Теплообменник



Теплообменник
Теплообменник
Теплообменник
Теплообменник

 


Владельцы патента RU 2567466:

Климов Владислав Юрьевич (RU)

Изобретение относится к теплообменной технике и может быть использовано при создании теплообменных аппаратов, основу которых составляют гладкие трубчатые поверхности. Теплообменник содержит, как минимум, профилированный корпус с каналами подвода сред и трубчатыми теплообменными элементами, расположенными внутри корпуса параллельно его продольной оси, отличающийся тем, что на одном конце корпуса установлена смесительная головка, содержащая блок подачи окислителя, блок подачи горючего, двухкомпонентные форсунки форкамерного типа, установленные в блоках и огневом днище, при этом один конец каждого трубчатого теплообменного элемента закреплен на огневом днище таким образом, что его внутренняя полость соединена с выходной полостью соответствующей форсунки, а другой конец упомянутого теплообменного элемента установлен в трубной доске, размещенной в выходной части корпуса, в варианте исполнения трубчатые теплообменные элементы соединены поперечными перегородками с сегментными вырезами, создающими поперечные потоки в межтрубном пространстве. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к теплообменной технике и может быть использовано при создании теплообменных аппаратов, основу которых составляют гладкие трубчатые поверхности.

Для решения перспективных технических задач возникает необходимость в теплообменнике с развитой поверхностью нагрева, компактного, простого по конструкции, малой массы, для относительно больших расходов теплоносителя и работоспособного при высоких давлениях.

Известен испаритель криогенной жидкости, содержащий корпус, в котором расположены теплообменные элементы, нагреватель, при этом корпус выполнен в виде двухслойных цилиндрических оболочек, образующих кольцевую полость для прохода греющего теплоносителя, каждая из оболочек состоит из двух жестко соединенных между собой цилиндров, между которыми образованы каналы, объединенные в коллекторы для подвода и отвода криогенного продукта, при этом на входе в кольцевую полость закреплена крышка, в которой установлены смесительные элементы и воспламеняющее устройство, а на выходе закреплен газовод (патент РФ №2347972, МПК F17C 9/02, 10.07.2007 - прототип).

Указанный испаритель криогенной жидкости работает следующим образом.

Испаряемая среда - криогенная жидкость, подается двумя потоками по подводящим трубам в коллекторы и по каналам внутренней оболочки и наружной оболочки поступает, постепенно испаряясь, к коллекторам, из которых отводится по отводящим трубопроводам в сторону потребителя.

Течение испаряемой среды может осуществляться как по потоку, так и противотоком по отношению к движению греющей среды.

Греющая среда - теплоноситель - продукты сгорания какого-либо горючего, например, керосина, спирта, природного газа и т.д., температура которых может достигать от 900K до 2200K (регулируется соотношением расходов компонентов топлива) и лимитируется только свойствами применяемых материалов, движется от огневой стенки крышки в сторону газовода, по пути отдавая тепло испаряемой среде, протекающей по каналам оболочек. Процессы распыла и перемешивания компонентов топлива осуществляются при помощи смесительных элементов, при этом для воспламенения смеси служит запальное устройство.

Температура продуктов сгорания на выходе из теплообменника может оказаться выше предельно допустимой для потребителя, например, турбины электрогенератора. Для понижения температуры выходящей греющей среды используется устройство, которое позволяет путем введения в поток некоторого количества используемого горючего, снизить температуру продуктов сгорания до необходимой величины.

Основными недостатками данного испарителя являются значительная сложность конструкции, а также значительные габариты и вес, обусловленные принятой компоновкой элементов конструкции испарителя.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, улучшение технических характеристик и расширение функциональных возможностей теплообменника.

Решение указанной задачи достигается тем, что предложенный теплообменник, согласно изобретению, содержит профилированный корпус с каналами подвода сред и трубчатыми теплообменными элементами, расположенными внутри корпуса параллельно его продольной оси, отличающийся тем, что на одном конце корпуса установлена смесительная головка, содержащая блок подачи окислителя, блок подачи горючего, двухкомпонентные форсунки форкамерного типа, установленные в блоках и огневом днище, при этом один конец каждого трубчатого теплообменного элемента закреплен в огневом днище таким образом, что его внутренняя полость соединена с выходной полостью соответствующей форсунки, а другой конец упомянутого теплообменного элемента установлен в трубной доске, размещенной в выходной части корпуса.

В варианте исполнения трубчатые теплообменные элементы соединены поперечными перегородками с сегментными вырезами, создающими поперечные потоки в межтрубном пространстве.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид теплообменника в продольном разрезе, на фиг. 2 - выносной элемент А - форсунка смесительной головки теплообменника, на фиг. 3 - разрез Б-Б - поперечный разрез теплообменника, на фиг. 4 - продольный разрез теплообменника в варианте исполнения.

Предложенный теплообменник содержит корпус 1, состоящий из кожуха 2, внутри которого расположены равномерно по окружностям трубчатые теплообменные элементы 3. На одном конце корпуса 1 закреплена смесительная головка 4, состоящая из блока подачи окислителя 5, блока подачи горючего 6, двухкомпонентных форсунок форкамерного типа 7, расположенных равномерно по окружности, и огневого днища 8.

В огневом днище 8 смесительной головки 4 закреплен один конец каждого трубчатого теплообменного элемента 3, при этом его внутренняя полость соединена с выходной полостью соответствующей форсунки, а другой конец трубчатого теплообменного элемента установлен в трубной доске 9, размещенной в выходной части корпуса.

В варианте исполнения трубчатые теплообменные элементы 3 соединены поперечными перегородками 10 с сегментными вырезами, создающими поперечные потоки в межтрубном пространстве.

Предложенный теплообменник работает следующим образом.

Во внутреннюю полость корпуса 1 подаются теплоноситель. Теплоноситель равномерно распределяется в полости и движется в межтрубном пространстве в направлении смесительной головки 4.

Горючее подается в блок подачи горючего 6 смесительной головки 4 и равномерно распределяется по двухкомпонентным форсункам форкамерного типа 7, из которых впрыскивается во внутреннюю полость трубчатых теплообменных элементов 3.

Окислитель подается в блок подачи окислителя 5 и равномерно распределяется по двухкомпонентным форсункам форкамерного типа 7 и далее во внутреннюю полость трубчатых теплообменных элементов 3.

Во внутренней полости трубчатых теплообменных элементов 3, закрепленных одним концом в огневом днище 8 смесительной головки 4, а другим в трубной доске 9, горючее и окислитель смешиваются и сгорают.

Теплота от продуктов сгорания компонентов топлива передается через стенки трубчатых теплообменных элементов 3 теплоносителю, движущемуся в межтрубном пространстве в противоположном направлении.

В варианте исполнения трубчатые теплообменные элементы 3 соединены поперечными перегородками 10 с сегментными вырезами, создающими поперечные потоки в межтрубном пространстве, что позволяет интенсифицировать процесс теплопередачи за счет ликвидации застойных зон.

Использование предлагаемого изобретения позволит улучшить технические характеристики и расширить функциональные возможности теплообменника.

1. Теплообменник, характеризующийся тем, что он содержит, как минимум, профилированный корпус с каналами подвода сред и трубчатыми теплообменными элементами, расположенными внутри корпуса параллельно его продольной оси, отличающийся тем, что на одном конце корпуса установлена смесительная головка, содержащая блок подачи окислителя, блок подачи горючего, двухкомпонентные форсунки форкамерного типа, установленные в блоках и огневом днище, при этом один конец каждого трубчатого теплообменного элемента закреплен на огневом днище таким образом, что его внутренняя полость соединена с выходной полостью соответствующей форсунки, а другой конец упомянутого теплообменного элемента установлен в трубной доске, размещенной в выходной части корпуса.

2. Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что трубчатые теплообменные элементы соединены поперечными перегородками с сегментными вырезами, создающими поперечные потоки в межтрубном пространстве.



 

Похожие патенты:

Теплообменник, в частности, для использования в контактной группе установки по производству серной кислоты, содержит камеру (2), в которой пучок (12) трубок расположен по круговому кольцу, причем между пучком (12) трубок и окружающим его корпусом (13) камеры образовано газовое пространство (15), отверстие (6) для подачи газа, выполненное в корпусе (13) камеры и предназначенное для введения газа, по существу, в радиальном направлении относительно пучка (12) трубок, и газовыпускное отверстие, примыкающее к внутреннему пространству (16), окруженному пучком (12) трубок, по существу, в осевом направлении.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано для установки труб в теплообменных аппаратах. Подогреватель воздуха топочным газом и способ установки воздушных труб для подогревателя воздуха топочным газом, в котором комплект воздушных труб соединен с указанным подогревателем воздуха, при этом способ заключается в обрезке воздушной трубы, присоединенной к подогревателю, и в отделении указанной части воздушной трубы, которая подлежит удалению из подогревателя воздуха для замены; далее указанный способ заключается в установке отдельной новой воздушной трубы взамен удаленной части воздушной трубы и в плотном присоединении указанной новой воздушной трубы к оставшейся части в качестве ее продолжения.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в устройствах для осуществления взаимодействия двух теплоносителей без их непосредственного контакта, в частности в парогенераторах.

Изобретение относится к одноходовым кожухотрубчатым теплообменным аппаратам и может быть использовано в химической, нефтегазовой и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к теплоэнергетической, химической и нефтехимической промышленности и предназначено для использования в многотоннажных промышленных установках.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано при изготовлении трубчатых теплообменников. Трубчатый теплообменник для теплообмена между двумя текучими средами содержит корпус (2), внутри которого между входной и выходной камерами (5, 6) проходит одна или несколько труб (8) для первой текучей среды.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть применено в кожухотрубных теплообменниках. В кожухотрубном теплообменнике, содержащем соединенные между собой идентичные секции, каждая из которых содержит размещенный в кожухе пучок труб, закрепленных с противоположных торцов в трубных решетках, и коллекторные камеры трубной и межтрубной сред с перегородками, образующими пространственные соединения между секциями и задающими направления течения сред в них, коллекторные камеры трубной и межтрубной сред содержат участки, в которых перегородки установлены после каждых двух или более входов сред в секции, образуя последовательно соединенные группы, соответственно, двух и более секций с параллельным движением сред в каждой группе, при этом в коллекторной камере трубной среды может быть установлена дополнительная перегородка перед входами среды в секции одной из групп с параллельным движением среды.

Изобретение относится к технологии изготовления элементов системы отопления жилых и других зданий, в частности к способу изготовления теплообменника металлического системы отопления помещения, и может быть использовано при изготовлении элементов системы отопления помещения.

Изобретение относится к конструкции элементов системы отопления жилых и других зданий, в частности, к теплообменнику металлическому системы отопления помещения и может быть использовано при изготовлении системы отопления помещения.

Изобретение относится к теплотехнике и может использоваться в теплообменниках, содержащих торцевые структуры. .

Изобретение относится к теплотехнике и предназначено для утилизации тепла. Проточный кожухотрубный теплообменник для жидких и газообразных сред цилиндрической формы с соосными патрубками по торцам для входа и выхода основной нагревающей или охлаждаемой среды, с однорядным расположением профильных труб вдоль боковой цилиндрической поверхности, с вводом и выводом нагреваемой или охлаждающей среды через отверстия по кольцевым окружностям торцов между боковой стенкой теплообменника и патрубком, являющимися элементами трубной доски, при этом теплообменные трубы по основной длине имеют сечение клиновидной формы, обращенные острыми углами к центральной оси, тем самым равномерно заполняя теплообменник, и к местам ввода и вывода нагреваемой или охлаждающей среды сечение труб уменьшается до возможности их присоединения к отверстиям в кольцевых торцах теплообменника. Это позволяет уменьшить неравномерность распределения межтрубной среды, а следовательно, повысить эффективность теплообмена. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к охладителю (1) отработавших газов, содержащему наружный корпус (2) и расположенную в нем вставку (3) теплообменника, которая во внутреннем корпусе (4) содержит обтекаемые отработавшими газами в поперечном направлении трубы (5), через которые протекает охлаждающее средство первого циркуляционного контура (11) охлаждения. Существенным в изобретении является то, что наружный корпус (2) охлаждается вторым циркуляционным контуром (10) охлаждения, который является отдельным от первого циркуляционного контура (11) охлаждения. Благодаря этому, в частности, может быть уменьшена температурная нагрузка. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 8 ил.
Наверх