Теплообменный аппарат

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в теплообменных аппаратах, в частности, для установок с интегральным ядерным реактором. В теплообменном аппарате коллектор 2 подвода питательной среды выполнен в крышке 4. Центральная полость 5 соединена наклонными каналами 6 с периферийной полостью 7 и подводящими питательную среду трубами 8. Подводящие питательную среду трубы 8 закреплены в крышке 4 и расположены соосно отводящим трубам питательной среды 9, размещенным в отверстиях трубной доски 10. Трубная доска 10 образует с крышкой 4 полость 11, предназначенную для отвода питательной среды. Причем каждая отводящая труба 9 снабжена переходником 12, один конец которого закреплен в трубной доске 10, а другой с возможностью осевого перемещения соединен с отводящей трубой 9. Отводящая труба 9 установлена с зазором относительно отверстия в трубной доске 10 и снабжена кольцевым выступом 13, контактирующим с возможностью осевого перемещения с внутренней стенкой указанного отверстия, т.е. является подвижной опорой модуля 3. Технический результат - выравнивание температурного поля подводящих и отводящих теплообменных труб за счет исключения холодных бросков питательной среды на корпус и теплообменную поверхность. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Предлагаемое техническое решение относится к области энергетического машиностроения и может быть использовано в теплообменной аппаратуре, в частности, наиболее актуальным использование предложенного решения является для установок с интегральным ядерным реактором.

Известен теплообменный аппарат, содержащий корпус и размещенную в нем теплообменную поверхность, выполненную в виде идентичных теплообменных секций, соединенных с коллекторами подвода и отвода рабочей среды, расположенными на боковой поверхности корпуса (см., например, авт. св. №1355852, опубл. 30.11.87, кл. F28D 7/00).

Известен парогенератор для интегрального реактора, содержащий теплообменную поверхность, теплообменные элементы которой сгруппированы в секции, узлы подвода и отвода рабочей среды расположены на боковой поверхности корпуса реактора (см., например, патент на полезную модель №51437, опубл. 10.02.2006, кл. G21C 1/32).

Недостатками вышеуказанных известных решений является значительные габариты теплообменников и наличие дополнительных проходок через корпус для раздельных коллекторов подвода и отвода рабочей среды, что снижает прочность корпуса и приводит к возникновению дополнительных напряжений.

Известен парогенератор для интегрального ядерного реактора, имеющий совмещенный боковой подвод и отвод рабочей среды (см., например, патент на изобретение №2153709, опубл. 17.07.2000, кл. G21C 1/32, F22B 1/02) подводящие и отводящие трубы теплообменных секций закреплены в трубных досках соответствующих коллекторов.

Недостатком известного парогенератора является расположение коллектора подвода рабочей среды в горячей области, где перепад температур между средами максимальный.

По наибольшему числу признаков и достигаемому результату парогенератор по патенту №2153709 выбираем за прототип.

Технической задачей является создание теплообменного аппарата, позволяющего обеспечить выравнивание температурного поля подводящих и отводящих теплообменных труб за счет исключения холодных бросков питательной среды на корпус и теплообменную поверхность.

Решение поставленной задачи позволяет повысить надежность работы теплообменного аппарата и продлить срок его эксплуатации.

Поставленная задача решается за счет того, что в теплообменном аппарате, содержащем корпус, теплообменную поверхность, выполненную в виде идентичных теплообменных модулей, состоящих из заключенных в цилиндрические кожухи пучков теплообменных труб, подводящие и отводящие трубы питательной среды, соединяющие теплообменные модули с соответствующими коллекторами подвода и отвода питательной среды, расположенными на боковой поверхности корпуса и образованными крышкой и трубной доской, коллектор подвода питательной среды выполнен в крышке в виде центральной и периферийных полостей, соединенных наклонными каналами между собой и с подводящими питательную среду трубами, закрепленными в крышке и расположенными соосно отводящим трубам питательной среды, размещенным в отверстиях трубной доски, образующей с крышкой коллектор отвода питательной среды, причем каждая отводящая труба питательной среды снабжена переходником, один конец которого закреплен в трубной доске, а другой с возможностью осевого перемещения соединен с отводящей питательную среду трубой, установленной с зазором относительно отверстия трубной доски и снабженной кольцевым выступом, контактирующим с внутренней стенкой указанного отверстия, обеспечивая возможность ее осевого перемещения.

Кроме того, отводящая труба снабжена промежуточным уголком, соединяющим отводящую трубу с модулем, а на уголке выполнен кольцевой выступ. Причем каждая труба питательной среды снабжена дроссельной трубой.

Предложенное решение позволяет осуществлять предварительный подогрев подводимой рабочей среды за счет отводимой среды, что исключает холодные броски на корпус и теплообменные модули, при этом обеспечивается компактность и технологичность изготовления.

Сущность технического решения поясняется чертежами, где:

на фиг. 1 изображен общий вид теплообменного аппарата;

на фиг. 2 изображен совмещенный коллектор;

на фиг. 3 изображен узел крепления модуля.

Теплообменный аппарат состоит из корпуса 1, на боковой поверхности которого размещен коллектор 2 подвода и отвода питательной среды (воды) в теплообменные модули 3. Коллектор 2 включает крышку 4, в которой выполнена центральная полость 5, соединенная наклонными каналами 6 с периферийными полостями 7. Полости 5 и 7 связаны с подводящими питательную среду трубами 8, закрепленными непосредственно на крышке 4 и расположенными соосно отводящим питательную среду трубам 9, которые закреплены в отверстиях трубной доски 10. Между трубной доской 10 и крышкой 4 образована полость 11, предназначенная для отвода нагретой питательной среды (пара). Каждая отводящая питательную среду труба 9 закреплена в отверстиях трубной доски 10 с помощью переходника 12. Один конец переходника 12 приварен к трубной доске 10, а другой конец с возможностью осевого перемещения соединен с отводящей питательную среду трубой 9. На наружной поверхности отводящей питательную среду трубы 9 выполнены кольцевые выступы 13, контактирующие с внутренней стенкой отверстия трубной доски 10 и установленные с возможностью перемещения относительно отверстия трубной доски 10. Такое выполнение обеспечивает возможность перемещения трубы 9 вдоль оси, то есть образуется подвижная опора модуля 3, за счет которой происходит компенсация температурных расширений, то есть исключается возникновение напряжений в соединениях отводящих труб 9 с теплообменным модулем 3.

Отводящая труба 9 снабжена промежуточным уголком, соединяющим трубу 9 с модулем 3, обеспечивающим компенсацию температурных расширений.

Для выравнивания расхода питательной среды между теплообменными трубами модуля 3 каждая подводящая труба 8 питательной среды снабжена дроссельным элементом.

Работает теплообменный аппарат следующим образом.

Греющий теплоноситель поступает в модули сверху, циркулируя в межтрубном пространстве внутри кожуха 15 модуля 3 и отдавая тепло питательной среде. Греющий теплоноситель выходит из кожуха 15 через патрубок 16. Питательная среда подается в центральную полость 5 и через наклонные отверстия 6 попадает в периферийную полость 7, из которой поступает в питательную трубу 8 каждого модуля, опускается по трубе и поступает снизу в теплообменные элементы модуля 3. Проходя через теплообменные элементы модуля 3, питательная среда подогревается или превращается в пар, затем по отводящей питательную среду трубе 9 попадает в полость 11 и отводится из теплообменного аппарата.

Выполнение теплообменного аппарата предложенным образом позволяет повысить надежность работы теплообменного аппарата, продлить срок его эксплуатации за счет выравнивания температурного поля подводящих и отводящих питательную среду труб и исключения холодных бросков питательной среды на корпус и теплообменную поверхность.

1. Теплообменный аппарат, содержащий корпус, теплообменную поверхность, выполненную в виде идентичных теплообменных модулей, состоящих из заключенных в цилиндрические кожухи пучков теплообменных труб, подводящие и отводящие трубы питательной среды, соединяющие теплообменные модули с соответствующими коллекторами подвода и отвода питательной среды, расположенными на боковой поверхности корпуса и образованными крышкой и трубной доской, отличающийся тем, что коллектор подвода питательной среды выполнен в крышке в виде центральной и периферийных полостей, соединенных наклонными каналами между собой и с подводящими питательную среду трубами, закрепленными в крышке и расположенными соосно отводящим трубам питательной среды, размещенным в отверстиях трубной доски, образующей с крышкой коллектор отвода питательной среды, причем каждая отводящая труба питательной среды снабжена переходником, один конец которого закреплен в трубной доске, а другой с возможностью осевого перемещения соединен с отводящей питательную среду трубой, установленной с зазором относительно отверстия трубной доски и снабженной кольцевым выступом, контактирующим с внутренней стенкой указанного отверстия.

2. Теплообменный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что отводящая труба снабжена промежуточным уголком, соединяющим ее с модулем.

3. Теплообменный аппарат по п. 2, отличающийся тем, что кольцевой выступ выполнен на уголке.

4. Теплообменный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что каждая подводящая труба питательной среды снабжена дроссельным элементом.



 

Похожие патенты:

Настоящее изобретение относится к области лабораторных теплофизических измерений и, в частности, к определению тепловых, аэродинамических и гидравлических параметров рекуперативных теплообменных аппаратов различных типов, выполняемых в ходе учебной подготовки специалистов в области теплотехнического оборудования, испытаний теплообменных аппаратов с целью определения их основных параметров.

Изобретение относится к оборудованию гидрометаллургических производств, предназначено для охлаждения суспензий и растворов, например, в процессе разложения алюминатных растворов методом декомпозиции при производстве глинозема из любых видов глиноземсодержащего сырья.
Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в энергетической, нефтехимической, пищевой и других отраслях. Сущность изобретения: теплообменный элемент кожухотрубных теплообменников, имеющий в своем составе трубные доски и теплообменные трубки, характеризующийся тем, что теплообменные трубки после короткого технологического прямолинейного участка выполнены по винтообразной линии диаметром, соответствующим месту входа-выхода трубки в трубных досках, а теплогидравлические характеристики трубок по направлению от периферии к центру выравниваются увеличением по дуге угла между входом-выходом трубки, изменением диаметра трубок, дросселированием, а также их комбинацией, выдерживая равенство отношения I/dэ.

Изобретение относится к системе трубопроводов для теплообменников для транспорта вязких жидкостей с большим количеством отдельных теплообменников в виде элементов трубопроводов и с предопределенным контролируемым распределением температуры и/или давления вдоль системы трубопроводов, а также в поперечном сечении трубопроводов, отличающейся тем, что на равных промежутках системы трубопроводов предусматриваются теплообменники в виде элементов трубопроводов, причем равные промежутки выбираются таким образом, чтобы поддержать предопределенное распределение температуры и/или давления, причем в теплообменниках предусматриваются средства, поддерживающие определенную температуру вязкой жидкости, транспортируемой в трубопроводе для теплообменника, а также в качестве опции смесительные элементы, чтобы в зависимости от поперечного сечения трубопроводов поддерживать заданное распределение температуры и/или давления в поперечном сечении трубопроводов, и причем, по меньшей мере, 30% длины системы трубопроводов для теплообменников оборудовано теплообменниками, а также к способу транспорта вязких жидкостей с помощью трубопроводов для теплообменников.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано для создания высокоэффективных малогабаритных теплообменников. В теплообменном модуле, включающем полый цилиндрический корпус, ограниченный торцевыми концевыми пластинами с отверстиями для прохождения первой среды по расположенным внутри корпуса сквозным каналам и имеющий в боковой стенке вблизи торцевых концевых пластин отверстия для входа и выхода второй среды, а также примыкающие к наружным сторонам торцевых концевых пластин замкнутые полости для подвода и отвода первой среды, все соседние каналы для прохождения первой среды соединены между собой продольными ребрами, разделяющими межканальное пространство на отдельные продольные каналы для прохождения второй среды и имеющими длину, меньшую длины каналов для прохождения первой среды с образованием кольцевых камер для накапливания второй среды, включающих отверстия в стенке корпуса для входа и выхода второй среды.

Изобретение относится к химической, нефтехимической и энергетической промышленности и может быть использовано для проведения каталитических процессов со значительными тепловыми эффектами при частичном превращении углеводородов.

Изобретения относятся к химической, нефтяной, газовой и другим отраслям промышленности, а именно к технологии и оборудованию, предназначенным для охлаждения влажного природного газа.

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.

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.

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.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении теплообменников, содержащих множество теплообменных элементов. Каждый теплообменный элемент выполнен из ребристого листа, имеющего множество полых ребер для создания внутреннего объема. При это он имеет впускную и выпускную магистрали и отверстие. Делитель потока помещается во внутреннем объеме между впускной магистралью и выпускной магистралью с внутренними вершинами полых ребер, находящимися в контакте с делителем потока. Базовый элемент соединен поверх отверстия внутреннего объема. Причем базовый элемент содержит вход и выход, помещенные с сообщением по текучей среде с впускной магистралью и выпускной магистралью соответственно. Расширяются технологические возможности и улучшается перенос тепла между потоками текучих сред. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 15 ил.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в теплообменниках и реакторах кожухотрубчатой конструкции. В теплообменник, состоящий из корпуса, трубных решеток, перегородок и труб, трубы установлены с предварительным прогибом, при этом предварительный прогиб осуществляется за счет смещения отверстий для труб в перегородках или за счет смещения перегородок механизмом перемещения, а перегородки установлены с возможностью смещения в направлении предварительного смещения, причем перегородки в средней части теплообменника установлены неподвижно со смещением отверстий для труб, а корпус может быть выполнен с прогибом. Остальные перегородки установлены с возможностью дальнейшего смещения в направлении предварительного смещения труб для компенсации их удлинения при температурной деформации, при этом предварительный прогиб труб осуществляется в процессе сборки теплообменника из прямых труб, которые изгибаются в пределах упругой деформации. Технический результат - обеспечение компенсации удлинения труб при температурной деформации. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть применено в отопительных котлах. У трубы (5) теплообменника отопительного котла (2), имеющей наружную трубу (10), по которой могут протекать уходящие газы топки котла, и которая может быть окружена с наружной стороны греющей водой, и вдвинутую в наружную трубу профильную вставку (11), которая для увеличения внутренней поверхности наружной трубы (10) имеет ребра (14), проходящие в ее продольном направлении (12), и находится в теплопроводящем контакте с наружной трубой (10), первый продольный участок (22) наружной трубы (10) выполнен в виде гладкостенного цилиндра, а второй продольный участок (23) наружной трубы (10) имеет по меньшей мере один элемент (24) для сужения поперечного сечения, сужающий проточное поперечное сечение, при этом профильная вставка (11) распространяется исключительно по первому продольному участку (22) наружной трубы (10). Технический результат – повышение мощности передачи тепла газообразных продуктов сгорания греющей воде в отопительном котле. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в теплообменных аппаратах, в частности, для установок с интегральным ядерным реактором. В теплообменном аппарате коллектор 2 подвода питательной среды выполнен в крышке 4. Центральная полость 5 соединена наклонными каналами 6 с периферийной полостью 7 и подводящими питательную среду трубами 8. Подводящие питательную среду трубы 8 закреплены в крышке 4 и расположены соосно отводящим трубам питательной среды 9, размещенным в отверстиях трубной доски 10. Трубная доска 10 образует с крышкой 4 полость 11, предназначенную для отвода питательной среды. Причем каждая отводящая труба 9 снабжена переходником 12, один конец которого закреплен в трубной доске 10, а другой с возможностью осевого перемещения соединен с отводящей трубой 9. Отводящая труба 9 установлена с зазором относительно отверстия в трубной доске 10 и снабжена кольцевым выступом 13, контактирующим с возможностью осевого перемещения с внутренней стенкой указанного отверстия, т.е. является подвижной опорой модуля 3. Технический результат - выравнивание температурного поля подводящих и отводящих теплообменных труб за счет исключения холодных бросков питательной среды на корпус и теплообменную поверхность. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Наверх