RU2000529C1 - Теплообменный элемент горизонтального конденсатора - Google Patents

Abstract

Использование; в теплообменных аппаратах и конденсаторах паровых турбин. Сущность изобретени : в теплообменном элементе горизонтального конденсатора, содержащем расположенные друг под другом конденсатоподводное устройство и трубу с поперечными ребрами и канавками на наружной поверхности, в верхней части которой выполнен паз дл  соединени  с кон- денсатоподводным устройством, причем полость паза сообщена отверсти ми выполненными в его нижней части, с канавками на трубе, устройство выполнено в виде желоба с торцевыми перегородками, высота которых меньше высоты его боковых сторон. При этом желоб может иметь ступенчатый профиль: паз у основани  может иметь дополнительные продольные выступы, на которых с зазором устано влены продольные пластины, прилегающие к боковым сторонам паза, и желоб образован вышеуказанными пластинами и основанием паза. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Изобретение относитс  к кожухотруб- ным теплообменникам и может быть использовано в теплообменных аппаратах и конденсаторах паровых турбин.

Известна теплообменна  труба преимущественно конденсатора, снабженна  на наружной поверхности спиральной канавкой , выполненной с образованием спиральных по сков. На спиральных по сках происходит конденсаци  рабочего тела (пара ). Указанные по ски по сравнению с гладкой наружной поверхностью трубы увеличивают поверхность конденсации рабочего тела. Спиральные канавки служат дл  отвода конденсата со спиральных по сков . Недостатком такой теплообменной трубы  вл етс  нижний коэффициент теплоотдачи из-за неэффективной работы верхней части теплообменной трубы вследствие малой скорости течени  конденсата в канавках этой части трубы и из-за затоплени  конденсатом нижней части трубы.

Известна также горизонтальна  тепло- обменна  труба конденсатора с поперечным оребрением на наружной поверхности. На поперечных ребрах происходит конденсаци  рабочего тела (пара). Указанные ребра по сравнению с гладкой наружной поверхностью трубы увеличивают поверхность конденсации рабочего тела. Межреберные канавки служат дл  отвода конденсата с поперечных ребер.

Недостатком такой теплообменной трубы  вл етс  низкий коэффициент теплоотдачи , так к верхн   часть трубы из-за малого наклона межреберных канавок привод щею о о о ел ю о

о

го к малой скорости конденсата в них, работает неэффективно, а нижн   часть покрыта толстой пленкой конденсата. Поэтому максимальна  интенсификаци  теплообмена на горизонтальных трубах с поперечными ребрами достигает не более 100-120%, в то врем  как дл  вертикальных труб с продольным оребрением она достигает 500-600%.

Наиболее близким к предложенному теплообменному элементу горизонтального конденсатора  вл етс  теплообменный элемент конденсатора, содержащий расположенные друг под другом трубы, между которыми расположен соединительный элемент , причем нижн   труба выполнена с поперечными ребрами и канавками на наружной поверхности и имеет в верхней части продольный паз под элемент, а верхн   труба имеет гладкую поверхность и ее полость сообщена с канавками нижней трубы, боковые стороны продольного паза расположены под углом, превышающим угол сектора трубы, охватывающего паз, элемент выполнен полым с полостью, сообщенной с полостью верхней трубы, при этом высота элемента и глубина паза равны высоте поперечного ребра нижней трубы, а на боковых поверхност х элемента в зоне канавок выполнены отверсти , сообщающие полость элемента с этими канавками.

Недостатками прототипа  вл ютс  большие габариты, сложность конструкции и низкий коэффициент теплоотдачи вследствие принудительной подачи конденсата к отверсти м, отсутстви  средства дл  сброса и транспортировки конденсата, стекающего в вышерасположенных труб, к трубным доскам .

Целью изобретени   вл етс  уменьшение габаритов.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в предложенном теплообменном элементе горизонтального конденсата, содержащем расположенные друг под другом конденса- топодводное устройство и трубу с поперечными ребрами и канавками на наружной поверхности, в верхней части которой выполнен паз дл  соединени  с конденсато- подводным устройством, причем полость последнего сообщена отверсти ми, выполненными в его нижней части, с канавками на трубе, устройство выполнено в виде желоба С торцевыми перегородками, высота которых меньше высоты его боковых сторон.

При этом желоб может иметь ступенчатый профиль, нижн   ступень которого выполнена в виде горизонтального плоского участка, примыкающего к основанию паза, а также паз у основани  может иметь дополнительные продольные выступы, боковые

стороны которых расположены под углом, равным углу сектора, охватывающего нижнюю часть паза, а верхние поверхности выступов расположены перпендикул рно

радиальным плоскост м, проход щим через их середины, причем на выступах с зазором установлены продольные пластины, прилегающие к боковым сторонам паза, и желоб образован вышеуказанными пластинами и

основанием паза.

На фиг. 1 представлен теплообменный элемент горизонтального конденсатора; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1 (при отсутствии жело5 ба): на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 1

В теплообменном элементе горизонтального конденсатора, содержащем распо- ложенные друг под другом конденсатоподводное устройство 1 и трубу

0 2 с поперечными ребрами 3 и канавками 4 на наружной поверхности, в верхней части которой выполнен паз 5 дл  соединени  с конденсатоподводным устройством 1, причем полость последнего сообщена отвер5 сти ми 6, выполненными в его нижней части, с канавками 4 на трубе 2, устройство 1 выполнено в виде желоба 7 (фиг. 2) с торцевыми перегородками 8, высота которых меньше высоты его боковых сторон. При

0 этом желоб 7 может иметь ступенчатый профиль (фиг. 2), нижн   ступень 9 которого выполнена в виде горизонтального плоского участка, примыкающего к основанию паза 5; паз 5 у основани  (фиг. 3) может иметь

5 дополнительные продольные выступы 10, боковые стороны 11 которых расположены под углом р, равным углу / сектора, охватывающего нижнюю часть паза 5, а верхние поверхности 12 выступов 10 расположены

0 перпендикул рно радиальным плоскост м, проход щим через их середины, причем на выступах с зазором установлены продольные пластины 13 (фиг. 4), прилегающие к боковым сторонам 11 паза 5, и желоб 7 об5 разован пластинами 13 и основанием паза. Теплообменный элемент горизонтального конденсатора работает следующим образом . Конденсат, стекающий с донной . части вышерасположенного теплообменно0

го элемента в конденсатоподводное устройство 1, выполненное в виде желоба 7, нижерасположенного теплообменного элемента , через отверсти  6 поступает в канавки 4 и за счет кинетической энергии 5 вытекающих струй из отверстий 6 и под действием сил т жести движетс  по межреберным канавкам 4 трубы 2, ст гива  при этом пленку конденсатора с поверхности ребер 3, и далее в ее донную часть, с которой стекает в конденс топодподное устройство

1 нажерасположенного теплообменного элемента. Достижение оптимальной скорости выхода струй конденсата в канавки 4 трубы 2 происходит за смет потенциальной энергии столба жидкости в конденсэтопод- водном устройстве 1, определ емого высотой торцевых перегородок 8 желоба 7 (фиг. 2). Излишки конденсата в желобе переливаютс  через торцевые перегородки 8 и стекают по трубным доскам вниз конденсатора.

Высота торцевых перегородок 8 и соответственно желоба 7 выбираетс  из услови  достижени  приемлемого коэффициента теплоотдачи при уменьшении габаритов теплообменного элемента конденсатора.

Выполнение паза 5 у основани  (Фиг. 3) с дополнительными продольными выступами 10, боковые стороны 11 которых расположены под углом f, равном углу /3 сектора, охватывающего нижнюю часть паза 5, а верхние поверхности 12 выступов 10 расположены перпендикул рно радиальным плоскост м, проход щими через их середины , и установка на поверхности 12 выступов 10 продольных пластин 13 (фиг. 4), прилегающих к боковым сторонам 11 паза 5, позвол ет при прочих равных услови х увеличить коэффициент теплоотдачи, а следовательно , уменьшить габариты теплообменного элемента, упростить технологию изготовлени  последнего, так как в этом случае отверсти  6 (фиг. 2) образуютс  между основанием канавки 4 трубы 2 и низом продольных пластин 13, установленных на верхние поверхности 12 выступов 10, и при этом выход конденсата в канавку 4 через вышеуказанные отверсти  происходит в виде оформившегос  ручь  и процесс ст гивани  пленки начинаетс  сразу за выходным сечением образовавшихс  отверстий.

Проходное сечение полученных отверстий определ етс  достижением максимального коэффициента теплоотдачи и регулируетс  высотой выступов 10. При этом верхние поверхности 12 выступов 10 могут быть расположены не только перпендикул рно радиальным плоскост м, проход щим через ось трубы и середины верхних

поверхностей 12 выступов 10. но и под другим углом в случав толщины продольных пластин, так как в данном случае указанное расположение не отразитс  на характере движени  вытекающей струи кондрнсата их этих отверстий.

Ширина паза 5 трубы 2 выбираетс  из услови  обеспечени  свободного доступа конденсата к отверсти м желоба 7 и технологических соображений.

Использование изобретени  в теплооб- менных аппаратах и кондесаторах паровых турбин позвол ет уменьшить габариты последних , упростить технологию их изготовлени  и уменьшить паровое сопротивление.

Claims (3)

1.Теплообменный элемент горизонтального конденсатора, содержащий расположенные друг под другом кон- денсатоподводное устройство и трубу, в верхней части которой выполнен паз дл  соединени  с конденсатоподводным устройством , причем полость последнего сообщена отверсти ми в его нижней части с канавками на трубе, отличающийс  тем, что. с целью уменьшени  габаритов, конденсатоподеодное устройство выполнено в виде желоба с торцевыми перегородками , высота которых меньше высоты его боковых сторон.

2.Элемент поп. 1.отличающийс  тем, что желоб имеет ступенчатый профиль, нижн   ступень которого выполнена в виде горизонтального плоского участка, примыкающего к основанию паза.

3.Элемент по. 1,отличающийс  тем, что паз у основани  имеет дополнительнее продольные выступы, боковые стороны которых расположены под углом, равным углу сектора, охватывающего нижнюю часть паза, а верхние поверхности выступов расположены перпендикул рно радиальным плоскост м, проход щим через их середины, причем на выступах с зазором установпоны продольные пластины, прилегающие к боковым сторонам паза, а желоб образован указанными пластинами и основанием паза.