RU2000531C1 - Вертикальна труба конденсатора - Google Patents

Abstract

Использование: дл  конденсации пара в энергетике и химической промышленности . Сущность изобретени : в вертикальной трубе конденсатора с продольными канавками 1 на наружной поверхности и соответствующими им выступами 2 на внутренней поверхности в полости трубы размещены равномерно по ее длине внутренние поперечные кольца 3, установленные с нат гом относительно вершины 4 выступоп 2 внутренней поверхности трубы, При этом каждое кольцо 3 может быть жестко соединено с вершинами по крайней мере нескольких выступов 2. В зоне установки каждого кольца 3 на вершинах 4 выступов 2 могут быть выполнены дополнительные впадины под кольца 3. В зоне установки колец 3 на вершинах 4 по крайней пере каждого второго- четвертого выступа 2 могут быть выполнены полусферические ребра, а на наружной поверхности колец 3 - ответные пазы. Радиус наружной поверхности каждого кольца 3 может превышать радиус окружности, проход щей через вершины 4 выступов 2, при этом на указанной поверхности каждого кольца 3 выполнены ответные углублени  под выступы 2, а верхн   кромка кольца 3 имеет форму усеченного конуса. На наружной поверхности трубы в зоне установки внутренних поперечных колец 3 могут быть установлены с нат гом внешние кольца. 5 з.п. ф-лы, 4 ил. 73 С ю о о о ел со о

Description

Фиг1

Изобретение относитс  к элементам конструкции теплообменник аппаратов, используемых дл  конденсации пара о энергетике и химической промышленности.

Известны вертикальные гладкие тепло- обменные трубы с установленными на них по высоте трубы конденсэтоотводными колпачками .

Недостатком таких теплообменных труб с конденсатоотводными колпачками  вл етс  низкий коэффициент теплоотдачи на стороне конденсации, т.е. на наружной поверхности трубы. При конденсации на внутренней поверхности трубы коэффициент оказываетс  еще ниже, чем на наружной поверхности ее.

Наиболее близкой по технической сущности к за вл емой вертикальной трубе конденсатора  вл етс  теплопередающа  поверхность конденсатора листотрубного или трубного конденсатора дл  рабочих жидкостей с поверхностным нат жением 35 дин/см, имеюща  продольные канавки с шагом 142 мм и глубиной 0.3-0,6 мм. при этом по мере уменьшени  поверхностного нат жени  шаг увеличиваетс  в диапазоне 1-2 мм, а глубина составл ет примерно 1/3 от шага.

Недостатком известной конструкции  вл етс  низка  эксплуатационна  надеж- ность при повышенном давлении наружной среды, а также низкий коэффициент теплоотдачи при конденсации пара на внутренней поверхности трубы.

Цель изобретени  - повышение эксплу- атационной надежности при повышенном давлении наружной среды.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в конструкции трубы конденсатора с продольными канавками на наружной поверх- ности и соответствующими им выступами на внутренней поверхности в полости трубы дополнительно размещены равномерно по ее длине внутренние поперечные кольца, взаимодействующие с выступами поверхно- сти трубы.

На фиг. 1 представлена предложенна  вертикальна  труба конденсатора; на фиг, 2 - кольцо; на фиг. 3 - то же; на фиг. Л - вертикальна  труба конденсатора.

В вертикальной трубе конденсатора с продольными канавками 1 на наружной поверхности и соответствующими им выступами 2 на внутренней поверхности в полости трубы дополнительно размещены равно- мерно по ее длине внутренние поперечные кольца 3 взаимодействующие с выступами 2 внутренней поверхности трубы.

При этом каждое кольцо 3 может быть жестко соединено с вершинами 4 по крайней мере нескольких выступов 2 (фиг. 1). На выступах 2 в зоне установки каждого кольца 3 дополнительно могуг быть выполнены поперечные впадины под кольца 3 (фиг. 1), имеющие глубину, не превышающую 0,3 высоты выступа 2, и ширину, соответствующую ширине кольца 3. В зоне установки колец 3 на вершинах по крайней мере каждого вто- рого-четвертого выступа 2 могут быть выполнены полусферические ребра, а на наружной поверхности 5 колец 3 - ответные пазы 6 (фиг. 2). Радиус наружной поверхности 5 каждого кольца 3 превышает радиус окружности, проход щей через вершины 4 выступов 2. на величину, не превышающую половины высоты выступа 2, при этом на поверхности 5 каждого кольца 3 выполнены ответные углублени  7 под выступы 2, в углублени х 7 каждого кольца 3 выполнены полусферические пазы 8 (фиг. 3), на вершинах выступов 2 в зоне установки колец 3 - ответные ребра, а верхн   кромка 9 кольца 3 имеет форму усеченного конуса, большее основание 10 которого расположено выше его меньшего основани  11 (фиг. 2). На наружной поверхности трубы в зоне установки внутренних поперечных колец 3 могут быть установлены с нат гом внешние кольца 12 (фиг. 4).

Вертикальна  труба конденсатора работает следующим образом,

Внутри трубыпроисходит конденсаци  пара, а наружную ее поверхность омывает охлаждающа  среда. Наличие внутренних продольных выступов, 2 образующих внутреннее оребрение трубы, обеспечивает высокий коэффициент теплоотдачи при конденсации пара на указанной стороне последней за счет увеличенной поверхности теплообмена и в большей мере за счет использовани  ст гивающего эффекта вследствие действи  сил поверхностного нат жени  при стекании ручь  конденсата по канавкам образованным выступами 2.

Равномерно размещенные по длине трубы внутренние поперечные кольца 3, установленные с нат гом относительно вершины 1 выступов 2 внутренней поверхности трубы, повышают эксплуатационную надежность последней при повышенном давлении наружной среды за счет предотвращени  возможной деформации трубы под воздействием наружных сжимающих усилий. Внутренние поперечные кольца 3 одновременно привод т к дополнительной интенсификации теплообмена на внутренней поверхности трубы за счет гурбулизируюшего воздействи  колец 3 на движущийс  по трубе пар.

Дл  исключени  смещении поперечных колец 3 внутри трубы при эксплуатации конденсатора каждое кольцо 3 может быть жестко соединено с вершинами по крайней мере нескольких выступов 2 с помощью дуговой контактной сварки. Кроме того, указанное может быть обеспечено путем выполнени  о зоне установки каждого кольца 3 на вершинах 4 выступов 2 дополнительных впадин под кольца 3 (фиг. 1) глубиной, не превышающей 0,3 высоты оыступа. и шириной , соответствующей ширине кольца 3, в которые за счет упругой деформации трубы установлены кольца 3. Глубина впадин определ етс  из условий обеспечени  надежности конструкции.

Также дл  исключени  смещени  поперечных колец 3 в золе их установки на вер- шинах 4 по крайней мере каждого второго-четвертого выступа 2 могут быть выполнены плусферические ребра, а на наружной поверхности 5 колец 3 - ответные пазы 5. Высота ребер и соответствующа  им глубина ответных пазов б выбираютс  из условий обеспечени  надежной работы трубы . Число ребер и пазов определ етс  диаметром трубы и числом выступов 2 на ней. Кольца 3 за счет упругой деформации трубы устанавливаютс  с нат гом. Дл  исключени  любых смещений выступов 2 и колец 3 при работе трубы радиус наружной поверхности 5 каждого кольца 3 может превышать радиус окружности, проход щей через вершины 4 выступов 2, на величину, не превышающую половины высоты выступа 2, при этом на поверхности 5 каждого кольца 3 выполнены ответные углублени  7 под выступы 2, в углублени х каждого кольца 3 выполнены полусферические пазы 8, а на вершинах выступов 2 о зоне установки колец 3 - ответные ребра. Наличие зазора между канавками, образованной смежными выступами 2, и внутренней поверхностью кольца 3 обеспечивает надежный пропуск стекающего ручь  конденсата по указанной канавке. При высоте ручь , перекрывающей зазор, часть конденсата сбрасываетс  по наклонной верхней кромке 9 каждого кольца 3 вниз конденсатора, что способствует дополнительной интенсификации теплообмена на внутренней поверхности трубы.

Дл  исключени  возможного смещени  поперечных колец 3, установленных внутри трубы, при транспортировке, хранении, а также эксплуатации последних с наружной стороны трубы в зоне установки внутренних поперечных колец 3 могут быть установлены с нат гом внешние кольца 12. Интервал установки колец 12 определ етс  надежностью конструкции. Кольца 12 при этом одновременно способствует турбули.ч ции потока , обтекающего трубу снаружи, что уврли- чивает коэффициент теплопередачи

Рассто ние между поперечными коль5 цами 3 внутри трубы зависит от перепада давлений снаружи и внутри трубы, толщины трубы, ее материала, ширины и толщины кольца и т.д. и определ етс  из услови  обеспечени  надежной работы трубы.

0 Таким образом, использование вертикальной трубы конденсатора дл  конденсации пара внутри трубы при наличии в полости ее внутренних поперечных колец позвол ет повысить эксплуатационную на5 дежность при повышенном давлении наружной среды, интенсифицировать теплообмен за счет увеличени  коэффициента теплопередачи и уменьшить массу и длину трубы, а соответственно сократить га0 бариты и уменьшить массу конденсатора. Предложенна  конструкци  трубы при указанных достоинствах обеспечивает также снижение металлоемкости за счет уменьшени  толщины стенки трубы.

Claims (6)

1.Вертикальна  труба конденсатора с продольными канавками на наружной поверхности и соответствующими им выступами на внутренней поверхности, отличаю0 щ а   с   тем. что, с целью повышени  эксплуатационной надежности при повышенном давлении наружной среды, в полости трубы дополнительно размещены равномерно по ее длине внутренние попе5 речные кольца, взаимодействующие с выступами внутренней поверхности трубы.

2.Труба по п. 1,отличающа с  тем, что каждое кольцо жестко соединено с вершинами по крайней мере нескольких вы0 ступов.

3.Труба по п. 1,отличающа с  тем, что на выступах в зоне установки каждого кольц дополнительно выполнены поперечные впадины под кольца, имеющие

5 глубину не превышающую 0,3 высоты выступа , и ширину, соответствующую ширине кольца

4.Труба, по п. 1,отличающа с  тем. что в зоне установки колец на вершинах

0 по крайней мере каждого второго-четвертого оыступа выполнены полусферические ребра , а на наружной поверхности колец - ответные пазы.

5 Труба по п. 1,отличающа с 

5 тем, что радиус наружной поверхности кгж- дого кольца превышает радиус окружности, проход щей, через вершины выступов на величину, не превышающую половины высоты выступа, при этом на каждой вершине выстчпл в зоне установки колец выполнены

полусферические ребра, а на наружной поверхности каждого кольца выполнены углублени  под выступы, причем ответные пазы под ребра расположены в упом нутых углублени х, а верхн   кромка кольца имеет форму усеченного конуса, большее основание которого расположено выше его меньшего основани .

6. Труба по пп. 1-5, отличающа с  тем, что на ее наружной поверхности в зоне установки внутренних поперечных колец дополнительно установлены внешние кольца.

$ше.2

в фн/гз