Горизонтальный парожидкостный теплообменник



Горизонтальный парожидкостный теплообменник
Горизонтальный парожидкостный теплообменник
Горизонтальный парожидкостный теплообменник

Владельцы патента RU 2674816:

Открытое акционерное общество "Таганрогский котлостроительный завод "Красный котельщик" (ОАО ТКЗ "Красный котельщик") (RU)

Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности к подогревателям низкого и высокого давления, и может быть использовано в других отраслях, изготавливающих или использующих теплообменное оборудование, рассчитанное на осуществление пароконденсатных режимов. Горизонтальный парожидкостный теплообменник имеет перегородку между трубами ходов поверхности теплообмена нагреваемой жидкости, состоящую из частей, имеющих разную длину. Использование перегородки данной конструкции позволяет исключить заливание конденсатом расположенных ниже труб и тем самым улучшить теплообмен, равномерно распределить поток пара по секциям с минимальным гидравлическим сопротивлением и организовать слив конденсата пара с труб поверхности теплообмена первого хода в нижнюю часть корпуса с минимальной скоростью. Технический результат - повышение тепловой эффективности и экономичности работы теплообменника, упрощение конструкции, улучшение технологичности, снижение металлоемкости и повышение надежности работы. 3 ил.

 

Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности, к подогревателям низкого и высокого давления и может быть использовано в других отраслях, изготавливающих или использующих теплообменное оборудование, рассчитанное на осуществление пароконденсатных режимов.

Известен горизонтальный пароводяной подогреватель (патент RU 2177111, МПК F22D 1/32, опубл. 20.12.2001), содержащий камеру распределения жидкости с патрубками входа и выхода, корпус с патрубком подвода пара, отвода его конденсата, трубную систему с перегородками жесткости и теплообменными трубами первого и второго хода, лоток и перфорированную трубу отвода воздуха.

Недостатком данного пароводяного подогревателя является низкая тепловая эффективность, поскольку имеется возможность заливания конденсатом пара, стекающим с труб поверхности теплообмена второго хода, труб первого хода, что ухудшает теплообмен из за увеличения толщины стекающей с труб поверхности теплообмена первого хода пленки конденсата.

По совокупности признаков наиболее близким техническим решением к заявленному техническому решению является поверхностный теплообменник горизонтального типа (патент RU 2282807, МПК F22D 1/04, опубл. 27.08.2006), содержащий камеру распределения жидкости с патрубками входа и выхода, корпус с патрубками подвода пара и выхода его конденсата, трубную систему с вертикальными перегородками, перфорированную трубу отвода воздуха, перегородки, установленные между трубами поверхности теплообмена первого и последующих ходов жидкости под углом друг к другу и к горизонту, внутренний короб для слива конденсата и «заполнитель» для предотвращения холостого хода пара.

К недостаткам вышеуказанного теплообменника следует отнести усложненную систему организации слива конденсата с установленных под углом к горизонту перегородок, и необходимость установки в зоне труб поверхности теплообмена «заполнителя» для предотвращения холостого хода пара. Кроме того, перечисленные решения приводят к потере полезного пространства внутри теплообменника, увеличению его металлоемкости, трудоемкости его изготовления, а также снижению надежности и технологичности конструкции.

Задачей предлагаемого технического решения является упрощение конструкции, улучшение технологичности, увеличение эффективности и экономичности работы теплообменника путем интенсификации теплообмена за счет уменьшения толщины пленки конденсата на трубах поверхности теплообмена, снижение металлоемкости за счет более рационального использования внутреннего пространства корпуса при заполнении его трубами поверхности теплообмена, а также повышение надежности работы путем равномерного и организованного отвода конденсата пара от центра к периферии теплообменника, снижая, таким образом, вероятность эрозионного износа внутренней поверхности корпуса.

Поставленная задача достигается за счет того, что горизонтальный парожидкостный теплообменник содержит корпус с патрубками подвода пара и отвода конденсата пара; камеру распределения жидкости с патрубками ее входа и выхода жидкости; поверхность теплообмена, состоящую из теплообменных труб и образующую два или более ходов движения жидкости, с системой вертикальных перегородок, разделяющей поверхность теплообмена на секции; трубную решетку и систему удаления неконденсирующихся газов (воздуха) в виде расположенных над уровнем конденсата перфорированных труб, в котором между трубами ходов поверхности теплообмена нагреваемой жидкости устанавливается перегородка для сбора и отвода конденсата пара, которая состоит из частей, имеющих разную длину, причем предназначенные для сбора конденсата в центре теплообменника части имеют меньшую длину и расположены под углом друг к другу и горизонту, а части имеющие большую длину, предназначенные для отвода конденсата от центра к периферии, параллельны горизонтальной оси теплообменника.

Изобретение иллюстрируется чертежами:

где на фиг. 1 изображен парожидкостный теплообменник, продольный разрез (общий вид);

на фиг. 2 поперечный разрез А-А на фиг. 1;

на фиг. 3 поперечный разрез Б-Б на фиг. 1.

Парожидкостный теплообменник включает в себя корпус 1 с патрубком подвода пара 2 и патрубком отвода конденсата пара 3, камеру распределения и сбора жидкости 4 с патрубками входа 5 и выхода 6 жидкости, трубную решетку 7, трубную систему 8 с вертикальными перегородками 9 разделяющими трубную систему на секции 10. Между трубами поверхности теплообмена первого и последующего ходов (в приведенных чертежах представлен теплообменник, имеющий два хода: первый и второй) устанавливается перегородка, плотно присоединяемая к вертикальным перегородкам, предназначенная для сбора и отвода конденсата пара с целью исключения возможности попадания конденсата на трубы теплообменной поверхности первого хода. Перегородка состоит из частей разной длины: коротких 11, расположенных под углом друг к другу и к горизонту, предназначенных для сбора стекающего с труб поверхности теплообмена конденсата пара в центре теплообменника, и длинных 12, параллельных горизонтальной оси теплообменника и предназначенных для отвода конденсата пара от центра теплообменника к его периферии и далее в зазор между длинными частями перегородки и внутренней поверхностью корпуса в нижнюю часть корпуса, являющуюся конденсатосборником. Короткие и длинные части перегородки соединены вертикальными элементами 13, препятствующими протечкам конденсата пара между короткими и длинными частями перегородки. Над уровнем конденсата пара в нижней части корпуса теплообменника устанавливаются перфорированные трубы 14, предназначенные для отвода неконденсирующихся газов (воздуха) из пространства над поверхностью уровня конденсата. Для исключения возможности заливания перфорированных труб конденсатом в нижней части корпуса предусмотрены защитные планки 15.

Парожидкостный теплообменник работает следующим образом.

Поток нагреваемой жидкости через патрубок 5 поступает в камеру распределения и сбора жидкости 4, оттуда в трубную систему 8, в которой совершает, в зависимости от конструкции водяной камеры, несколько ходов, например: два, четыре, шесть. На фиг 1. представлен парожидкостный теплообменник в двухходовом исполнении. После второго хода нагреваемая жидкость через патрубок 6 выводится из теплообменника.

Поток греющего пара через патрубок 2, установленный на корпусе 1, поступает в зазор, образованный трубной системой 8 и корпусом 1. Из этого зазора пар одновременно поступает на трубы первого и второго хода.

Конденсат пара с труб поверхности теплообмена второго хода стекает на наклонные короткие части 11 и длинные части 12 перегородки, установленной между трубами первого и второго хода. При этом конденсат, стекающий с расположенных под углом друг к другу и к горизонту коротких частей перегородки, сливается в центр теплообменника, а оттуда по длинным частям перегородки сливается от центра к периферии теплообменника и далее через зазор между внутренней поверхностью корпуса 1 и длинными частями перегородки 12 отводится в нижнюю часть теплообменника, являющуюся конденсатосборником. Вертикальные элементы 13 установленные между короткими и длинными частями перегородки не дают возможности сливаться конденсату между частями перегородки и направляют поток конденсата вдоль длинных частей перегородки от центра к периферии корпуса теплообменника 1. Зазор определенного сечения, возникающий между короткими частями перегородки 11 и внутренней поверхностью корпуса 1, позволяет равномерно распределить поток пара, имеющий большой удельный объем, во всей длине труб поверхности теплообмена и обеспечить его доступ к трубам поверхности теплообмена первого хода в нижней части теплообменника с минимальным гидравлическим сопротивлением, что повышает эффективность процесса теплообмена. Зазор меньшего сечения, возникающий между длинными частями перегородки 12 и внутренней поверхностью корпуса 1, позволяет равномерно распределить поток стекающего с труб поверхности теплообмена второго хода конденсата, имеющего малый удельный объем, и обеспечить низкую скорость его организованного стекания в нижнюю часть теплообменника, что снижает вероятность эрозионного износа внутренней поверхности корпуса 1 и таким образом повышает надежность теплообменника.

Конденсат, стекающий с труб поверхности теплообмена первого и второго хода, в итоге стекает в нижнюю часть корпуса 1 и образует уровень конденсата. Удаление конденсата из корпуса производится через штуцер 3. Неконденсирующиеся газы (воздух) более тяжелые, чем пар, скапливаются над уровнем конденсата и отводятся через перфорированные трубы с отверстиями 14. Во избежание заливания перфорированных труб 14 стекающим конденсатом и попадания конденсата в эти трубы, над ними устанавливаются защитные планки 15.

Перегородка, выполненная описанным выше способом из коротких частей 11, расположенных под углом друг к другу и горизонту и длинных частей 12 между трубами ходов поверхности теплообмена позволяет равномерно распределить поток пара по секциям 10 с минимальным гидравлическим сопротивлением и организовать слив конденсата пара с труб поверхности теплообмена первого хода в нижнюю часть корпуса с минимальной скоростью, что повышает тепловую эффективность и надежность работы теплообменника и упрощает его конструкцию по сравнению с прототипом.

Горизонтальный парожидкостный теплообменник, содержащий корпус с патрубками подвода пара и отвода конденсата пара, камеру распределения и сбора жидкости с патрубками входа и выхода жидкости, поверхность теплообмена, образующую два или более ходов движения жидкости, с системой вертикальных перегородок, разделяющих ее на секции, трубную решетку, перфорированную трубу отвода неконденсирующихся газов (воздуха), отличающийся тем, что между трубами ходов поверхности теплообмена нагреваемой жидкости установлена перегородка, которая состоит из частей, имеющих разную длину, при этом части, имеющие меньшую длину, расположены под углом друг к другу и к горизонту, а части, имеющие большую длину, параллельны горизонтальной оси теплообменника.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нагревательным устройствам для текучих сред, а именно к трубчатым подогревателям, и может быть использовано в нефтяной, химической и других отраслях промышленности для термической обработки термолабильных термически неустойчивых жидкостей, имеющих технологические и иные ограничения по максимальной температуре нагрева.

Теплообменник с U-образной трубой включает в себя: основной корпус теплообменника, сформированный передней пластиной, задней пластиной, левой пластиной и правой пластиной, и имеющий открытые верхний и нижний участки, предназначенные для прохождения тепла от источника; множество U-образных труб, расположенных между левой и правой пластинами, при этом каждая из них образована двумя теплообменными трубками, расположенными параллельно друг другу и U-образным участком, соединяющим концевые участки двух теплообменных трубок; и множество водяных рубашек, прикрепленных, по меньшей мере, к одной наружной поверхности левой пластины и правой пластины, соединяющих открытые концевые участки двух смежных теплообменных трубок с обеспечением возможности циркуляции низкотемпературной воды вдоль множества U-образных труб.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в трубчатых теплообменниках пищевой промышленности. Трубчатое устройство для термообработки содержит некоторое количество труб, расположенных в виде некоторого количества групп.

Изобретение относится к модульным пластинчатым теплообменникам типа газ-жидкость и предназначено для использования в энергетической, металлургической и других отраслях промышленности, в системах нагрева мазутом или углем, в котельных и для утилизации тепла дизельных двигателей на судах.

Изобретение относится к области энергетики, а именно к аппаратам воздушного охлаждения газа, применяемым для охлаждения природного газа. Аппарат воздушного охлаждения газа, состоящий из горизонтально расположенных теплообменных секций коллекторного типа, включающих камеры подвода и отвода охлаждаемого газа, содержащие трубные доски с отверстиями, в которые заделаны концы оребренных труб, осевого вентилятора и диффузора.

Изобретение относится к теплообменнику, содержащему: центральную часть, имеющую множество каналов для текучей среды, и бак, открытый с одной стороны и образованный верхней стенкой, противоположными параллельными стенками и торцевыми стенками, открытая сторона бака приспособлена для приваривания к торцевой поверхности центральной части теплообменника, у внутренней стороны торца боковых стенок бака, приваренной к центральной части теплообменника, сформирована гладкая дуговая поверхность, выступающая внутрь бака.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при изготовлении аппаратов воздушного охлаждения газа. Аппарат воздушного охлаждения включает теплообменные секции с теплообменными трубами, коллекторы подвода и отвода газа и опорную конструкцию аппарата.

Изобретение может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической и газовой промышленности. Предлагается аппарат воздушного охлаждения, включающий секции теплообмена с распределительными камерами и штуцерами, жалюзи, вентилятор с электродвигателем, диффузор, при этом секции теплообмена выполнены из попарно соединенных гофрированных пластин, образующих пакет герметичных каналов для прохода охлаждающего потока воздуха и охлаждаемого потока продукта, причем по длине пакета герметичных каналов для прохода охлаждающего потока воздуха жестко закреплен по крайней мере один ряд или более поперечных планок, соединенных пластиной с диффузором, благодаря чему поток воздуха, нагнетаемый вентилятором, делится на две равные части, обеспечивая более равномерное распределение потока воздуха и более интенсивный теплообмен.

Изобретение относится к способам первичной перегонки нефти и может быть использовано для энергосберегающего фракционирования нефти в нефтеперерабатывающей промышленности.

Изобретение относится к конструкции теплообменника, в частности к теплообменнику металлическому системы отопления помещения. Теплообменник содержит трубопровод в виде стенки сквозной полости с внешней поверхностью, концевыми участками, а также внешние элементы теплопередачи, которые закреплены к одному концевому участку.

Теплообменник с U-образной трубой включает в себя: основной корпус теплообменника, сформированный передней пластиной, задней пластиной, левой пластиной и правой пластиной, и имеющий открытые верхний и нижний участки, предназначенные для прохождения тепла от источника; множество U-образных труб, расположенных между левой и правой пластинами, при этом каждая из них образована двумя теплообменными трубками, расположенными параллельно друг другу и U-образным участком, соединяющим концевые участки двух теплообменных трубок; и множество водяных рубашек, прикрепленных, по меньшей мере, к одной наружной поверхности левой пластины и правой пластины, соединяющих открытые концевые участки двух смежных теплообменных трубок с обеспечением возможности циркуляции низкотемпературной воды вдоль множества U-образных труб.

Изобретение относится к области теплотехники, в частности к подогревателям, и предназначено для применения в нефтяной, газовой, газохимической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к области биохимии. Предложен теплообменный модуль для использования в системе химического, фармацевтического или биологического реактора.

Радиатор // 2577438
Настоящее изобретение относится к радиатору (1) для отопления помещений или частей помещений, содержащему основной корпус (2), который имеет ячеистую структуру (3) и который обеспечивает две расположенные на наружной стороне большие поверхности (4), причем каждая из больших поверхностей снабжена экраном (5), а также блок (6) параллельных труб, который встроен в ячеистую структуру (3) основного корпуса (2) и проходит через нее, и соединительное устройство, которое содержит гидравлический блок, соединяющий блок (6) параллельных труб с источником теплоносителя и/или возвратным трубопроводом, а также узел крепления для крепления к стене, при этом полости, образованные ячеистой структурой, по меньшей мере, частично заполнены вспученным графитом.

Теплообменное устройство содержит элементы в виде спирально навитых труб с чередующимися прямыми и кольцеобразными участками, расположенными напротив друг друга.

Изобретение относится к теплотехнике и может использоваться в жидкостных теплообменниках. В жидкостно-жидкостном теплообменнике, соединяющем секции труб, закрепленных в герметичном корпусе и подключенных к раздельным коллекторам по контурам охлаждающих теплоносителей, в контуре змеевикообразного теплоносителя каждая секция труб выполнена в виде спиралеобразного конусного змеевика сходящегося и расходящегося типа, установленных попарно большими основаниями, обращенными друг к другу, и попарно меньшими основаниями, обращенными друг к другу, причем секции разделены поперечными перегородками в местах больших оснований змеевиков отверстиями кольцеобразных прорезей, в местах меньших оснований - центральными отверстиями в контуре охлаждающего теплоносителя.

Группа изобретений относится к холодильной технике. Испаритель для холодильного аппарата включает в себя трубу (11) для хладагента, по меньшей мере, одну несущую пластину (7), на которой закреплена труба (11), и расположенную между трубой (11) и несущей пластиной (7) теплораспределительную пластину (12), имеющую выступы (18), которыми зажимается труба (11).

Группа изобретений относится к холодильному аппарату и к испарителю, используемому в таком холодильном аппарате. Испаритель для холодильного аппарата содержит трубу, по которой проходит хладагент.

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.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано при изготовлении теплообменников, в частности, для бытового холодильного аппарата. Проволочно-трубный теплообменник, в частности, для бытового холодильного аппарата включает в себя два слоя проволоки и трубу хладагента, проходящую в промежуточном пространстве между слоями.

Изобретение относится к теплоэнергетике, к сетевым подогревателям горизонтального типа. Целью изобретения является разработка более компактной системы подогрева сетевой воды.

Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности к подогревателям низкого и высокого давления, и может быть использовано в других отраслях, изготавливающих или использующих теплообменное оборудование, рассчитанное на осуществление пароконденсатных режимов. Горизонтальный парожидкостный теплообменник имеет перегородку между трубами ходов поверхности теплообмена нагреваемой жидкости, состоящую из частей, имеющих разную длину. Использование перегородки данной конструкции позволяет исключить заливание конденсатом расположенных ниже труб и тем самым улучшить теплообмен, равномерно распределить поток пара по секциям с минимальным гидравлическим сопротивлением и организовать слив конденсата пара с труб поверхности теплообмена первого хода в нижнюю часть корпуса с минимальной скоростью. Технический результат - повышение тепловой эффективности и экономичности работы теплообменника, упрощение конструкции, улучшение технологичности, снижение металлоемкости и повышение надежности работы. 3 ил.

Наверх