Термогравитационная тепловая трубка

Термогравитационная тепловая трубка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

i(i с °

«„с,ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

382910

Соки Советских

Ооцизлистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 18.111.1971 (1чЪ 1636573!24-6)

:с присоединением заявки ¹

Приоритет—

Опублпко ва но 23.V.1973. Бюллетень ¹ 23

Дата опубликования описания 28Х111.1973

М К ч F 28d 15/00

Комитет по делам изобретеиий и открытии при Совете Мииистров

СССР

УД К 621.565.94(088.8) Авторы изобретения

П. Д. Лебедев, М. И. Верба, А. И. Полозов, В. Д. Портнов, Н. В. Лавров, Н. А. Федоров, А. И. Плужников, М. С. Никифоров и В. Б. Кузнецов

Заявитель

ТЕРМОГРАВИТАЦИОННАЯ ТЕПЛОВАЯ ТРУБКА

Изобретение относится к термогравитационпым тепловым трубкам, преимущественно для использования в рекуперативных теплообменниках, применяемых, в частности, В качестве воздухаподогревателей топливопотребляющих агрегатов: котлов, промышленных печей,.

Известные термогравитационные тепловые трубки, содержащие глухой цилиндрический корпус и коаксиально расположенную внутреннюю вставку с открытыми концами для разделения потоков нагретого и охлажденного теп лоносителя, не обеспечивают повышения эффективности теплопередачи.

Цель изобретения — увеличение эффективности теплопередачи таких трубок, расширение температурного диапазона и повышение над еж ности р а боты.

Это достигается тем, что внутри вставки и в кольцевом простанстве между ней и корпусом установлены поперечные перегородки, верхний и нижний объемы пространства по обе стороны кольцевой перегородки соедине ны перепускпыми каналами соответственно с нижним и верхним объемами вставки, а последняя по всей длине теплоизолирована.

На фиг. 1 схематически представлена предлагаемая тепловая трубка, продольный разрез; на фиг. 2 — рекуперативный теплообмен ник с предлагаемыми тепловыми трубками.

Тепловая трубка 1 содержит глухой цилиндрический корпус 2 и коаксиально расположенную внут реннюю вставку 8 в виде цилиндрической обечайки с открытыми концами.

Внутри вставки 8 и в кольцевом пространстве между ней и корпусом 2 установлены поперечные перегородки 4 и 5. Верхний 6 и нижний 7 объемы пространства по обе стороны кольцевой перегородки 5 соединены перепускными каналами 8 соответственно с нижним 9 и верхним 10 объемами вставки, причем последняя по всей длине теплоизолирована.

B зависимости от назначения теплообмен ника и от того, до какой температуры необходимо нагревать подогреваемую среду, теплопередающие трубки заполняют тем или другим промежуточным теплоносителем, например, дри подопреве до 100 С вЂ” водой, до

200 С вЂ” глицеринам (или каким-либо другим органическим тепланосителем), выше 200 С— жидкометаллическим теплоносителем (снапример, натрием, калием и др.).

Теплообменник (см. фиг. 2) составлен из пакета тепловых трубок 1, верхняя часть коTopblx оребрена и заключена в цилиндрический кожух 11, снабженный подводящим 12 и отводящим 18 патрубками. Нижняя часть трубок помещена в короб 14, по которому пропускается греющая среда. К нижней части кожуха 11 крепится днище, представляющее

38291О собой трубную решетку 15, имеющую со стороны горячей среды теплоизоляцию 1б для защиты от прогара. Для направления потока нагреваемой среды, внутри кожуха предусмотрены разделительные перегородки 17, поддерживаемые ограничителями 18.

В качестве греющей среды могут быть ис пользованы, например, отходящие после котлов и печей дымовые газы, или продукты сгорания специально сжигаемого для этих целей топлива (газообразного, жидкого или твердого). В случае подогрева жидких сред (или получения пара) верхнюю часть теплопередающих трубок можно не оребрять, так как жидкие среды имеют большой коэффициент теплоотдачи. При комплексном использовании тепла греющей среды теплообменники наби раются в блок (каскад), в котором каждый из теплообменников используется для подогрева той или иной среды, в результате чего полностью используется все тепло греющей среды.

Теплообменник работает следующим образом.

Греющая среда в коробе 14 отдает часть тепла нижним концам трубок 1, при нагревании которых тепло передается заключенному в них промежуточному теплоносителю. При этом создается разность плотностей в промежуточном теплоносителе между охлаждаемой и нагреваемой частями, в результате чего происходит естественная термогравитационная циркуляция промежуточного теплоносителя, за счет которой осуществляется перенос тепла из нагреваемой нижней части в верхнюю ох лаждаемую. часть. Горячие потоки промежуточного теплоносителя на стороне нагрева поднимаются в нижней части 7 кольцевого пространства до перегородки 5 и проходят по перепускным каналам 8 внутрь вставки 8 на сторону охлаждения. Холодные потоки промежуточного теплоносителя на стороне охла>кдения опуакаются в верхней ча сти б кольцевого пространства и, опустившись до перегородки 5, проходят по перепускным каналам внутрь вставки 8 на сторону нагрева. Нагреваемая холодная среда, проходя через кожух

11 сверху вниз снаружи между теплопередающими трубками 1, отнимает тепло от них и, нагреваясь, поступает в отводящий патрубок

18, откуда идет на потребление.

При работе теплообменника с соответствующим выбором промежуточного теплоносителя в теплопередающих трубках 1 не возникает избыточное давление, так как темпе. ратура теплоносителя в верхней части не поднимается выше температуры кипения (например, температура кипения натрия 890 С), в результате чего устраняется возможность

15 разрыва трубок 1 от давления. В случае повышения температуры теплоносителя выше температуры кипения, давление в трубках развивается незначительно, в отличие от кондецсационпых трубок. В связи с тем, что

2о жидкометаллические теплоносители, например натрий, обладают высокой теплопроводностью, а тепловые трубки 1 заполняются им пол ностью, предлагаемый теплообменник может работать при любом угле наклона от верти25 кали (Π— 180 ) как в обычных, так и ослабленных гравитационных полях.

Предмет изобретения

30 Термогравитационная тепловая трубка, содержащая глухой цилиндрический корпус и коаксиальпо расположенную внутреннюю встав ку с открытыми концамидля разделения IQTDков нагретого и охлажденного теплоносителя, 35 отлачающаяся тем, что, с целью увеличения эффективности теплопередачи, расширения температурного диапазона и повышения надежности работы, внутри вставки и в кольцевом пространстве между ней и корпусом установлены поперечные перегородки, верхний и нижний об.ьемы пространства по обе стороны кольцевой перегородки соединены перепускными каналами соответственно с нижним и верхним объемами вставки, а последняя по

45 всей длине теплоизоли рова на. у Среда

® аФг ж

/ad&

mennu us Г

Фс г /

Состав::тель К. Харитов

Тсхред Т. Курилко

Редактор А. Батыгин

Корректор О. Тюрина

Тип. Харьк, фил. пред. «Патент»

Заказ 434/!274 Изд. № 573 Тираж 602 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, K-35, Раушская иаб., д. 4/5