Пленочный теплообменник

Пленочный теплообменник

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: деаэрация и нагрев солесодержащих жидкостей в системе водо-подготовки . Сущность изобретения: в цилиндрическом корпусе 1 с патрубками 2 и 3 подвода и отвода жидкости и патрубком 4 подвода греющей среды, размещена горизонтальная перегородка 9 с кольцевыми порогами 11 и сливным отверстием 12. Над перегородкой 9 установлен распределитель 13 жидкости, выполненный в виде полой пирамиды, расположенной соосно с корпусом 1, s над патрубком 4 - напускной рассекатель 8. Патрубок 2 подвода жидкости установлен соосно с корпусом11 над оаспределителем 13, а патрубки 5 отвода греющей среды размещены между распределителем 13 и перегородкой 9.2 з. п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (t9) Л»

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4395992/06 (22) 08.02.88 (46} 07,08.92. Бюл. ЬЬ 29 (71) Мурманское высшее инженерное морское училище им. Ленинскогб комсомола (72) Л. И Сень, Н. В. Сень, А. M. Те, Е. А.

Брызгалов и А. И. Акилов (56) Сень Л. И. Пленочные теплообменные аппараты судовых котельных и опреснительных установок. — Л.: Судостроение, 1986, с. 37. (54) ПЛЕНОЧНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК (57) Использование: деазрация и нагрев солесодержащнх жидкостей в системе водоподготовки. Сущность изобретения: в цилиндрическом корпусе 1 с патрубками 2 и 3 подвода и отвода жидкости и патрубком 4 подвода греющей среды, размещена горизонтальная перегородка 9 с кольцевыми порогами 11 и сливным отверстием 12. Над перегородкой 9 установлен распределитель

13 жидкости, выполненный в виде полой пирамиды, расположенной соосно с корпусом 1, а над патрубком 4- напускной рассекатель 8. Патрубок 2 подвода жидкости установлен соосно с корпусом 1 над распределителем 13, а патрубки 5 отвода греющей среды размещены между распределителем

13 и перегородкой 9. 2 з. и. ф-лы, 2 ил.

1753228

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для деаэрации и нагрева солесодержащих жидкостей, в частности, в системах водоподготовки отопительных котельных.

Целью изобретения является углубление деаэрации и увеличение степени нагрева солесодержащих жидкостей.

На фиг. 1 показан пленочный теплообменник, продольный разрез; нэ фиг, 2— сечение А — А на фиг. 1, Теплообменник содержит цилиндрический корпус 1, к которому присоединены патрубки 2 и 3 подвода и отвода воды и

r:,aTðóáîK 4 подвода греющей среды, Патрубки 5 отвода греющей среды сообщены с коллектором 6, к которому подключен отводной патрубок 7. Над патрубком 4 может быть установлен конусный рассектель 8.

Внутри корпуса 1 установлена горизонтальная перегородка 9, служащая для образования пленки 10 жидкости. На перегородке 9 установлены кольцевые пороги 11. а в ее центре Выполнено сливное отверстие, 12.

Нэд перегородкой 9 установлен распределитель 13 жидкости, выполненный в виде полой пирамиды, установленной соосно с корпусом 1. Патрубок 2 подвода воды также установлен соосно с корпусом 1 и размещен над распределителем 13, Патрубки 5 отвода греющей среды размещены нэ равном расстоянли от ребер пирамиды, При стекании воды по поверхности корпуса образуются пустоты 14, не занятые пленкой.

Теплообменник работает следующим образом.

Вода в корпус 1 поступает по пэтрубку

2 и сливается на вершину пирамиды распределителя 13 жидкости с образованием пленки на ее внешней поверхности. За счет увеличения смачиваемого периметра пирамиды с ростом расстояния от вершины толщина пленки уменьшается и на, гранях пирамиды становится минимальной, Пои движении пленки к основанию пи" рамиды наступает момент, когда толщина пленки на гранях становится равной нулю и несмоченная водой поверхность пирамиды расширяется от вершины грани на боковую поверхность, так что движущаяся пленка теряет свою сплошную поверхность и стекает с граней пирамиды отдельными плоскими струями, между которыми в районе граней пирамиды образуются пустоты 14, Из распределителя 13 жидкости пленка воды попадает нэ внешнюю поверхность осесимметричной горизонтальной перегородки 9 и, растекаясь между корпусом I u внешним переливным порогом 11, образует внешнюю кольцевую полость Из этой полости жидкость перетекает через переливной порог в виде горизонтальной пленки 10 в среднюю кольцевую полость. При перетекании пленки жидкости через переливной по5 рог происходит ее турбулизация (перемешивание) с усреднением температуры нагрева, Из средней полости жидкость снова в виде пленки перетекает через следующий более низкий порог во внутреннюю

10 полость и также перемешивается, и снова происходит усреднение температуры нагрева воды.

В конечном пути пс горизонтальной перегородке 9 пленка 10 нагретой жидкости

15 стекает в сливное отв:;рстие 12 и поступает в сборнлк воды, расположенный в нижнел части корпуса 1, откуда по патрубку 3 отводится из подогревателя. На всем пути движения воды в подогревателе происходит ее

20 нагрев за счет контакта с греющей средой.

Использование переливных порогов 11 позволяет увеличить температуру нагреваемой воды за счет ее периодического перемешивания, что увеличивает степень

25 деээрэции.

Греющая среда поступает в подогреватель через патрубок 4, установленный соосно в центре сливного отверстия 12, -.

Греющая среда после вьгхода из патрубка 4

30 рассекателем 8 направляется вдоль поверхности пленки 10 противотоком. Это создает благоприятные условия для нагрева пленки и отвода газов, Выделяющихся при нагреве

Воды. Таким образом газовая смесь (выпар)

35 поступает в периферийную зону горизонтальной пленки 10, проходя через пус оты

14, образованные отдельными пленочными струями, сливэемыми с поверхности распределителя 13 жидкости, В кольцевом про-

40 странс-.-..е между пленочными струями и корпусом 1 происходит разделение газопароной смеси на пар и газы за счет ра-.íîñòè . плотностей сред, flap имеет меньшую плотность и поэтому устремляется вверх в

45 зону между верхней частью корпуса 1 и распределителем 13. Газы имеют плотность примерно в два раза больше паровой фазы и поэтому их движение вверх затруднительно. Пар, поуупающий в зону над распреде50 лителем 13 жидкости, вступает в контакт с

Относительно холодной пленкой воды и нагревает ее, Здесь также при нагреве воды происходит выделение газов, которые соВместно с пОтОкОм пленки ВОды Отводятся В

55 кольцевое пространство между пленочными струями и корпусом 1. В результате в периферийной зоне пленки 10 на перегородке 9 концентрация газа возрастает до максимального значения. Именно здесь размещаются патрубки 5 отвода греющей

1753228 среды, через которые осуществляется отвод выпара (с максимальной концентрацией газов) в кольцевой коллектор 6 и далее в отводной патрубок 7, Характер взаимного движения потоков 5 пара и выпара показан на фиг, 1 и 2 светлыми стрелками, а жидкости — темными стрелкамл.

Подвод воды на вершину пирамиды распределителя жидкости обеспечивает за вре- 10 мя движения воды по поверхности распределителя некоторый дополнител ьный ее подогрев, Форма поверхности распределителя в виде пирамиды дает возможность разорвать сплошность стека- 15 ющей пленки с образованием проходов для греющей среды в полость, расположенную над распределителем. Это организует перепуск пара из пространства под распределителем в пространство над ним с 20 последующим движением слоя охлажденной паровоздушной смеси совместно с пленкой в полость между пленкой и корпусом, где и предложена установка патрубков отвода греющей среды, Такая компоновка 25 элементов подвода воды и отвода греющей среды способствует исключению невентилируемых (застойных) зон в пространстве подогревателя, использованию сил тяжести в соответствии с распределением плотно- ЗО стей парэ и воздуха и отвода наиболее концентрированной по воздуху газопаровой смеси, препятствующей процессам деазрации и контактного теплообменэ между средами. 35 установка горизонтальной перегородки переливных кольцевых порогов позволяет осуществлять перемешивание воды и выравнивать среднюю температуру ее нагрева за порогом, что, в конечном итоге, позволя- 40 ет повысить конечную температуру воды за счет роста температурного напора между греющей средой и поверхностью пленки сливаемого слоя воды, а также за счет увеличения температуры пристенного слоя во- 45 ды. !

Подвод греющей среды в центр сливного отверстия воды специальным патрубком и установка рэссекателя греющей среды в виде опрокинутого конуса позволяют обеспечить и ротивоючное движение теплообменивающихся сред, то увеличивает конечную температуру нагрева и способствует перемещению выделяющихся из водь газов над поверхностью горизонтальной пленки в периферийную зону к патрубкам отвода греющей среды, Таким образом. предлагаемое техническое решение позволяет улучшить качество деаэрации и повысить конечную температуру воды, что обеспечивает более глубокое ее термическое умягчение.

Формула изобретения

1, Пленочный теплообменник, содержащий цилиндрический корпус с патрубками подвода и отвода греющей среды и жидкости, расположенную в нем горизонтальную перегородку для образования пленки жидкости, снабженную сливным отверстием, и распределитель жидкости, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью углубления деазрации и увеличения степени нагрева солесодержащей жидкости, перегородка дополнительно снабжена кольцевыми переливными порогами и закреплена на боковой стенке корпуса, распределитель жидкости размещен над перегородкой и выполнен в виде соосной с корпусбм полой пирамиды, патрубки подвода жидкости и греющей среды размещены по оси корпуса, причем первый установлен над распределителем жидкости, а второй заведен в сливное отверстие перегородки. выполненное также по оси корпуса, а патрубки отвода греющей среды размещены между распределителем жидкости и перегородкой.

2. Теплообменник по и. 1. о т л и ч а юшийся тем, что патрубки отвода греющей среды размещены на равном расстоянии от ребер пирамиды.

3. Теплообменник по и, 1, отл и ч à юшийся тем, что над патрубком подвода греющей среды соосно с ним установлен конусный рассекатель.

Составитель Л, Симою

Редактор О. Юрковецкая Техред М.Моргентал Корректор M.Ñëèâêà

;Заказ 2757 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101