RU1815552C - Конденсатор-испаритель - Google Patents

Abstract

Использование: изобретение относитс  к теплоэнергетике, в частности к теплообменной аппаратуре, работающей в услови х кипени  и конденсации рабочих сред, и может быть использовано в установках разделени  воздуха. Сущность изобретени  заключаетс  в том, что конденсатор-испаритель содержит корпус 1, внутри которого расположены друг над другом теплообменные элементы 2, выполненные в виде параллелограмма . Полость кипени  разделена перегородкой 3 на две, сообщающиес  между собой переливной трубой 4. Труба 3 служит дл  отвода пара кип щей жидкости из нижней полости в верхнюю и далее в общий патрубок 6. Коллекторы ввода 7 и вывода 8 размещены на поверхности кипени . 3 з.п.ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к теплоэнергетике , в частности к теплообменной аппаратуре , работающей в услови х кипени  и конденсации рабочих сред и может быть использовано в установках разделени  воздуха .

Целью изобретени   вл етс  снижение металлоемкости и трудоемкости изготовлени  конденсатора-испарител  при обеспечении надежных гидродинамических. условий работы.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в конденсаторе-испарителе содержатс  корпус с размещенными в нем одним или несколькими пластинчато-ребристыми теплосбменными элементами, коллекторами с патрубками дл  входа и выхода конде.н- сирующейс  среды, согласно изобретению теплообменные элементы выполнены в виде параллелотр мма. причем угол наклона стороны параллелограмма с параллельно ей расположенными каналами конденсации составл ет к горизонтали 5-15°. а каналы

кипени  расположены под углом 0-15° к вертикали,

Кроме того, коллекторы размещены на поверхности кипени .

С целью исключени  гидравлической неравномерности/а также с целью сохранени  проходного сечени  дл  циркулирующей среды, площади боковых сечений входа и выхода кип щей среды равновелики пло- щад м сечений.зан тых коллекторами, а насадка , установленна  в зоне боковых сечений каналов кипени , выполнена перфорированной . Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что за вл емый конденсатор-испаритель отличаетс  тем. что он выполнен в виде параллелограмма, с углом наклона стороны параллелограмма и каналами конденсации к горизонтали 5-15° и каналами кипени  с углом наклона к вертикали 0-15°.

При наклоне каналов, конденсации менее 5° слив конденсата затруднен, что приводит к заполнению каналов конденсации и

со

с 

СЛ

отключению поверхности теплообмена, а увеличение угла наклона более 15° приводит к увеличению габаритов аппарата, а также увеличению вли ни  гидростатического столба кип щей жидкости, затапливающей теплообменный элемент, на рабочий температурный напор конденсатора-испарител . При наклоне каналов кипени  более 15° к вертикали затрудн етс  эвакуаци  пара из них, существенно возрастает гидравлическое сопротивление, происходит запарива- ние каналов кипени  и, как следствие, отключаетс  часть рабочей поверхности теплообмена.

Размещение коллекторов на поверхности кипени  позвол ет располагать тепло- обменные элементы в вертикальном корпусе меньших размеров.

Выполнение площадей боковых сечений входа и выхода кип щей среды равновеликими площад ми сечений, зан тых коллекторами, а насадки, установленной в зоне боковых сечений каналов кипени , перфорированной, исключает гидравлическую неравномерность и сохран ет проходное сечение дл  циркулирующей среды.

На фиг. 1 изображен предлагаемый конденсатор-испаритель; на фиг. 2 - полость конденсации теплообменного элемента; на фиг. 3 - полость кипени  теплообменного элемента.

Конденсатор-испаритель содержит корпус 1, внутри которого расположены друг над другом теплообменные элементы 2, выполненные- в виде параллелограмма. Полость кипени  разделена перегородкой 3 на две, сообщающиес  между собой, переливной трубой 4. Также имеетс  труба 5 дл  отвода пара кип щей жидкости из нижней полости в верхнюю и далее в общий патрубок 6.

В плоскость входа и выхода кип щей среды вынесены коллекторы входа 7 и.выхода 8 конденсирующейс  среды; В теплооб- менных элементах 2 чередуютс  каналы кипени  9 и конденсации 10. В каналах кипени , расположенных под коллектором 7 и над коллектором 8, установлена перфорированна  насадка 11 с измененным углом наклона .

Конденсатор-испаритель работает следующим образом.

Пар на конденсацию подаетс  в полости конденсации 10 теплообменных элементов 2 через коллекторы 7.

.Образующийс  конденсат самотеком в наклонных каналах с углом наклона 5-15° сливаетс  в коллектор выхода 8.

Кип ща  жидк ость за счет циркул ци- онного напора, возникающего между жидкостью в корпусе 1 и парожидкостной смесью в каналах кипени , входит в каналы кипени  снизу и, частично испар  сь, переливаетс  в полость корпуса 1 через верхние

кромки теплообменного элемента 2. При этом периметр перелива равен периметру верхнего сечени  теплообменного элемента 2, что обеспечивает устойчивый режим циркул ции . Каналы кипени , оказавшиес  с

одной стороны зёглушенными коллекторами дл  ввода и вывода конденсирующейс  среды, имеют выход в полость корпуса через боковые поверхности. Переливна  труба 4, размещенна  в корпусе 1, установлена таким образом, что обеспечивает заданный уровень заполнени  кип щей жидкостью верхнего теплообменного элемента, а избыточное количество жидкости переливаетс  в нижнюю полость кипени . Пары, образовавшиес  в нижней полости кипени , через трубу 5 отвод тс  через верхнюю полость в общий отвод щий патрубок 6.

Выполнение теплообменных элементов в виде параллелограмма с углом наклона

стороны параллелограмма к горизонтали 5- 15° и размещение коллекторов на поверхности кипени  позвол ет устанавливать теплообменные элементы друг над другом в вертикальном корпусе меньших размеров,

что снижает металлоемкость и трудоемкость изготовлени .

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и   1. Конденсатор-испаритель, содержащий корпус с размещенными в нем коллекторами , одним или несколькими пластинчато-ребристыми теплообменными элементами с каналами конденсации и каналами кипени , коллекторы с патрубками дл  ввода и вывода кип щей среды, о т л ичающийс  тем, что, с целью снижени  металлоемкости и трудоемкости изготовлени  конденсатора-испарител  при обеспечении надежных гидродинамических условий работы, теплообменные элементы

выполнены в виде параллелограмма, причем угол наклона стороны параллелограмма с параллельно расположенными ей каналами конденсации составл ет к горизонтали CF 5-t5°.

2. Конденсатор-испаритель по п. 1, отличающийс  тем, что угол наклона каналов кипени  к вертикали составл ет /3 0-15°. . .

, 3, Конденсатор-испаритель по пп. 1 и 2,

о т л и ч а ю щ и и с  . тем , что коллекторы размещены на поверхности кипени .

4. Конденсатор-испаритель по пп. 1-3, отличающийс  тем, что, с целью исключени  гидравлической неравномернести , сохранени  проходного сечени  дл  циркулирующей среды, площади боковых сечений патрубков ввода и вывода кип щей среды равновелики площад м сечений, зан тых коллекторами, а насадка, установленна  в зоне боковых сечений каналов кипени , выполнена перфорированной.