RU2341750C1 - Теплообменник - Google Patents
Теплообменник Download PDFInfo
- Publication number
- RU2341750C1 RU2341750C1 RU2007111582/06A RU2007111582A RU2341750C1 RU 2341750 C1 RU2341750 C1 RU 2341750C1 RU 2007111582/06 A RU2007111582/06 A RU 2007111582/06A RU 2007111582 A RU2007111582 A RU 2007111582A RU 2341750 C1 RU2341750 C1 RU 2341750C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat exchanger
- screens
- periphery
- peripheral
- channels
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Изобретение относится к атомной энергетике и может быть использовано при проектировании воздушных теплообменников систем аварийного расхолаживания и пассивного отвода тепла реакторных установок, а также при конструировании сепараторов-пароперегревателей турбоустановок атомных электростанций. Теплообменник содержит корпус, в котором размещен кольцевой пучок трубчатых ширм. Ширмы установлены с образованием межширмовых проемов и выполнены в поперечном сечении корпуса изогнутыми в одну сторону в направлении от центрального коллектора к стенке корпуса. Трубы промежуточных участков ширм расположены со стороны стенки корпуса и образуют с ней периферийные каналы, в которых ярусами расположены поперечные перегородки. В проемах поперечно установлены вертикальные перегородки, соединенные с соответствующими поперечными перегородками в каждом ярусе. В периферийных каналах каждый из периферийных потоков после встречи с поперечной перегородкой отбрасывается в зазоры между трубами промежуточного участка ширм. При таком выполнении теплообменника резко повышается гидравлическое сопротивление периферийных каналов, что увеличивает расход воздуха через межтрубное пространство ширм и повышает мощность теплообменника. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к атомной энергетике и может быть использовано при проектировании воздушных теплообменников систем аварийного расхолаживания (САРХ) и систем пассивного отвода тепла (СПОТ) реакторных установок, а также при конструировании трубных систем сепараторов-пароперегревателей турбоустановок атомных электростанций.
Известен теплообменник, содержащий корпус с трубным пучком, охваченным перфорированной перегородкой, образующей с корпусом периферийный канал, причем последний одной стороной подключен к полости корпуса, расположенной до трубного пучка по ходу среды межтрубного пространства, и закрыт с другой стороны для исключения проскока этой среды мимо пучка (см. Европейский патент №0199321 В1, F28D 7/06, 1988).
В таком теплообменнике среда из периферийного канала через перфорацию перегородки попадает в межтрубное пространство, где, смешиваясь с основным потоком, интенсифицирует теплообмен. Однако, поскольку все отверстия перфорации включены параллельно, скорости среды, выходящей из этих отверстий, недостаточны, чтобы заметно улучшить теплообмен в межтрубном пространстве.
К настоящему изобретению наиболее близким техническим решением из известных (прототипом) является теплообменник, содержащий вертикальный корпус с пучком трубчатых ширм, установленных вокруг центрального коллектора с образованием межширмовых проемов и выполненных в поперечном сечении корпуса изогнутыми в одну сторону в направлении от центрального коллектора к стенке корпуса, причем ширмы имеют промежуточные участки из вертикальных труб, расположенных со стороны стенки корпуса и образующих с ней периферийные каналы, в которых ярусами расположены поперечные перегородки (см. Моделирование процессов в воздушном теплообменнике системы аварийного расхолаживания РУ БН-800. / Артемов В.И., Яньков Г.Г., Зорин В.М. и Шамароков А.С. // Теплоэнергетика. №3. 2004. С.30-38).
Недостатком прототипа является неравномерность эпюры скоростей в поперечном сечении корпуса из-за протечек среды по периферийным каналам, несмотря на наличие поперечных перегородок, что снижает расход среды через межтрубное пространство и тепловую мощность теплообменника.
В таком теплообменнике поток среды, проходящий по периферийным каналам, несколько раз встречает на своем пути поперечные перегородки, которые отбрасывают этот поток в сторону пучка ширм. Предполагалось, таким образом, повысить гидравлическое сопротивление периферийных каналов, уменьшить в теплообменнике байпасные протечки и интенсифицировать теплообмен в пучке ширм.
Однако в таком теплообменнике периферийные каналы открыты со стороны межширмовых проемов, поэтому каждый периферийный поток среды, после встречи с поперечной перегородкой, отбрасывается в упомянутые проемы, имеющие незначительное гидравлическое сопротивление, огибает эту перегородку, затем возвращается в периферийный канал, поднимается до поперечной перегородки вышерасположенного яруса, которой опять отбрасывается в проем. При этом периферийный поток огибает перегородки, практически не взаимодействуя (без теплообмена) с трубами промежуточных участков ширм. Так получается потому, что гидравлическое сопротивление упомянутых проемов незначительно по сравнению с аналогичным сопротивлением зазоров между трубами промежуточных участков ширм.
Таким образом, недостатком прототипа является низкая интенсивность теплообмена в пучке ширм, что приводит к снижению тепловой мощности теплообменника.
Технической задачей изобретения является повышение интенсивности теплообмена в пучке ширм, что приведет к повышению тепловой мощности теплообменника.
Техническая задача изобретения решается в теплообменнике, содержащем вертикальный корпус с пучком трубчатых ширм, установленных вокруг центрального коллектора с образованием межширмовых проемов и выполненных в поперечном сечении корпуса изогнутыми в одну сторону в направлении от центрального коллектора к стенке корпуса, причем ширмы имеют промежуточные участки из вертикальных труб, расположенных со стороны стенки корпуса и образующих с ней периферийные каналы, в которых ярусами расположены поперечные перегородки, а в каждом межширмовом проеме поперечно установлена вертикальная перегородка, соединенная с соответствующими поперечными перегородками в каждом ярусе.
Кроме того, каждая поперечная перегородка может быть установлена с уклоном 5-30° в сторону стенки корпуса и с наклоном 5-20° к соответствующей вертикальной перегородке.
Наличие в межширмовых проемах вертикальных перегородок, размещенных в них поперечно и соединенных с соответствующими поперечными перегородками в каждом ярусе, расположенными в периферийных каналах, приводит к тому, что для периферийных потоков путь через межширмовые проемы будет перекрыт вертикальными перегородками, и этот поток после встречи с поперечной перегородкой каждого яруса теперь будет отбрасываться в зазоры между трубами промежуточных участков ширм.
Такое выполнение теплообменника резко повышает гидравлическое сопротивление периферийных каналов и снижает расходы периферийных потоков, что соответственно повышает расход среды через межтрубное пространство и увеличивает тепловую мощность теплообменника. Кроме того, теперь каждый периферийный поток интенсивно участвует в теплообмене, так как, поскольку межширмовый проем закрыт вертикальной перегородкой, периферийный поток, чтобы обогнуть поперечную перегородку, вынужден дважды проходить через зазоры между трубами промежуточных участков ширм.
Установка поперечных перегородок с уклоном 5-30° в сторону стенки корпуса и одновременно с наклоном 5-20° к соответствующей вертикальной перегородке увеличивает долю периферийного потока, направляемого в зазоры между трубами промежуточных участков ширм, и снижает паразитные протечки через возможные монтажные зазоры между стенкой корпуса и этими поперечными перегородками.
Таким образом, повышается интенсивность теплообмена не только в межтрубном пространстве ширм, но и в периферийной части пучка ширм, что приводит к повышению мощности теплообменника.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид теплообменника; на фиг.2 - разрез А-А фиг.1; на фиг.3 - узел I фиг.2; на фиг.4 - разрез Б-Б фиг.3.
Теплообменник содержит корпус 1, в котором размещены центральный коллектор с раздающей камерой 2 и собирающей камерой 3, а также установленный вокруг центрального коллектора кольцевой пучок трубчатых ширм с верхними участками 4 и нижними участками 5. Верхние участки 4 пучка трубчатых ширм подключены радиальными концами труб к раздающей камере 2 коллектора, а нижние участки 5 этого пучка - к его собирающей камере 3. Раздающая камера 2 подключена к трубопроводу 6 подвода теплоносителя трубного пространства ширм, а собирающая камера 3 - к трубопроводу 7 отвода этого теплоносителя.
Участки 4 и 5 ширм сообщены между собой по трубному пространству посредством соответствующих промежуточных участков 8 ширм. Промежуточные участки 8 ширм выполнены из вертикальных труб, распределенных в поперечном сечении корпуса 1 с образованием зазоров 9 относительно друг друга.
Ширмы установлены с образованием между собой межширмовых проемов 10 и выполнены в поперечном сечении корпуса 1 изогнутыми в одну сторону в направлении от центрального коллектора к стенке корпуса 1. Вертикальные трубы промежуточных участков 8 ширм расположены со стороны стенки корпуса 1 и образуют с ней периферийные каналы 11, в которых ярусами расположены поперечные перегородки 12, а в проемах 10 поперечно установлены вертикальные перегородки 13, соединенные с соответствующими поперечными перегородками 12 в каждом ярусе.
После монтажа между перегородками 12, с одной стороны, и стенкой корпуса 1, с другой стороны, могут остаться небольшие монтажные зазоры 14. Чтобы снизить паразитные протечки среды через зазоры 14, перегородки 12 устанавливают с уклоном 5-30° в сторону стенки корпуса 1 и одновременно с наклоном 5-20° к соответствующей вертикальной перегородке 13.
Предлагаемый теплообменник будет установлен в системе аварийного расхолаживания реакторной установки БН-800. При работе теплообменника жидкометаллический теплоноситель с температурой 505°С по трубопроводу 6 подают в камеру 2 центрального коллектора. Далее теплоноситель последовательно проходит по трубам участков 4, 8 и 5 ширм, в которых охлаждается до 309°С. Охлажденный теплоноситель собирается в камере 3 центрального коллектора, из которой отводится трубопроводом 7.
Теплоноситель охлаждается наружным воздухом, который за счет естественной тяги в корпусе 1 проходит по межтрубному пространству пучка.
Конфигурация ширм приводит к тому, что между корпусом 1 и трубным пучком образуются периферийные каналы 11, по которым проходят периферийные потоки охлаждающего воздуха.
В периферийных каналах 11 каждый из периферийных потоков после встречи с поперечной перегородкой 12 отбрасывается в зазоры 9 между трубами соответствующего промежуточного участка 8 ширм. В зазорах 9 периферийный поток огибает перегородку 12 с интенсивным теплообменом, затем возвращается в периферийный канал 11, поднимается до перегородки 12 вышерасположенного яруса, которая опять отбрасывает периферийный поток в зазоры 9 между трубами промежуточного участка 8 ширм. В результате резко повышается гидравлическое сопротивление периферийных каналов 11, что увеличивает расход воздуха через межтрубное пространство участков 4 и 5 ширм и повышает мощность теплообменника.
Пройдя пучок ширм, периферийные потоки соединяются с основным потоком охлаждающего воздуха, и объединенный поток выводится из теплообменника.
Claims (2)
1. Теплообменник, содержащий вертикальный корпус с пучком трубчатых ширм, установленных вокруг центрального коллектора с образованием межширмовых проемов и выполненных в поперечном сечении корпуса изогнутыми в одну сторону в направлении от центрального коллектора к стенке корпуса, причем ширмы имеют промежуточные участки из вертикальных труб, расположенных со стороны стенки корпуса и образующих с ней периферийные каналы, в которых ярусами расположены поперечные перегородки, отличающийся тем, что в каждом межширмовом проеме поперечно установлена вертикальная перегородка, соединенная с соответствующими поперечными перегородками в каждом ярусе.
2. Теплообменник по п.1, отличающийся тем, что каждая поперечная перегородка установлена с уклоном 5-30° в сторону стенки корпуса и с наклоном 5-20° к соответствующей вертикальной перегородке.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007111582/06A RU2341750C1 (ru) | 2007-03-30 | 2007-03-30 | Теплообменник |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007111582/06A RU2341750C1 (ru) | 2007-03-30 | 2007-03-30 | Теплообменник |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2341750C1 true RU2341750C1 (ru) | 2008-12-20 |
Family
ID=40375268
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007111582/06A RU2341750C1 (ru) | 2007-03-30 | 2007-03-30 | Теплообменник |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2341750C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2489642C1 (ru) * | 2011-12-27 | 2013-08-10 | Открытое акционерное общество "Российский концерн по производству электрической и тепловой энергии на атомных станциях" (ОАО "Концерн Росэнергоатом") | Теплообменник |
RU2781598C1 (ru) * | 2022-02-25 | 2022-10-14 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Теплообменник |
-
2007
- 2007-03-30 RU RU2007111582/06A patent/RU2341750C1/ru active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2489642C1 (ru) * | 2011-12-27 | 2013-08-10 | Открытое акционерное общество "Российский концерн по производству электрической и тепловой энергии на атомных станциях" (ОАО "Концерн Росэнергоатом") | Теплообменник |
RU2781598C1 (ru) * | 2022-02-25 | 2022-10-14 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Теплообменник |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US2411097A (en) | Heat exchanger | |
PL392560A1 (pl) | Wymiennik ciepła | |
CN210107818U (zh) | 一种壳管式冷凝器及其制冷系统 | |
US7882809B2 (en) | Heat exchanger having a counterflow evaporator | |
FI130318B (en) | Tube heat exchanger | |
RU2728574C1 (ru) | Кожухотрубное оборудование с обводом | |
PL219104B1 (pl) | Wymiennik ciepła | |
RU2341750C1 (ru) | Теплообменник | |
RU2305227C1 (ru) | Пароводяной теплообменник | |
RU2296748C2 (ru) | Установка для получения мочевины | |
RU2746734C1 (ru) | Многослойный каталитический конвертер с межслойным охлаждением | |
CA1303020C (en) | Device for the heat exchange between a recycle gas leaving an nh _converter and water | |
RU2140608C1 (ru) | Прямоточный вертикальный парогенератор | |
RU2781598C1 (ru) | Теплообменник | |
RU2557146C1 (ru) | Радиально-спиральный теплообменник | |
RU178821U1 (ru) | Модуль теплообменного аппарата | |
RU2334187C1 (ru) | Теплообменник | |
SU737771A1 (ru) | Кожухотрубный теплообменник | |
RU2282123C2 (ru) | Теплообменник | |
AU655537B2 (en) | Method and device for treating water in a surface condenser | |
RU2725120C1 (ru) | Теплообменник | |
RU2700990C1 (ru) | Многоходовый кожухотрубчатый теплообменник | |
RU2169881C2 (ru) | Парогенератор | |
GB2490704A (en) | Heat exchanger having two chambers in thermal communication through an array of heat pipes | |
SU1145234A1 (ru) | Многоходовой кожухотрубный теплообменник |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20181130 |