по теплопереносу составляет 90÷100 кВт.

Таким образом, конструкция заявленного термосифонного теплообменного аппарата позволяет повысить эффективность и экономичность его работы и упростить процесс его изготовления.

Термосифонный теплообменный аппарат, содержащий нижнюю часть - зону нагрева и испарения и верхнюю часть - зону охлаждения и конденсации, корпус с теплоизолированными стенками и тремя патрубками для ввода и вывода обогреваемого раствора, продольно-оребренную трубу, находящуюся в смесительной камере топки, манометр, предохранительный клапан и кран для залива теплоносителя, линию компенсации избыточного давления для залива теплоносителя при работающем аппарате, оснащенную вентилем, и расширитель с патрубком для вывода раствора в циркуляционный контур, отличающийся тем, что оребренная труба, выходя из топки, переходит в теплообменник, состоящий из трубы большего диаметра, выходящей из оребренной трубы, и выходящих из нее четырех продольно-оребренных труб одинакового диаметра, наклонных под углом 60-80°, причем трубы расположены перпендикулярно друг к другу.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области теплотехники тяжелых жидкометаллических теплоносителей и может быть использовано в исследовательских, испытательных стендах и установках атомной техники с реакторами на быстрых нейтронах.

Изобретение относится к области теплообмена и может быть использовано преимущественно в области машиностроения для использования теплоты от выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания (ДВС).

Изобретение относится к области теплотехники. Устройство для компримирования и осушки газа содержит многоступенчатый компрессор со ступенью низкого давления, ступенью высокого давления и нагнетательным патрубком и адсорбционный осушитель с зоной осушения и зоной регенерации, причем между ступенью низкого давления и ступенью высокого давления помещен промежуточный холодильник, и при этом устройство дополнительно снабжено теплообменником, имеющим главную камеру с входной частью и выходной частью для первой первичной текучей среды, а концы трубок теплообменника соединены с отдельной входной камерой и выходной камерой для каждого трубного пучка; и при этом первый трубный пучок образует охлаждающий контур промежуточного холодильника, служащий для разогрева газа из ступени высокого давления для регенерации адсорбционного осушителя.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в энергетике, нефтехимической и других отраслях промышленности, в частности в процессах, протекающих с большими тепловыми эффектами.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в подогревательных системах тепловых электростанций. Теплообменник типа "труба в трубе" содержит две трубы, расположенные с зазором между ними, одна из которых представляет из себя тор, а вторая - полую ленту Мебиуса, причем по ленте Мебиуса могут быть выполнены продольные канавки.

Изобретение относится к сушильной технике, в частности к установкам для сушки растворов и суспензий, и может быть использовано в химической, пищевой и других отраслях промышленности.

Реактор // 2475870
Изобретение относится к теплообменной технике и предназначено для использования в качестве моноблочных корабельных высоконапряженных ядерных энергетических устройств (ЯЭУ) большой единичной мощности.

Изобретение относится к кожухотрубчатым теплообменным аппаратам и может использоваться в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности. .

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в химической, металлургической и газовой промышленности. .

Изобретение относится к теплоэнергетике, к теплообменной аппаратуре и может быть использовано в энергетической, химической, нефтехимической и других отраслях промышленности при осуществлении каталитического окисления, дегидрирования и других процессов.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к трубам Фильда для высокотемпературных трубчатых теплообменных аппаратов, например, для прямоточных парогенераторов ядерных энергетических установок с нагревающим жидкометаллическим теплоносителем (например, сплав свинца с висмутом). Труба Фильда прямоточного парогенератора содержит опускную трубу, промежуточную трубу, установленную с зазором на опускной трубе и наружную трубу с внешней поверхностью, омываемой потоком нагревающего теплоносителя. Зазор содержит теплоизоляционный материал, в нижней торцевой части зазора размещен герметизирующий элемент. На внешней поверхности промежуточной трубы расположен спиральный элемент, выполненный с возможностью интенсификации теплообменных процессов между нагревающим теплоносителем и внутренним теплоносителем в трубе Фильда. Технический результат - повышение коэффициента теплоотдачи между внутренней поверхностью наружной трубы и внутренним теплоносителем. 1 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области теплотехники, а именно к теплообменникам корпусного или погружного типа. Изобретение заключается в том, что теплообменник имеет вертикальные теплообменные трубы для прохода охлаждающего теплоносителя, простирающиеся вдоль всей теплообменной полости, при этом теплообменные трубы объединены в отдельные группы труб и отдельные группы труб разделены между собой вертикальными каналами. В центральной зоне теплообменной полости имеется вертикальный коллекторный канал, свободный от теплообменных труб. Каждая группа труб размещена в отдельной зоне корпуса, имеющей в поперечном сечении форму сектора круга, простирающегося от стенки цилиндрического корпуса до его центральной зоны. Теплообменник имеет вытеснитель, выполненный в виде сплошного тела, содержащего вертикальный стержень и присоединенные к нему вертикальные радиальные перегородки, причем стержень вытеснителя расположен в центральном канале, а каждая перегородка - в соответствующем вертикальном канале, разделяющем две смежные группы теплообменных труб. Техническим результатом изобретения является выравнивание тепловой нагрузки теплообменных труб посредством перераспределения потоков жидкометаллического нагревающего теплоносителя во входной камере и уменьшение вибрационных нагрузок. 2 н. и. 9 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к охладителю синтез-газа и способу его сборки. Описан охладитель синтез-газа, предназначенный для использования в системе газификации, включающий верхнюю часть (216), содержащую насадки (314) трубопроводов. Охладитель синтез-газа также включает кольцевой корпус (202), включающий трубопроводы (308, 309), которые выполнены с возможностью соединения по потоку с насадками (314) трубопроводов. Охладитель синтез-газа также включает часть быстрого охлаждения, предназначенную для удаления твердых частиц, захваченных потоком синтез-газа, проходящим через охладитель синтез-газа. Верхняя часть (214) и корпус (202) выполнены с возможностью соединения посредством кольцевого сварного шва. Описаны также система газификации и способ сборки охладителя синтез-газа. Технический результат заключается в возможности сборки элементов охладителя синтез-газа с использованием меньшего количества соединительных элементов по сравнению с известными охладителями. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области теплотехники и может использоваться в теплообменниках для подогрева или охлаждения среды в жилищно-коммунальном хозяйстве. Теплообменник содержит наружную и U-образную внутреннюю трубы, встроенные друг в друга, присоединительный фланец, патрубки подвода и отвода греющей или охлаждающей среды, внутренняя труба теплообменника жестко закреплена к фланцу наружной трубы, которая выполнена цилиндрической, заглушена с одной стороны и имеет с другой стороны фланец с патрубками подвода и отвода греющей или охлаждающей среды, причем патрубок подвода удлинен, во внутреннюю трубу встроен турбулизатор в виде винтообразной ленты, периодически витой в различных направлениях. К внутренней трубе вдоль ее горизонтальной поверхности приварены металлические ленты высотой, позволяющей свободно извлекать внутреннюю трубу. Технический результат - повышение коэффициента теплоотдачи, увеличение площади теплообмена, упрощение демонтажа теплообменника. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области энергетики, предназначено для одновременного получения пресной воды, холода и электроэнергии. Достигаемые технические результаты - более высокая экономия потребляемой электроэнергии, вплоть до полной компенсации энергозатрат на собственные нужды установки, сопровождающаяся снижением количества выбросов токсичных и парниковых газов судовой энергетической установки, больший коэффициент полезного действия, а также возможность получать холод - получены путем совмещения процесса опреснения воды с получением холода и электроэнергии. 3 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в рекуперативных теплообменниках. Теплообменник содержит внешнюю трубу с подводящим и отводящим патрубками греющей среды и вставленную в нее внутреннюю трубу с подводящим и отводящим патрубками нагреваемой среды, в межтрубном пространстве установлены вставки, которые ступенчато расположены по длине внешней трубы с образованием ходов в межтрубном пространстве и введены во внутреннюю трубу с перекрытием не менее половины ее сечения. Вставки межтрубного пространства выполнены в виде тепловых труб. Технический результат - повышение эффективности работы теплообменника при уменьшении его материалоемкости и упрощении его конструкции. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретения относятся к химической, нефтяной, газовой и другим отраслям промышленности, а именно к технологии и оборудованию, предназначенным для охлаждения влажного природного газа. Охлаждение газа осуществляют в теплообменной секции одного устройства, которую разделяют на не менее чем две ступени охлаждения и располагают встык по боковым сторонам, при этом газ направляют последовательно от первой ступени охлаждения к следующей через соединяющий переходной коллектор, подачу охлаждающего воздуха осуществляют вращением от электродвигателей вентиляторов, которые располагают, по меньшей мере, по два над каждой ступенью охлаждения, организуют внутреннюю рециркуляцию нагретого воздуха на последней ступени охлаждения, контроль образования гидратов осуществляют датчиками, выполненными в виде дифференциальных термопар, которые подают сигнал в момент перекрытия гидратами проходного сечения наиболее охлаждаемых теплообменных труб. Управление теплообменными процессами осуществляется реверсированием и частотным регулированием вращения вентиляторов последней ступени охлаждения с поддержанием заданной температуры газа на выходе путем внутренней рециркуляции. Технический результат - предотвращение повышения температуры охлаждающего воздуха на входе в последнюю ступень охлаждения и обеспечение поддержания заданной температуры газа на выходе при непрерывном режиме работы оборудования. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к химической, нефтехимической и энергетической промышленности и может быть использовано для проведения каталитических процессов со значительными тепловыми эффектами при частичном превращении углеводородов. Способ проведения экзотермических и эндотермических каталитических процессов частичного превращения углеводородов включает подачу углеводородной смеси в слой гетерогенного катализатора, контактирование смеси с поверхностью данного катализатора, при этом процесс проводят последовательно в двух вертикальных кожухотрубных реакторах, направляя углеводородную смесь сначала в основной реактор и реакционную смесь из основного реактора в дополнительный реактор, при этом расход охлаждающего теплоносителя при экзотермическом процессе и горячего теплоносителя при эндотермическом процессе в дополнительном реакторе поддерживают ниже по сравнению с расходом охлаждающего или горячего теплоносителя в основном реакторе. Реакторная группа для осуществления способа включает основной реактор, кожух и трубки внутри него выполнены в форме усеченного конуса, кроме того трубки внутри кожуха наклонены относительно центральной оси и вокруг этой оси с образованием конусообразной полости, входные и выходные патрубки расположены тангенциально, и дополнительный реактор, идентичный основному, реакторы установлены вертикально и расположены относительно друг друга с чередованием малых и больших днищ, при этом основной и дополнительный реакторы соединены между собой последовательно. Изобретение обеспечивает повышение равномерности осуществляемых процессов и увеличение производительности. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх