RU2378594C1 - Heat exchanger - Google Patents

Heat exchanger Download PDF

Info

Publication number
RU2378594C1
RU2378594C1 RU2008149783/06A RU2008149783A RU2378594C1 RU 2378594 C1 RU2378594 C1 RU 2378594C1 RU 2008149783/06 A RU2008149783/06 A RU 2008149783/06A RU 2008149783 A RU2008149783 A RU 2008149783A RU 2378594 C1 RU2378594 C1 RU 2378594C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat exchange
heat exchanger
bank
plates
tube
Prior art date
Application number
RU2008149783/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Иван Федорович Пивин (RU)
Иван Федорович Пивин
Original Assignee
Иван Федорович Пивин
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 Иван Федорович Пивин filed Critical Иван Федорович Пивин
Priority to RU2008149783/06A priority Critical patent/RU2378594C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2378594C1 publication Critical patent/RU2378594C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

FIELD: heating systems.
SUBSTANCE: invention refers to heat exchange equipment and is intended for being used as heat exchanger of nuclear power plant operating in variable load mode. In heat exchanger containing the housing with bank of heat exchange tubes, which is located inside it, exchange tubes are fixed in tube sheets, and bank of parallel located corrugated plates in tubular volume, two opposite walls of the housing are corrugated and parallel to bank of plates, and two other ones are flat; each tube is also bent as per plate profile, located between them and equipped outside in straight sections with screw-shaped ribs with changing swirl angle, and inside - with band with swirl direction opposite relative to ribs; at that, in tubular volume there arranged are ejectors which are made in the form of rods fixed in additional tube sheets and located equally spaced.
EFFECT: increasing heat exchange intensity owing to uniformity of temperature field in cross section of heat exchange tube bank, improving operating reliability owing to decrease of relative deformation of tubes at thermal linear expansions.
3 dwg

Description

Изобретение относится к теплообменной технике и предназначено для использования в качестве теплообменника (ТО) ядерной энергетической установки (ЯЭУ), работающей на жидкометаллическом теплоносителе в режиме переменных нагрузок.The invention relates to a heat exchange technique and is intended for use as a heat exchanger (TO) of a nuclear power plant (NPP) operating on a liquid metal coolant in a variable load mode.

Известен теплообменник, содержащий пучок труб с поперечными перегородками, внутренний и наружный корпусы с отверстиями для входа и выхода теплоносителя и уплотнениями, причем внутренний корпус выполнен в виде спирально навитой оболочки, охватывающей пучок труб с перегородками, а уплотнения установлены у выхода теплоносителя, при этом наружный корпус в местах установки уплотнений выполнен с разъемами. [1].A heat exchanger is known that contains a bundle of pipes with transverse partitions, an inner and outer case with openings for entering and leaving a heat carrier and seals, the inner case being made in the form of a spiral wound sheath covering a tube bundle with partitions, and the seals are installed at the coolant outlet, while the outer the housing in the places of installation of seals is made with connectors. [one].

Недостатком этого технического решения является низкая вибропрочность конструкции теплообменника и недостаточно интенсивный теплообмен.The disadvantage of this technical solution is the low vibration resistance of the design of the heat exchanger and insufficiently intense heat transfer.

Известен теплобменник, содержащий трубы с поперечным оребрением в виде пластин, снабженных гофрами, расположенными под углом к потоку рабочей среды, причем гофры имеют прямоугольную форму с высотой, равной 0,18-0,6 ширины, и в смежных пластинах расположены под углом. [2].A heat exchanger is known that contains tubes with a transverse finning in the form of plates equipped with corrugations arranged at an angle to the flow of the working medium, the corrugations having a rectangular shape with a height equal to 0.18-0.6 widths, and in adjacent plates arranged at an angle. [2].

Недостатками этого технического решения являются недостаточно интенсивный теплообмен, что приводит к увеличению весогабаритных параметров, невысокая надежность из-за большой неравномерности температурного поля в поперечном сечении трубного пучка, а также незащищенность трубной доски со стороны первого контура от тепловых ударов теплоносителя и различной относительной деформации смежных кольцевых рядов теплообменных труб при температурных удлинениях, что может привести к перетиранию теплообменных труб.The disadvantages of this technical solution are insufficiently intensive heat transfer, which leads to an increase in weight and size parameters, low reliability due to the large unevenness of the temperature field in the cross section of the tube bundle, as well as the insecurity of the tube plate from the primary side from thermal shock of the coolant and various relative deformations of adjacent ring rows of heat transfer tubes at temperature extensions, which can lead to grinding of heat transfer tubes.

Технический результат изобретения - форсированный теплообмен для получения малых габаритов оборудования за счет повышения равномерности температурного поля в поперечном сечении трубного пучка и уменьшение относительной деформации труб при температурных удлинениях.The technical result of the invention is forced heat transfer to obtain small dimensions of the equipment by increasing the uniformity of the temperature field in the cross section of the tube bundle and reducing the relative deformation of the pipes at temperature elongations.

Указанный технический результат достигается тем, что в теплообменнике, содержащем корпус с размещенным внутри пучком теплообменных труб, закрепленных в трубных досках, и пакетом параллельно расположенных гофрированных пластин в межтрубном объеме, две противоположные стенки корпуса выполнены гофрированными параллельно пакету пластин, а две другие - плоскими, каждая труба также изогнута по профилю пластин, размещена между ними и снабжена снаружи на прямых участках винтообразными ребрами с изменяющимся углом закрутки, а внутри - лентой с противоположным относительно ребер направлением закрутки, при этом в межтрубном объеме эквидистантно трубам размещены вытеснители в виде прутков, закрепленных в дополнительных трубных досках.The specified technical result is achieved by the fact that in the heat exchanger containing the housing with a bundle of heat exchanger tubes mounted inside the tube plates and a packet of parallel-mounted corrugated plates in the annular volume, two opposite walls of the housing are corrugated parallel to the package of plates, and the other two are flat, each pipe is also curved along the profile of the plates, placed between them and provided on the outside in straight sections with screw-shaped ribs with a varying twist angle, and inside with a tape with the opposite direction of the twist with respect to the ribs, while in the annular space equidistant to the pipes displacers are placed in the form of rods fixed in additional tube boards.

Изложенная сущность изобретения поясняется чертежами, где:The essence of the invention is illustrated by drawings, where:

на фиг.1 представлен продольный разрез теплообменника;figure 1 presents a longitudinal section of a heat exchanger;

на фиг.2 - теплообменная труба теплообменника;figure 2 - heat transfer pipe of the heat exchanger;

на фиг.3 - участок поперечного разреза.figure 3 is a section of a transverse section.

Теплообменник содержит корпус 0, входной патрубок 1 и раздающую камеру 2 питательной воды, пучок теплообменных труб 3, проходящих через пакет гофрированных пластин 4 межтрубного объема, собирающую камеру 5 и выходной патрубок 6 пара, входной и выходной патрубки 7, 8 для жидкометаллического теплоносителя, верхнюю и нижнюю дополнительные трубные доски 9, 10, внутритрубный вытеснитель в виде ленты 11 и винтообразные ребра 12, расположенные на внешней поверхности зигзагообразных теплообменных труб 3, а также вытеснители в виде прутков 13, укрепленные в дополнительных трубных досках 9, 10.The heat exchanger comprises a housing 0, an inlet pipe 1 and a feed water distribution chamber 2, a bundle of heat exchange tubes 3 passing through a package of corrugated plates 4 of the annular volume, a collecting chamber 5 and an outlet pipe 6 of steam, an inlet and an outlet pipe 7, 8 for a liquid metal coolant, an upper and lower additional tube boards 9, 10, an in-line displacer in the form of a tape 11 and screw-shaped ribs 12 located on the outer surface of the zigzag heat transfer tubes 3, as well as displacers in the form of rods 13, reinforced additional tube sheets 9, 10.

Теплообменник работает следующим образом.The heat exchanger operates as follows.

Тепловой процесс обмена в конструкции теплообменника организуется по противоточной схеме движения жидкостей. Жидкометаллический теплоноситель через патрубок 7 входа поступает в межтрубный объем испарительного участка пучка теплообменных труб 3, где трубная доска защищается от прямого обтекания теплоносителем верхней дополнительной трубной доской 9, в которой укреплены концы межтрубных вытеснителей в виде прутков 13, далее за счет некоторого сжатия проходного сечения пакетом гофрированных пластин 4 межтрубного объема обеспечивается гидравлическая равномерность раздачи по каналам пакета гофрированных пластин 4 межтрубного объема. Винтообразные ребра 12 теплообменных труб 3 с изменяющимся углом закрутки и противоположным углу закрутки внутритрубного вытеснителя в виде ленты 11 способствуют статическому перемешиванию теплоносителя и повышению коэффициента теплоотдачи со стороны первого контура. В смесительных камерах, образованных за счет выборки винтообразных ребер 12 в местах сгибов теплообменных труб 3, происходит смешение теплоносителя. Из каналов пакета гофрированных пластин 4 межтрубного объема теплоноситель поступает в экономайзерный участок пучка теплообменных труб 3 и далее выходит через выходной патрубок 8. Нижняя дополнительная трубная доска 10 защищает от тепловых ударов жидкометаллического теплоносителя трубную доску, а также в ней крепятся другие концы межтрубных вытеснителей в виде прутков 13. Питательная вода через патрубок 1 поступает в раздающую камеру 2, где обеспечивается гидравлическая равномерность раздачи по теплообменным трубам 3, и далее, закручиваясь с помощью внутритрубного вытеснителя в виде ленты 11 с изменяющимся углом закрутки, превращается в пар, поступающий в собирающую камеру 5, откуда выходит через выходной патрубок 6.The thermal exchange process in the design of the heat exchanger is organized according to the countercurrent flow pattern of liquids. The liquid metal coolant through the inlet pipe 7 enters the annulus of the evaporation section of the bundle of heat exchange tubes 3, where the tube plate is protected from direct flow around the coolant with the upper additional tube plate 9, in which the ends of the annular displacers are reinforced in the form of rods 13, then due to some compression of the bore section corrugated plates 4 annular volume provides hydraulic uniformity of distribution along the channels of the package corrugated plates 4 annular volume. Helical ribs 12 of heat transfer tubes 3 with a varying twist angle and an opposite twist angle of the in-line displacer in the form of a tape 11 contribute to the static mixing of the coolant and increase the heat transfer coefficient from the side of the primary circuit. In the mixing chambers formed by sampling the helical ribs 12 at the bends of the heat exchanger tubes 3, the coolant is mixed. From the channels of the package of corrugated plates 4 of the annular volume, the coolant enters the economizer section of the bundle of heat exchange tubes 3 and then leaves through the outlet pipe 8. The lower additional tube plate 10 protects the tube plate from thermal shock of the liquid metal coolant, and also the other ends of the annular displacers are fixed in it rods 13. Feed water through the pipe 1 enters the distribution chamber 2, where the hydraulic uniformity of distribution through the heat exchange tubes 3 is ensured, and then spinning s-tube propellant via a strip 11 with a varying angle of twist turns into steam, entering the collecting chamber 5, from which exits through the outlet 6.

Применение конструкции теплообменника предлагаемого вида существенно улучшит интенсивность теплообмена, равномерность температурного поля в поперечном сечении трубного пучка, а также эксплуатационную надежность за счет уменьшения относительной деформации труб при тепловых линейных расширениях.The use of the design of the heat exchanger of the proposed type will significantly improve the heat transfer intensity, uniformity of the temperature field in the cross section of the tube bundle, as well as operational reliability by reducing the relative deformation of the pipes during linear thermal expansion.

СсылкаLink

1. Науменко В.В. и др. Теплообменник. SU. A.c. N 293490, F28D 7/00. Приоритет - 16.04.63. Опубл. бюллетень изобретений N 42. 19.09.1973 - аналог.1. Naumenko V.V. etc. Heat exchanger. SU. A.c. N 293490, F28D 7/00. Priority - 04.16.63. Publ. Bulletin of inventions N 42. 09/19/1973 - analogue.

2. Аверкиев Л.А. и др. Теплообменник. SU. A.c. N 937953, F28D 7/00. Приоритет - 14.10.80. Опубл. бюллетень изобретений N 23. 23.06.82 - прототип.2. Averkiev L.A. etc. Heat exchanger. SU. A.c. N 937953, F28D 7/00. Priority - 10/14/80. Publ. Bulletin of inventions N 23. 06.23.82 - prototype.

Claims (1)

Теплообменник, содержащий корпус с размещенным внутри пучком теплообменных труб, закрепленных в трубных досках, и пакетом параллельно расположенных гофрированных пластин в межтрубном объеме, отличающийся тем, что две противоположные стенки корпуса выполнены гофрированными параллельно пакету пластин, а две другие - плоскими, каждая труба также изогнута по профилю пластин, размещена между ними и снабжена снаружи на прямых участках винтообразными ребрами с изменяющимся углом закрутки, а внутри - лентой с противоположным относительно ребер направлением закрутки, при этом в межтрубном объеме эквидистантно трубам размещены вытеснители в виде прутков, закрепленных в дополнительных трубных досках. A heat exchanger comprising a body with a bundle of heat exchange tubes mounted inside the tube plates and a packet of parallel corrugated plates in the annular volume, characterized in that the two opposite walls of the body are corrugated parallel to the plate pack, and the other two are flat, each pipe is also bent along the profile of the plates, placed between them and provided on the outside in straight sections with screw-shaped ribs with a varying twist angle, and inside with a tape with an opposite relative to the ribs p twist direction, while in the annular volume displacers placed equidistant pipes in the form of bars contained in the additional tube plates.
RU2008149783/06A 2008-12-18 2008-12-18 Heat exchanger RU2378594C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008149783/06A RU2378594C1 (en) 2008-12-18 2008-12-18 Heat exchanger

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008149783/06A RU2378594C1 (en) 2008-12-18 2008-12-18 Heat exchanger

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2378594C1 true RU2378594C1 (en) 2010-01-10

Family

ID=41644289

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008149783/06A RU2378594C1 (en) 2008-12-18 2008-12-18 Heat exchanger

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2378594C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2534396C1 (en) * 2013-09-30 2014-11-27 Открытое Акционерное Общество "Акмэ-Инжиниринг" Heat exchanger and displacer used in it
WO2015009205A1 (en) * 2013-07-18 2015-01-22 Mnushkin Igor Anatol Evich Неат-exchange machines
CN104819652A (en) * 2015-05-07 2015-08-05 镇江飞利达电站设备有限公司 Multi-medium coiled tube heat exchanger
RU2672988C2 (en) * 2015-02-24 2018-11-21 Общество с ограниченной ответственностью "НИУИФ-Инжиниринг"(ООО "НИУИФ-Инжиниринг") Shell and tube heat exchanger

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015009205A1 (en) * 2013-07-18 2015-01-22 Mnushkin Igor Anatol Evich Неат-exchange machines
RU2534396C1 (en) * 2013-09-30 2014-11-27 Открытое Акционерное Общество "Акмэ-Инжиниринг" Heat exchanger and displacer used in it
RU2672988C2 (en) * 2015-02-24 2018-11-21 Общество с ограниченной ответственностью "НИУИФ-Инжиниринг"(ООО "НИУИФ-Инжиниринг") Shell and tube heat exchanger
CN104819652A (en) * 2015-05-07 2015-08-05 镇江飞利达电站设备有限公司 Multi-medium coiled tube heat exchanger

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2469215B1 (en) Tube heat exchanger
US5713216A (en) Coiled tubular diabatic vapor-liquid contactor
US20100096115A1 (en) Multiple concentric cylindrical co-coiled heat exchanger
CN202101595U (en) Longitudinal flow shell-and-tube heat exchanger
CN101551207A (en) Shell-and-tube heat exchanger with oblate tube
RU2378594C1 (en) Heat exchanger
CN201517899U (en) Pipe shell type heat exchanger
US5472047A (en) Mixed finned tube and bare tube heat exchanger tube bundle
PL219104B1 (en) Heat exchanger
KR20120112560A (en) Coil and heat exchanger with the same
CN2672595Y (en) Inclined baffle table still heat exchanger
CN102252540B (en) Heat exchanger of Cantor set fractal structure type
CN201413066Y (en) Shell-and-tube helix flat tube heat exchanger
CN110542334A (en) Pure countercurrent shell and tube type fresh water cooler
US7913512B2 (en) Air-heated heat exchanger
KR20090044185A (en) Heat exchanger
RU2384802C1 (en) Heat exchanger
RU201175U1 (en) Air cooling heat exchanger
Deshpande et al. Design and performance study of shell and tube heat exchanger with single segmental baffle having perpendicular & parallel-cut orientation
KR101765434B1 (en) Reactor having increased heat exchanger tube
RU2534396C1 (en) Heat exchanger and displacer used in it
RU2391613C1 (en) Shell-and-tube heat exchanger
RU2192593C1 (en) Helical heat exchanger
RU227392U1 (en) HEAT EXCHANGER OF RADIAL-SPIRAL TYPE
CN213363498U (en) Evaporator for liquid ammonia