Модуль теплообменника

Модуль теплообменника

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ЬМПДУЛЬ ТЕПЛООБМЕННИКА, содержащий кожух, размещенный в тракте греющего теплоносителя и подключенный полводя1чим и отводящим пат- ; рубками к тракту нагреваемой среды, . продольно установленные в кожухе теп .лообменные трубы, закрепленные входными и выходными концами в трубных досках и сообщенные с трактом грею- : щего теплоносителя, отличающ и и с я темр что, с целью снижения габаритов, интенсификации теплообмена и повышения надежности путем снижения термических напряжений,подiводящий и отводящий патрубки кожуха расположены соосно последнему и ;скреплены с трубными досками, а ЁХОДные и выходные концы теплообменных ;труб расположены вокруг соответственно отводящего и подводящего патрубков и имеют диаметр, меньший диаметра теплообменных труб в их сред:ней частио i 2. Модуль теплообменника по По1, о т л и-ч а ю щ и и с я тем, что проходное сечение отводящего патрубка превышает аналогичное сечение подводящего патрубкао

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ ЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„,>, F 28 9 7/10 F.22 В 23/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 364 0670/06 (22) 09.09.84 (46) 07.01,93. Бюл. Р 1 (72) /1.A.Áåðåíò, А.Н.Васин, В.М.jla" нилов и В.H.Èñàåâ . (53) 621.039.5 (088.8) (56) Патент франции 1 2264261, кл. F 28 D 7/00, опублик. 1979„(54)(57) 1.80pyJlb ТЕПЛООБМЕННИКА, содержащий кожух, размещенный в тракте греющего теплоносителя и подключенный подводящим и отводящим патрубками к тракту нагреваемой среды, продольно установленные в кожухе теп.лообменные трубы, закрепленные входными и выходными концами в трубных досках и сообщенные с трактом грею- . щего теплоносителя, о т л и. ч а юГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ CCCP) Изобретение относится к энергети" ке и может быть использовано в пря- ." моточных парогенераторах.

Известен модуль теплообменника с двусторонним обогревом нагреваемой среды, вь|полненный по типу "труба в трубе".

Недостатком такого модуля теплообменника является пониженная на- дежность. Этот недостаток обусловлен сравнительно небольшой нагрузкой на каждый модуль нагреваемой среды и, как следствие, большим их числом в теплообменнике. Это приводит к явлению гидродинамической неустойчи" вости теплообменника, заключающейся: в появлении апериодических пульсаций расхода через тот или иной модуль. Ы 11á0797 A) шийся тем, что, с целью сниже ния габаритов, интенсификации теплообмена и повышения надежности путем снижения термических напряжений,под- ,водящий и отводящий патрубки кожуха расположены соосно последнему и .скреплены с трубными досками, а входные:и выходные концы теплообменных ,труб расположены вокруг соответственно отводящего и подводящего патрубков и имеют диаметр, меньший диа" метра теплообменных труб в их сред,ней части.

2.: Модуль теплообменника по п.1, о т л. и ч а ю шийся тем, что проходное сечение отводящего патруб» ка превышает аналогичное сечение под- водящего патрубка.

I.

Наиболее близким техническим ре" шением. является модуль теплообменника, содержащий кожух, размещенный в . тракте греющего. теплоносителя и под- „ О

: ключенный подводяцим и.отводящим - " С) патрубками к тракту нагреваемой сре ,ды, продольно установленные в кожухе,- «О теплообменные трубы, закрепленные, входными..и выходными. концами s труб,на х досках н сообщенные с трактом, греющего теплоносителя., ааааф

Недостатками такого модуля теплообменника являются повышенные га-

:бариты из-за крепления подводящего и отводящего патрубков к кожуху, что ,не позволяет расположить модули вплот:ную друг к другу, пониженная интенсивность теплообмена, так как большие

11607 расстояния между модулями приводят к пониженной скорости греющего теплоносителя, а также пониженная надежность из-за повышенных термических напряжении в модуле, которые обусI

5 ловлены пульсациями расхода в нем нагреваемой среды и изменениями температуры их стенок.

Целью изобретения является снижение габаритов модуля теплообменника, интенсификация в нем теплообмена и повышение его надежности путем снижения в.. нем термических напряжений.

В модуле теплообменника, содер.жащем кожух, размещенный в тракте греющего теплоносителя и подключенный подводящим и отводящим патрубка- . ми к тракту нагреваемой среды, про- . дольно установленные в кожухе тепло:обменные трубы, закрепленные входными и выходными концами в трубных дос« ках и сообщенные с трактом греющего теплоносителя, поставленная цель достигается тем, что подводящий и отво- 25 дящий патрубки кожуха расйоложены соосно последнему и скреплены с трубными досками, а входные и выходные концы теплообменных труб расположены вокруг соответственно отводящего и: щ ,подводящего патрубков и имеют диа,метр, меньший диаметра теплообменных труб в их средней части.

Кроме того, проходное сечение отводящего патрубка может превышать 35 .аналогичное сечение подводящего пат-!

:рубка, На фиг.1 схематично изображен модуль теплообменника, продольный раз- . .,рез; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.I40

Модуль теплообмвнника содержит кожух 1, размещенный в тракте греющего теплоносителя и подключенный подводящим и отводящим патрубками со" ответственно 2 и 3 к тракту нагревае-45 мой среды. В кожухе 1 продольно установлены теплообменные трубы 4, за" крепленные входными и выходными концами в трубных досках 5 и 6 и:-сообщенные с трактом греющего теплоносителя. Подводящий и отводящий патрубки соответственно 2 и 3 расположены соосно кожуху 1. Патрубок 2 скреплен с трубной доской 5, а патрубок 3 - с трубной доской 6, Входные и выход е концы теллообменных труб 4 располо" жены вокруг соответственно отводящего патрубка 3 и подводящего патрубка

2.к имеют диаметр, меньший диаметра.

Я7 теплообменных труб 4 в их средней части. Несколько модулей описанной конструкции устанавливают в корпусе, образуя теплообменник. Коллекторы с коммуникациями нагреваемой среды расположены над и под модулями.

Модуль теплообменника работает следующим образом.

Греющий теплоноситель, циркулирующий в корпусе теплообменника в районе модуля теплообменника, разделяется на два потока. Один поток омывает кожух 1 снаружи, а остальная часть теплоносителя проходит через трубы 4. Нагреваемая среда поступает через патрубок 2 в межтрубное про" странство, где нагревается, испаря" ется и перегревается, омывая кожух 1 изнутри, трубы 4 снаружи и охлаждая: при этом теплоноситель, Крепление патрубков для прохода нагреваемой среды к трубным доскам И t их соосное расположение с периферийным кожухом позволяют уменьшить поперечные размеры модуля теплообменника, обеспечить возможность их размещения вплотную друг к другу и таким образом уменьшить размеры не только модуля, но и теплообменника.

В таком теплообменнике размещение коллекторов и коммуникаций для подвода и отвода нагреваемой среды к модулям можно выполнить в его верхней и нижней частях вне теплообменной поверхности, При этом эффективно работающей теплообменной поверхностью модуля будет являться вся поверхность, заключенная между трубны;ми. досками. Кроме того, размещение коллекторов и коммуникаций для подвода и отвода нагреваемой среды к модулям в верхней и нижней. частях теплообменника исключает затеснение сечения для прохода греющей среды и уменьшает гидравлическое сопротивление теплообменника по тракту ее движения.

С другой стороны, размещение модулей вплотную друг к другу уменьшает проходное сечение. между ними, что при обеспечении заданных расходов греющей среды увеличивает ског рость среды, протекающей в зазорах между теплообменными элементами, и повышает эффективность теплообмена к нагреваемой среде через периферийный кожух.

Жив.2

uz.

5 11 улучшение теплообмена достигается. также и R0 внутренней полости модуля за счет. исключения малоэффективной зоны поворота потока нагреваемой среды на 90 в районе расположения патрубков.

Выбор проходного сечения патрубка выхода нагреваемой среды большего, чем у входного, и исключение поворота нагреваемой среды при выходе из теплообменного элемента изменяют соотношение гидравлических сопротивлений входа и выхода модуля по нагре-. ваемой среде в сторону уменьшения гидравлического сопротивления выхода, что является одним из факторов, повышающих гидродинамическую устойчвость теплообменного элемента по

6о7И

6 нагреваемой среде, особенно при использовании его в составе парогенератора.

Таким образом, расположение подводящего и отводящего патрубков со" осно кожуху и скрепление их с трубными лосками а также расположение концов теплообменных труб, которые

10 имеют диаметр, меньший диаметра теплообменных труб в их средней части, вокруг патрубков и выполнение отводящего патрубка с проходным сечением, превышающим аналогичное сече15 ние подводящего патрубка, снижают, габариты, интенсифицируют теплообмен и повышают надежность модуля теплообменника путем снижения в нем термических напряжений.