CS222868B1 - Rúrkový výměník tepla so skrutkovicovým prúdením teplonosného média - Google Patents

Description

222868

Vynález sa týká rúrkového výmeníka tep-la, u ktorého na straně teplonosného mé-dia s nebezpečím tvorby usadenín, inkrus-tov, aleboi z dovodov nutnosti intenzifikáciepřestupu tepla, sa příslušné teplonosné mé-dium uvádza do intenzívneho rotačného po-hybu.

Je známe, že v celiom radě prípadov tech-nické]! praxe je potřebné ohrievať, resp. chla-dit sline inkrustujúce média. Nie zriedkavésú případy, keď sa súčasne požaduje aj in-tenzifikácia přenosu tepla,.

Pre intenzifikáciu přestupu tepla sú zná-me sposoby a zariadenia so skrutkovicovýmprúdením teplonosného média, používajú-cich na vyvinuťie tohoto prúdenia rožne vo-sltavby, alebo úpravy povrchu stien, napr.drážkováním v tvare skrutkovice. Takétozariadenia sa osvedčujú v tých prípadoch,ak teplonosné médium nevytvára inkrusty.Obdobné existujú výmenníky tepla typu rú-ra v rúre s vloženou skrutkovlcovou 'vestav-bou. Sú známe převedeni® aj s rotujúcouvestavbou.

Nevýhodou týchto zarladení je velká tla-ková ztrata rezultujúca z vloženej vostav-ky róznych tvarov, pracné, alebio vobec ne-možné čistenie teplonosných plfich pri ichpoužití, napr. v prostředí vytvárajúcom natýchto plochách inkrusty a z hladiska eko-nomického' ich vysoká cena.

Spfisíob a, zariadenie k výměně tepla, při-padne látky medzi plynnou, alebo parnoufázou a kvapalinou podlá CSSR pat. číslo118 428 so skrutkovicovým tokom klontaktu-júcich fáz je vhodné pre případy, keď slapožaduje bezprostředný kontakt fáz o rfiz-nej mernej hmotnosti, napr. pri absorpcii,rektifikácii a pod^ Obdobné vlastnosti mázariadenia podlá CSSR — AO čísllo 163 897a č. 170 396, ako aj analogických USA —pat. číslo 4 009 751 a VB pat. číslo 1 461 920.

Pre případ ohřevu, alebo ochladzovania,inkrustujúcich médií je známe zariadeniepodlá CSSR —L ÁO č. 187 684, v ktorom súteplonosné média oddělené pevnou stěnou.Médium, u ktorého hrozí nebezpečie tvorbyinkrustu sa uvádza do intenzívneho skrut-kovicového pohybu jeho tangenciálně orga-nizovaným vstupem a výstupem do a z med-zikruhového priestoru. Výmenníky tepla, to-hoto· typu sa v praxi dobré osvědčili pre te-pelné výkony do radu 105 kW obzvlášť u in-krustujúcich médií ako sú napr. liečivé mi-nerálně vody, geotermálne vody, rožne prie-myselné roztoky solí, suspenzie a pod. Prizvyšovaní tepelného výkonu výmenníka tep-la tohoto typu sa naráža na problémy kon-štrukčnébo charakteru a to tým, že so zvy-šováním poloměru zakřiveni® kanála medzi-kruhového prierezu sa znižuje koeficientpřestupu tepla a zvyšuje sa nebezpečie tvor-by inkrustov. Paralelné žapojenie výmení-kov menších výkooiov naráža na prOjekčno-koncepčné problémy.

Uvedené nevýhody odstraňuje riešenie po-dlá vynálezu, ktoré sa zaoberá probléma- mi intenzifikácie přestupu tepla a Zabráne-nia tvorby inkrustov při přenose tepla med-zi dvomi médiami, ktoré musia byť navzá-jem oddělené pevnou stěnou. Výmenník tep-la pozostáva z plášťa, z rúrok, zo vstupneja výstupnej komory, zo vstupného' a výstup-ného hrdla pre ohrievacie, resp. chladiacemédium a jeho podstatou je, že vstup a vý-stup pre inkrustujúce médium je voči ko-morám uspoťiadaný tangenciálně a v da-ných komorách je pre zosilnenie efektuprsdrotácie umiestnený deflektor kuželovi-tého tvaru.

Uvedením teplonosného média do rotač-ného pohybu sa dosahuje posunu maximarýchlosti smerom ku stene rúrky. Tým vzni-ká v prisiteniovej oblasti vysoký gradientrýchlosti, čo priaznivo ovpllvňuje nie lensúčinitela přestupu tepla ale aj potláča tvor-bu usadenín, resp. inkrustov.

Zariadenie podlá predmetu vynálezu pra-cuje tak, že inkrustujúce teplonosné médi-um vstupuje tangenciálnym vstupom obdíž-nikového prierezu do rozvádzacej komoryrúrkového výmenníka tepla, v ktorej sa roz-dělí na jednotlivé rúrky a prúdi nimi poskrutkovicových dráhách s vysokými gra-dientami rýchlosti při stene, zatial kým dru-hé, neinkrustujúce médium, napr. konden-zujúca para, prehriata para, voda, vysoko-teplotně teplonoené médium prúdia v medzi-kruhovom priestore výmenníka tepla. Na zo-silnenie efektu predrotácie tekutiny vstupu-júcej v danej komoře do jednotlivých rúrokje vo vstupnej aj výstupnej komoře umiest-nený deflektor kuželovitého tvaru.

Riešením podlá predmetu vynálezu sa do-siahlo nie len podstatného zmenšenia roz-merov výmenníka tepla voči klasickému pre-vedeniu, t. j. rúrkovému výmenníku bez skrut-kovicového toku inkrustujúceho média, alevyužitím póvodného principu sa dosiahla ajnová vlastnost a to potlačenie intenzitytvorby inkrustov na výhrevnej ploché.

Na pripojenom výkrese, obr. 1 je čiastoč-ne v řeze v náryse znázorněné zariadeniepodlá vynálezu.

Obr. 2 znázorňuje v bokoryse v čiastoč-nom řeze tangenciálny vstup do komory.

Obr. 3 znázorňuje v řeze A — A rozmiest-nenle rúrok. Výmenník tepla, ako je znázorněný na pri-pojenom výkrese, pozostáva z plášťa i, rú-rok 2, vstupnej komory 3 a· výstupnej ko-mory 4, usporiadaných na opačných kon-coch výmenníka. Ďalej zo vstupu 5 a výstu-pu 6 pře inkrustujúce médium, ktoré sú vo-či komorám 3, 4 usporiadané tangenciálně.V daných komorách 3, 4 je pre zosilnenieefektu predrotácie umiestnený deflektor 9kuželovitého tvaru a pre přívod a odvodohrievacieho, resp. chladiaceho média je vý-menník opatřený vstupným a výstupnýmhrdlom 7, 8.

Na ohřev liečivej minerálnej vody oi prie-

toku 14 kg. s_1 z počiiatočnej teploty 24 °C na požadovaná výstupná teplotu 40 °C bol

Claims (1)

1. 8 mer plášťa výmenníka D = 200 mm, jeho dížka bola 1800 mm. Teplovýmeraná plocha A = 2|,15 m2. Spotřeba páry Mp = 0,47 kg. . s_1. 222868 S navrhnutý výmenník tepla podl'a predmetuvynálezu, kde akO vykurovacie médium sapoužila sýta vlodná para o tlaku 1 MPa. Prie-mer rúriek bol 53 mm, ich počet 7. Prie- PREDMET jRúrkový výmenník tepla so skrutkovico-vým prúdením teplonosného média, pozo-stávajúci z plášťa, z rúrok, zo vstupné} avýstupné] komory, usporiadaných na pro-tilehlých koncoch plášťa, zo vstupného avýstupného hrdla pre přívod a odvod ohrie- VYNALEZU vacieho média vyznačujúci sa tým, že vstup(5) a výstup (6) pro inkrustujúce médiumje voči komorám (3, 4) usporiadaný tan-genciálně a v daných komorách je pre zo-silnenie efektu predrotácie umiestnený def-lektor (9) kuželovitého tvaru. 1 list výkresov