RU2353861C1 - Method of heating liquid heat carrier and device to this end - Google Patents

Method of heating liquid heat carrier and device to this end Download PDF

Info

Publication number
RU2353861C1
RU2353861C1 RU2007125918/06A RU2007125918A RU2353861C1 RU 2353861 C1 RU2353861 C1 RU 2353861C1 RU 2007125918/06 A RU2007125918/06 A RU 2007125918/06A RU 2007125918 A RU2007125918 A RU 2007125918A RU 2353861 C1 RU2353861 C1 RU 2353861C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
coolant
heater
heating
heat
heat carrier
Prior art date
Application number
RU2007125918/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007125918A (en
Inventor
Юрий Федорович Воробьев (RU)
Юрий Федорович Воробьев
Леонид Юрьевич Воробьев (RU)
Леонид Юрьевич Воробьев
Original Assignee
Леонид Юрьевич Воробьев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Леонид Юрьевич Воробьев filed Critical Леонид Юрьевич Воробьев
Priority to RU2007125918/06A priority Critical patent/RU2353861C1/en
Priority to CN200880106223A priority patent/CN101842642A/en
Priority to EA201000135A priority patent/EA016933B1/en
Priority to EP08779204A priority patent/EP2211121A4/en
Priority to PCT/RU2008/000379 priority patent/WO2009008768A2/en
Priority to AU2008273062A priority patent/AU2008273062A1/en
Priority to US12/668,042 priority patent/US20110059411A1/en
Publication of RU2007125918A publication Critical patent/RU2007125918A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2353861C1 publication Critical patent/RU2353861C1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/22—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating
    • F24H1/225—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating electrical central heating boilers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/28—Methods of steam generation characterised by form of heating method in boilers heated electrically
    • F22B1/282—Methods of steam generation characterised by form of heating method in boilers heated electrically with water or steam circulating in tubes or ducts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B27/00—Instantaneous or flash steam boilers
    • F22B27/04—Instantaneous or flash steam boilers built-up from water tubes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B3/00—Other methods of steam generation; Steam boilers not provided for in other groups of this subclass
    • F22B3/04—Other methods of steam generation; Steam boilers not provided for in other groups of this subclass by drop in pressure of high-pressure hot water within pressure- reducing chambers, e.g. in accumulators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/22—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating
    • F24H1/24—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water mantle surrounding the combustion chamber or chambers
    • F24H1/26—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water mantle surrounding the combustion chamber or chambers the water mantle forming an integral body
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/06—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
    • F28F13/12—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media by creating turbulence, e.g. by stirring, by increasing the force of circulation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)

Abstract

FIELD: heating.
SUBSTANCE: proposed method of heating liquid heat carrier involves supplying liquid heat carrier to a heating zone in the housing of a heating installation from a heat source, heating the heat carrier and taking the heat carrier from the heating zone. The liquid heat carrier is supplied to the heating zone by circulating it around the cylindrical surface of the heater with formation of an axially symmetrical swirling flow. The trajectory of each particle of the heat carrier is at a tangent to the surface of the heater. The heater is at temperature above the critical temperature of the heat carrier. To implement the proposed method, the heating installation comprises a heater with a heat source, and a heat exchange device with connecting pipes. The heater with a cylindrical surface is fitted coaxially in the heat exchange device, which has a cylindrical housing. To supply the heat carrier from under the housing, there are two connecting pipes at a tangent, creating an axially symmetrical swirling flow. There is an outlet of hot heat carrier at the top of the cylindrical housing.
EFFECT: more efficient heat transfer, increased reliability of the device and simplification of its design.
7 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для выработки горячего пара для промышленных и индивидуальных нужд, в том числе для формирования систем отопления.The invention relates to a power system and can be used to generate hot steam for industrial and individual needs, including for the formation of heating systems.

Известен способ испарения жидкости в канале путем ее нагрева выше температуры насыщения образующегося пара (Патент США №3326640, кл. B01J 1/00, опубл.1967).A known method of evaporating a liquid in a channel by heating it above the saturation temperature of the generated vapor (US Patent No. 33326640, CL B01J 1/00, publ. 1967).

Недостатками известного способа являются недостаточная надежность и повышенная материалоемкость, вызванные необходимостью повышать давление жидкости.The disadvantages of this method are the lack of reliability and increased material consumption, caused by the need to increase the pressure of the liquid.

Известен способ испарения жидкости путем ее нагрева в канале выше температуры насыщения образующегося пара, уменьшения в ней давления и поддержания температуры стенок канала ниже температуры предельного перегрева испаряемой жидкости, отличающийся тем, что увеличивают теплоотдачу канала за счет наложения на его стенки токоотводящего электрического потенциала (Патент RU 2128804, кл. F22B 1/00, опубл. 10.04.1999).There is a method of evaporating a liquid by heating it in a channel above the saturation temperature of the generated vapor, decreasing the pressure in it and maintaining the temperature of the channel walls below the temperature of the maximum overheating of the evaporated liquid, characterized in that they increase the heat transfer of the channel by applying a current-carrying electric potential to its walls (Patent RU 2128804, CL F22B 1/00, publ. 04/10/1999).

Недостатком способа является недостаточная эффективность процесса испарения и сложность промышленного применения.The disadvantage of this method is the lack of efficiency of the evaporation process and the complexity of industrial applications.

Известен способ генерирования пара (Патент RU 2293913, кл. F22B 1/30. опубл. 20.02.2007), при котором котел заполняют водой до необходимого уровня и производят электрическое воздействие на воду через электроды, помещенные в воде. Электрическое воздействие на воду осуществляют импульсами высокого напряжения, а образующиеся при электрическом воздействии водяные струи преобразуют в дисперсную структуру путем пропускания водяных струй через рассекатель, представляющий собой систему, препятствующую свободному проходу водяных струй.A known method of generating steam (Patent RU 2293913, class F22B 1/30. Publ. 02.20.2007), in which the boiler is filled with water to the required level and produce an electrical effect on the water through electrodes placed in water. The electrical effect on water is carried out by high voltage pulses, and the water jets formed during electrical exposure are converted into a dispersed structure by passing water jets through a divider, which is a system that prevents the free passage of water jets.

Способ имеет также недостаточно высокую эффективность теплопередачи от теплоносителя нагревателю.The method also has insufficiently high heat transfer efficiency from the heat carrier to the heater.

Известен способ генерирования пара, описанный в SU 419687, кл. F22B 3/04, опубл. 15.03.1974. Рабочую среду, нагретую до температуры ниже температуры ее насыщения при данном давлении по тангенциальному каналу подают во входную камеру, где среда закручивается. В начальный момент скорость среды увеличивается, а давление снижается. При движении среды к перегородке радиус закрутки уменьшается, давление среды становится равным давлению насыщения при данной температуре. Пузырьки пара под действием архимедовых сил собираются в центре и отводятся потребителю.A known method of generating steam, described in SU 419687, CL. F22B 3/04, publ. 03/15/1974. A working medium heated to a temperature below its saturation temperature at a given pressure is fed through a tangential channel into the inlet chamber, where the medium is twisted. At the initial moment, the medium velocity increases, and the pressure decreases. When the medium moves to the partition, the swirl radius decreases, the medium pressure becomes equal to the saturation pressure at a given temperature. Steam bubbles, under the action of Archimedean forces, are collected in the center and diverted to the consumer.

Недостатком этого способа является также невысокая эффективность теплопередачи от нагревателя к теплоносителю.The disadvantage of this method is the low efficiency of heat transfer from the heater to the coolant.

Известен контактный водонагреватель (SU 663982, кл. F22H 1/10, опубл. 25.05.1979), содержащий корпус с центральной топкой, заключенной в водяную рубашку и расположенную по периферии кольцевую контактную камеру.Known contact water heater (SU 663982, class F22H 1/10, publ. 05.25.1979), comprising a housing with a Central firebox enclosed in a water jacket and located on the periphery of the annular contact chamber.

Недостатком водонагревателя является неравномерное распределение выходящих из контактной камеры газов и низкая экономичность установки.The disadvantage of a water heater is the uneven distribution of the gases leaving the contact chamber and the low efficiency of the installation.

Известен контактный поверхностный водонагреватель (SU 787812, кл. F24H 1/10 опубл. 15.12.1980), который содержит корпус, горелочное устройство, подключенное к топке, окруженный водяной рубашкой, вокруг водяной рубашки расположена кольцевая контактная камера, сообщенная нижней частью с топкой, а верхней с патрубком для отвода отработавших газов через кольцевой каплеуловитель, над которым установлена кольцевая перегородка с заслонками.Known contact surface water heater (SU 787812, class F24H 1/10 publ. 15.12.1980), which contains a housing, a burner connected to the furnace, surrounded by a water jacket, around the water jacket is an annular contact chamber communicated with the lower part of the furnace, and the top with a pipe for exhaust gas through an annular droplet eliminator, over which an annular partition with dampers is installed.

Данное устройство также имеет неэффективную передачу от нагревателя к теплоносителю.This device also has an inefficient transfer from the heater to the coolant.

Наиболее близким техническим решением является способ нагрева жидкого теплоносителя и устройство для его осуществления (Патент RU 2178125, кл. F24H 1/10, опубл. 10.01.2002).The closest technical solution is a method of heating a liquid coolant and a device for its implementation (Patent RU 2178125, CL F24H 1/10, publ. 10.01.2002).

Способ нагрева жидкого теплоносителя заключается в подаче жидкого теплоносителя в зону нагрева в корпусе нагревательной установки от источника тепла, нагреве теплоносителя и отводе нагретого теплоносителя из зоны нагрева, при этом жидкий теплоноситель подают сверху в зону нагрева на вращающуюся обечайку с формированием тонкопленочного жидкостного слоя теплоносителя, нагретый теплоноситель отводят снизу вращающейся обечайки, а в корпусе нагревательной установки организуют принудительное обтекание обечайки горячими продуктами сгорания от источника тепла со стороны внутренней и наружной поверхности обечайки с отсосом продуктов сгорания из корпуса нагревательной установки.The method of heating the liquid coolant is to supply the liquid coolant to the heating zone in the housing of the heating installation from the heat source, heat the coolant and drain the heated coolant from the heating zone, while the coolant is fed from above to the heating zone on a rotating shell to form a thin film liquid coolant layer the coolant is removed from the bottom of the rotating shell, and in the case of the heating installation, forced flow of hot shell products around the shell is organized anija from the heat source by the inner and outer surface of the sleeve by suction the products of combustion from the housing of the heating installation.

В описываемом способе и устройстве для его реализации при вращении обечайки на стенках последней создается уплотненный поток жидкого теплоносителя и осуществляется прямой нагрев тепловым излучением и горячими продуктами сгорания топлива от источника тепла, причем величину внутреннего давления в теплоносителе под действием центробежной силы в зависимости от скорости вращения обечайки выбирают таким образом, чтобы обеспечить нагрев и отвод теплоносителя с температурой, превышающей температуру его кипения при атмосферном давлении.In the described method and device for its implementation during rotation of the shell on the walls of the latter, a compacted flow of liquid coolant is created and direct heating by thermal radiation and hot products of fuel combustion from the heat source is carried out, and the value of the internal pressure in the coolant under the action of centrifugal force depending on the speed of rotation of the shell chosen in such a way as to ensure heating and removal of the coolant with a temperature exceeding its boiling point at atmospheric pressure.

Недостатком данного способа и устройства является недостаточно высокая эффективность теплопередачи от нагревателя к теплоносителю.The disadvantage of this method and device is the insufficiently high efficiency of heat transfer from the heater to the coolant.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа повышения эффективности теплопередачи от нагревателя к теплоносителю, увеличение надежности устройства для реализации предложенного способа, упрощение его конструкции с одновременным повышением производительности.The objective of the present invention is to develop a method of increasing the efficiency of heat transfer from the heater to the coolant, increasing the reliability of the device for implementing the proposed method, simplifying its design while increasing productivity.

Поставленная задача решается с помощью способа нагрева жидкого теплоносителя, включающего подвод жидкого теплоносителя в зону нагрева в корпусе нагревательной установки от источника тепла, нагрев теплоносителя и отвод нагретого теплоносителя из зоны нагрева. С целью повышения эффективности теплопередачи нагревателя теплоносителю подвод жидкого теплоносителя в зону нагрева осуществляют путем закручивания его вокруг цилиндрической поверхности нагревателя с образованием осесимметричного закрученного потока, причем траектория каждой частицы теплоносителя является касательной к поверхности нагревателя, нагреватель имеет температуру, превосходящую критическую температуру теплоносителя.The problem is solved using a method of heating a liquid coolant, including the supply of a liquid coolant to the heating zone in the housing of the heating installation from a heat source, heating the coolant and the removal of the heated coolant from the heating zone. In order to increase the heat transfer efficiency of the heater to the coolant, the liquid coolant is supplied to the heating zone by twisting it around the cylindrical surface of the heater with the formation of an axisymmetric swirling flow, with the path of each coolant particle being tangent to the surface of the heater, the heater has a temperature exceeding the critical temperature of the coolant.

Нагрев теплоносителя в соответствии с заявляемым изобретением происходит за счет двойного фазового перехода: двойной фазовый переход есть первый переход из жидкости в пар и второй переход из пара обратно в жидкость, то есть испарение и конденсация за один свободный пробег нагреваемой молекулы (частицы) жидкости.The heating medium in accordance with the claimed invention occurs due to a double phase transition: a double phase transition is the first transition from liquid to steam and the second transition from steam back to liquid, that is, evaporation and condensation in one free run of a heated liquid molecule (particle).

Предпочтительно для закручивания теплоносителя его подводят снизу нагревательной установки, по крайней мере, по двум патрубкам, тангенциально расположенным и образующим «пару сил».Preferably, for swirling the coolant, it is brought down from the bottom of the heating installation by at least two nozzles tangentially located and forming a “couple of forces”.

Предпочтительно в качестве источника тепла используют электрический нагрев, сжигание природного газа.Preferably, electric heat and natural gas combustion are used as a heat source.

Предпочтительно для организации восходящей траектории потока соблюдают выражение:Preferably, for organizing an upward flow path, the expression:

(mтТт)/сек≤(mnТn)/сек,(m t T t ) / sec≤ (m n T n ) / sec,

где mт - масса теплоносителя;where m t is the mass of the coolant;

Тт - температура теплоносителя;T t - heat carrier temperature;

mn - масса нагревателя;m n is the mass of the heater;

Tn - температура нагревателя.T n is the temperature of the heater.

В части устройства как объекта изобретения поставленная задача решается за счет того, что нагревательная установка включает нагреватель с источником тепла, теплообменное устройство с патрубками подачи холодного теплоносителя и выхода горячего теплоносителя. Нагреватель с цилиндрической поверхностью установлен коаксиально в теплообменном устройстве, имеющем цилиндрический корпус, для подвода теплоносителя снизу корпуса установлены, по крайней мере, два патрубка, тангенциально расположенных для образования осесимметричного закрученного потока, а вверху цилиндрического корпуса организован выход горячего теплоносителя.In the part of the device as an object of the invention, the problem is solved due to the fact that the heating installation includes a heater with a heat source, a heat exchange device with pipes for supplying a coolant and an outlet for a hot coolant. A heater with a cylindrical surface is mounted coaxially in a heat exchanger having a cylindrical body, at least two nozzles are installed at the bottom of the body for supplying a heat carrier tangentially to form an axisymmetric swirling flow, and a hot coolant outlet is arranged at the top of the cylindrical body.

Нагревательная установка предпочтительно содержит расширительный бак, трубопроводы обвязки и теплоприемник.The heating installation preferably comprises an expansion tank, piping piping and a heat sink.

Предпочтительно для выхода горячего теплоносителя вверху цилиндрического корпуса установлены, по крайней мере, два патрубка.Preferably, at least two nozzles are installed at the top of the cylindrical body for the exit of the hot heat carrier.

В предлагаемом способе поверхность нагревателя имеет температуру выше критической температуры теплоносителя.In the proposed method, the surface of the heater has a temperature above the critical temperature of the coolant.

Поверхность нагревателя, имеющего температуру, превосходящую критическую температуру теплоносителя (воды), мгновенно окружается слоем пара (паровой рубашкой), и теплопередача существенно замедляется. В случае использования в качестве теплоносителя воды критическая температура воды Т=374,15°С. Имея ввиду высокую скорость свободного пробега молекул пара до 500 м/с и чрезвычайно малую длину свободного пробега, в данном решении предлагается организовать поток теплоносителя так, чтобы молекулы жидкой воды, касаясь цилиндрической поверхности нагревателя, превращались в пар, и, мгновенно изменив траекторию движения, внедрялись в организованный поток жидкого теплоносителя (воды), отдав при конденсации энергию парообразования теплоносителю (двойной фазовый переход), а последующие молекулы жидкого теплоносителя (воды) и образующегося (водяного) пара имеют возможность следовать по организованной траектории потока.The surface of a heater having a temperature exceeding the critical temperature of the coolant (water) is instantly surrounded by a layer of steam (steam jacket), and heat transfer is significantly slowed down. In the case of using water as a heat carrier, the critical water temperature is T = 374.15 ° C. Bearing in mind the high mean free path of steam molecules up to 500 m / s and the extremely short mean free path, this solution proposes to organize the coolant flow so that the liquid water molecules touching the cylindrical surface of the heater turn into steam, and, instantly changing the trajectory of movement, were introduced into the organized flow of a liquid coolant (water), giving up condensation energy to the coolant (double phase transition) during condensation, and the subsequent molecules of the coolant (water) and the resulting (water) steam have the ability to follow an organized flow path.

На Фиг.1 показан общий вид нагревательной установки, на Фиг.2 - разрез по А-А.Figure 1 shows a General view of the heating installation, Figure 2 is a section along aa.

Нагревательная установка состоит из теплообменного устройства с цилиндрическим корпусом 1, тангенциально расположенных патрубков подвода холодного теплоносителя 2 и патрубков выхода горячего теплоносителя 3. В цилиндрическом корпусе 1 коаксиально установлен нагреватель 4 с цилиндрической поверхностью. Нагревательная установка содержит расширительный бак 5, трубы обвязки и теплоприемники 6. Устройство может быть снабжено электрическим щитом питания и автоматической системой управления 7. Температуру нагревателя регулируют с помощью термопар 8, установленных в нагревателе 4. Внутри нагревателя 4 расположен источник тепла от электрического нагрева (спираль сопротивления 9).The heating installation consists of a heat exchanger with a cylindrical body 1, tangentially located nozzles for supplying a coolant 2 and nozzles for leaving a hot coolant 3. In a cylindrical body 1, a heater 4 with a cylindrical surface is coaxially mounted. The heating installation contains an expansion tank 5, piping pipes and heat receivers 6. The device can be equipped with an electric power panel and an automatic control system 7. The temperature of the heater is controlled by thermocouples 8 installed in the heater 4. Inside the heater 4 there is a heat source from electric heating (spiral resistance 9).

При залитой теплоносителем системе разогревают выше критической температуры нагреватель 4. Нагретая жидкость в силу своих физических свойств поднимается в расширительный бак 5, а подвод холодного теплоносителя в зону нагрева осуществляют в силу неразрывности потока образованием осесимметричного закрученного потока, причем траектория каждой частицы (молекулы) теплоносителя является касательной к поверхности нагревателя 4, нагреватель 4 имеет температуру, превосходящую критическую температуру теплоносителя. Осесимметричный закрученный поток возникает благодаря тому, что подвод холодного теплоносителя происходит, по крайней мере, через два тангенциальных патрубка, благодаря которым и происходит закручивание теплоносителя в корпусе устройства. В зависимости от мощности установки тангенциальных патрубков подачи холодного теплоносителя может быть больше или выполнен направляющий аппарат. В качестве направляющего аппарата может быть использован любой известный аппарат для закручивания теплоносителя.When the system is filled with coolant, the heater 4 is heated above the critical temperature. The heated fluid rises into the expansion tank 5 due to its physical properties, and the coolant is supplied to the heating zone due to the continuity of the flow by the formation of an axisymmetric swirling flow, and the path of each particle (molecule) of the coolant is tangent to the surface of the heater 4, the heater 4 has a temperature exceeding the critical temperature of the coolant. The axisymmetric swirl flow occurs due to the fact that the cold coolant is supplied through at least two tangential nozzles, due to which the coolant swirls in the device body. Depending on the power of the installation of the tangential cold water supply pipes, a larger one or a guide vane can be made. As a guiding apparatus, any known apparatus for swirling a heat carrier can be used.

Теплоноситель резко нагревается, коснувшись поверхности нагревателя, испаряется и, попав в закрученный поток теплоносителя, конденсируется в нем, отдавая ему энергию параконденсации. При этом теплоноситель нагревается, поднимается вверх. Выход горячего теплоносителя происходит через патрубки выхода 3, для того чтобы не нарушать соосно организованный, закрученный поток теплоносителя относительно нагревателя 4. Источник тепла для нагревателя 4 может быть использован любой из известных и применяемых для этих целей.The coolant heats up sharply, touching the surface of the heater, evaporates and, having entered the swirling flow of coolant, condenses in it, giving it the energy of paracondensation. In this case, the coolant heats up, rises up. The exit of the hot fluid occurs through the outlet pipes 3, so as not to disturb the coaxially organized, swirling flow of the coolant relative to the heater 4. The heat source for the heater 4 can be used any of the known and used for these purposes.

Нагревательная установка работает следующим образом.The heating installation operates as follows.

Теплоноситель (воду) заливают в теплообменное устройство 1 через расширительный бак 5 или специальную линию подачи (на Фиг.1 не показана). Поднимают температуру нагревателя 4 любым известным способом (с использованием электрообогрева или использованием тепла от сгорания топлива). Плотность подогреваемого теплоносителя понижается. Теплоноситель в виде цилиндра Н вокруг нагревателя 4 приходит во вращательное движение на условии неразрывности потока, освобождающего место для поступления холодной воды по тангенциальным патрубкам подвода 2. Подогретый теплоноситель уходит по патрубкам выхода 3 к приемнику 6. В приемниках 6 поток теплоносителя охлаждается и возвращается на входные патрубки подвода теплоносителя 2 устройства.The coolant (water) is poured into the heat exchanger 1 through an expansion tank 5 or a special supply line (not shown in FIG. 1). Raise the temperature of the heater 4 by any known method (using electric heating or using heat from fuel combustion). The density of the heated coolant decreases. The coolant in the form of a cylinder N around the heater 4 comes into rotational motion on the condition of continuity of the flow, making room for cold water to flow through the tangential nozzles of the inlet 2. The heated coolant flows through the nozzles of the outlet 3 to the receiver 6. In the receivers 6, the coolant flow is cooled and returned to the inlet coolant supply pipes 2 of the device.

При использовании предлагаемой нагревательной установки для обогрева помещений подкачивающих средств (насоса) не требуется, так как нагреватель 4 может поднять температуру воды до критической (Т=374,15°С) и далее до температуры самого нагревателя.When using the proposed heating installation for heating rooms, pumping means (pump) are not required, since the heater 4 can raise the water temperature to critical (T = 374.15 ° C) and further to the temperature of the heater itself.

Техническим результатом заявляемого решения является повышение эффективности теплопередачи от нагревателя к теплоносителю, повышение надежности устройства, упрощение его конструкции.The technical result of the proposed solution is to increase the efficiency of heat transfer from the heater to the coolant, increasing the reliability of the device, simplifying its design.

Claims (7)

1. Способ нагрева жидкого теплоносителя, включающий подвод жидкого теплоносителя в зону нагрева в корпусе нагревательной установки от источника тепла, нагрев теплоносителя и отвод нагретого теплоносителя из зоны нагрева, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности теплопередачи нагревателя теплоносителю, подвод жидкого теплоносителя в зону нагрева осуществляют путем закручивания его вокруг цилиндрической поверхности нагревателя с образованием осесимметричного закрученного потока, причем траектория каждой частицы теплоносителя является касательной к поверхности нагревателя, нагреватель имеет температуру, превосходящую критическую температуру теплоносителя.1. A method of heating a liquid coolant, comprising supplying a liquid coolant to a heating zone in a housing of a heating unit from a heat source, heating a coolant and removing a heated coolant from a heating zone, characterized in that, in order to increase the heat transfer efficiency of the heater to a coolant, supplying a coolant to a zone heating is carried out by twisting it around the cylindrical surface of the heater with the formation of an axisymmetric swirling flow, and the trajectory of each particle is warm the carrier is tangent to the surface of the heater, the heater has a temperature exceeding the critical temperature of the coolant. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для закручивания теплоносителя его подводят снизу нагревательной установки, по крайней мере, по двум патрубкам, тангенциально расположенным и образующим «пару сил».2. The method according to claim 1, characterized in that for swirling the coolant it is let down from the bottom of the heating installation by at least two nozzles tangentially located and forming a “couple of forces”. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве источника тепла используют электрический нагрев, сжигание природного газа.3. The method according to claim 1, characterized in that as the source of heat using electric heating, burning natural gas. 4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что для организации восходящей траектории потока соблюдают выражение:
(mтТт)/с≤(mnТn)/с,
где mт - масса теплоносителя;
Тт - температура теплоносителя;
mn - масса нагревателя;
Tn - температура нагревателя.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that in order to organize an upward flow path, the expression:
(m t T t ) / s≤ (m n T n ) / s,
where m t is the mass of the coolant;
T t - heat carrier temperature;
m n is the mass of the heater;
T n is the temperature of the heater. 5. Нагревательная установка, включающая нагреватель с источником тепла, теплообменное устройство с патрубками подвода холодного теплоносителя и выхода горячего теплоносителя, отличающаяся тем, что нагреватель с цилиндрической поверхностью установлен коаксиально в теплообменном устройстве, имеющем цилиндрический корпус, для подвода холодного теплоносителя снизу цилиндрического корпуса установлены, по крайней мере, два патрубка, тангенциально расположенных для образования осесимметричного закрученного потока, или направляющий аппарат с элементами для закручивания потока воды, а вверху цилиндрического корпуса организован выход горячего теплоносителя.5. A heating installation, including a heater with a heat source, a heat exchanger with nozzles for supplying a coolant and an outlet for a hot coolant, characterized in that the heater with a cylindrical surface is installed coaxially in a heat exchanger having a cylindrical body, installed for supplying a coolant from below the cylindrical body, at least two nozzles tangentially located to form an axisymmetric swirling flow, or directing device a gate with elements for swirling the flow of water, and at the top of the cylindrical body, the outlet of the hot coolant is organized. 6. Нагревательная установка по п.5, отличающаяся тем, что дополнительно содержит расширительный бак, трубопроводы обвязки и теплоприемник.6. The heating installation according to claim 5, characterized in that it further comprises an expansion tank, piping piping and a heat receiver. 7. Нагревательная установка по п.5 или 6, отличающаяся тем, что для выхода горячего теплоносителя вверху цилиндрического корпуса установлены, по крайней мере, два патрубка. 7. The heating installation according to claim 5 or 6, characterized in that at least two nozzles are installed at the top of the cylindrical body for the exit of the hot coolant.
RU2007125918/06A 2007-07-09 2007-07-09 Method of heating liquid heat carrier and device to this end RU2353861C1 (en)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007125918/06A RU2353861C1 (en) 2007-07-09 2007-07-09 Method of heating liquid heat carrier and device to this end
CN200880106223A CN101842642A (en) 2007-07-09 2008-06-18 Method for heating liquid heat carrier and a device for carrying out said method
EA201000135A EA016933B1 (en) 2007-07-09 2008-06-18 Method for heating liquid heat carrier and a device for carrying out said method
EP08779204A EP2211121A4 (en) 2007-07-09 2008-06-18 Method for heating liquid heat carrier and a device for carrying out said method
PCT/RU2008/000379 WO2009008768A2 (en) 2007-07-09 2008-06-18 Method for heating liquid heat carrier and a device for carrying out said method
AU2008273062A AU2008273062A1 (en) 2007-07-09 2008-06-18 Method for heating liquid heat carrier and a device for carrying out said method
US12/668,042 US20110059411A1 (en) 2007-07-09 2008-06-18 Method for heating liquid heat carrier and a device for carrying out said method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007125918/06A RU2353861C1 (en) 2007-07-09 2007-07-09 Method of heating liquid heat carrier and device to this end

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007125918A RU2007125918A (en) 2009-01-20
RU2353861C1 true RU2353861C1 (en) 2009-04-27

Family

ID=40229299

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007125918/06A RU2353861C1 (en) 2007-07-09 2007-07-09 Method of heating liquid heat carrier and device to this end

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20110059411A1 (en)
EP (1) EP2211121A4 (en)
CN (1) CN101842642A (en)
AU (1) AU2008273062A1 (en)
EA (1) EA016933B1 (en)
RU (1) RU2353861C1 (en)
WO (1) WO2009008768A2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT201800006794A1 (en) * 2018-06-29 2019-12-29 Matteo Lentini Heater \ Radiant steam generator

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1139001A (en) * 1914-11-18 1915-05-11 Sidney Le Fevre Varvel Electrical water-heater.
US3326640A (en) 1964-03-02 1967-06-20 Commercial Solvents Corp Flash vaporization of nitric acid
US3885125A (en) * 1970-10-05 1975-05-20 Fulton Boiler Works Method for electrically heating a heat transfer fluid
US3747670A (en) * 1970-10-05 1973-07-24 Fulton Boiler Works Thermal fluid heater
SU419687A1 (en) 1972-05-29 1974-03-15 Ю. М. Красильников STEAM GENERATION METHOD
SU663982A1 (en) 1977-06-06 1979-05-25 Центральное Специальное Проектно-Конструкторское Бюро Министерства Легкой Промышленности Украинской Сср Contact water heater
SU787812A1 (en) 1977-10-03 1980-12-15 Научно-Исследовательский Институт Санитарной Техники И Оборудования Зданий И Сооружений Contact-type surface water preheater
US4261299A (en) * 1979-07-18 1981-04-14 Marran John D Wound boiler
SE426341C (en) * 1980-02-14 1985-02-06 Fagersta Ab KEEP TO PREVENT CORROSION IN A COMBUSTOR COOLER AND CHEMICALS IN COOKING GAS COOLING
DE3323058A1 (en) * 1982-09-25 1984-03-29 Stiebel Eltron Gmbh & Co Kg, 3450 Holzminden ELECTRIC WATER HEATER
SU1216614A1 (en) * 1984-03-22 1986-03-07 Goldman Aleksandr M Heat exchanger
FR2651869A1 (en) * 1989-09-14 1991-03-15 Comparon Jean Daniel ELECTRIC BOILER WITH CYCLONIC TURBULENCE.
RU2128804C1 (en) 1997-12-24 1999-04-10 Глухарев Николай Федорович Process of evaporation of liquid
CN2355294Y (en) * 1999-02-10 1999-12-22 李龙伟 Pile-up disc style heat exchanger
RU2178125C1 (en) * 2001-03-01 2002-01-10 Лихачев Владимир Кузьмич Method and apparatus for heating liquid heat-transfer agent
RU2200913C2 (en) * 2001-05-18 2003-03-20 Акционерное общество открытого типа "Бумагоделательного машиностроения" Water hating boiler
UA51321A (en) * 2002-02-21 2002-11-15 Сергій Олександрович Мартинов Method for steam generation and stem-generating appliance (versions)
RU34001U1 (en) * 2003-07-17 2003-11-20 Иванов Игорь Алексеевич HEATING INSTALLATION
CN2769752Y (en) * 2005-01-21 2006-04-05 清华大学 Heat conducting oil heating device
RU2293913C1 (en) 2005-07-06 2007-02-20 Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН Method of generating steam and pulse steam generator

Also Published As

Publication number Publication date
WO2009008768A2 (en) 2009-01-15
EP2211121A2 (en) 2010-07-28
RU2007125918A (en) 2009-01-20
AU2008273062A1 (en) 2009-01-15
US20110059411A1 (en) 2011-03-10
EA201000135A1 (en) 2010-06-30
CN101842642A (en) 2010-09-22
EA016933B1 (en) 2012-08-30
EP2211121A4 (en) 2011-08-10
WO2009008768A3 (en) 2009-02-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3273174B1 (en) Liquid heating device
EA006357B1 (en) Heating system for liquids
RU2373461C1 (en) Heat supply system
RU2353861C1 (en) Method of heating liquid heat carrier and device to this end
CN108591986B (en) Steam generator
CN103486724A (en) Hot water or steam generation system and method
Tian et al. Study on heat transfer process of microwave flash evaporation using water as medium
CN108561864A (en) A kind of solar steam generator of radiating end annular spacing variation
RU2461772C1 (en) Method of producing pure steam with subsequent condensation thereof to obtain desalinated water
RU2349854C2 (en) Method of low-temperature heat utilisation and device for its implementation
RU2492332C1 (en) Method to intensify condensation of steam in condenser of steam-turbine plant
RU2662018C1 (en) Tubular heater
RU2493482C2 (en) Steam generation plant of single-circuit nuclear power plant
US2098841A (en) Steam generator
RU2221935C2 (en) Method of operation of jet heat-liberating plant and jet heat-liberating plant for implementing proposed method
RU2307981C1 (en) Steam-generating device
RU2305820C1 (en) Heat exchange plant
CN209013167U (en) High-temperature steam generator
RU2178125C1 (en) Method and apparatus for heating liquid heat-transfer agent
RU2032128C1 (en) Hot-water boiler
RU2662260C1 (en) Method of contact liquid heating
RU2533591C1 (en) Liquid heating method and liquid heater on its basis
RU2241917C2 (en) Heat generator
CN207892674U (en) A kind of vapor recycling system and energy saver of Steam Turbine
CN207334715U (en) Steam light wave overheat mechanism, steam superheating device and refining pumped vacuum systems

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130710

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20141227

PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20150413

PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20161005

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170710