RU2378595C1 - Heat exchanger - Google Patents

Heat exchanger Download PDF

Info

Publication number
RU2378595C1
RU2378595C1 RU2008149826/06A RU2008149826A RU2378595C1 RU 2378595 C1 RU2378595 C1 RU 2378595C1 RU 2008149826/06 A RU2008149826/06 A RU 2008149826/06A RU 2008149826 A RU2008149826 A RU 2008149826A RU 2378595 C1 RU2378595 C1 RU 2378595C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat exchanger
heat
straight sections
plane
sections
Prior art date
Application number
RU2008149826/06A
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 RU2008149826/06A priority Critical patent/RU2378595C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2378595C1 publication Critical patent/RU2378595C1/en

Links

Images

Landscapes

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

Abstract

FIELD: heating systems.
SUBSTANCE: invention refers to heat engineering and can be used during arrangement of high thermally stressed heat exchanger of nuclear power plant. In heat exchanger consisting of bank of heat exchange coil tubes the ends of which are fixed in tube sheets arranged in the form of a platen, straight sections of several coil tubes are located consequently in one plane, and bent sections are opened to the side from location plane of straight sections; at that, opening of bends of opposite ends, straight sections, is made to different sides.
EFFECT: providing maximum compactness of tube bank of heat exchanger and reaching high degree of heat exchange efficiency owing to arrangement of heat removal surface itself during operation, increasing life time of reliable operation of heat exchanger design at high specific thermal stresses of the volume occupied with it.
5 dwg

Description

Изобретение относится к теплообменной технике и предназначено для использования в качестве малогабаритного теплообменника в составе сепаратора-пароперегревателя высокого давления (СПП) паропроизводящей 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 small-sized heat exchanger in the composition of a high pressure separator-superheater (SPP) of a steam generating nuclear power plant (NPP) operating on a liquid metal coolant in the mode of variable loads.

Известен кожухотрубный теплообменник с пучком винтообразно закрученных труб фасонного профиля, выполненным закрученным относительно его продольной оси с уменьшающимся по радиусу пучка относительным шагом закрутки и прямыми концами труб, имеющих длину, равную диаметру входных и выходных патрубков с образованием в кожухе коллекторов для среды межтрубного пространства и пористость, большую пористости закрученной части пучка [1].A shell-and-tube heat exchanger is known with a bundle of screw-shaped tubes of shaped profile, made twisted relative to its longitudinal axis, with a relative twist of radius decreasing along the bundle radius and with straight pipe ends having a length equal to the diameter of the inlet and outlet nozzles with the formation of collectors for the annulus and porosity in the jacket , greater porosity of the swirling part of the beam [1].

Недостатком этого технического решения является относительно невысокая интенсивность теплообмена между греющей и нагреваемой жидкостями в конструкции теплообменника в целом и, как следствие, невысокие значения величин выходного паросодержания при использовании его в качестве модульного теплообменника, например, в составе СПП высокого давления паропроизводящей корабельной ЯЭУ.The disadvantage of this technical solution is the relatively low intensity of heat transfer between the heating and heated liquids in the design of the heat exchanger as a whole and, as a result, the low values of the output steam content when used as a modular heat exchanger, for example, as part of a high-pressure SPP of a steam generating nuclear power plant.

Известен однопоточный трубчатый змеевик, преимущественно для конвективной камеры трубчатой печи, содержащий ряды прямых труб, расположенных в шахматном порядке и соединенных на концах отводами с углом загиба 180°, причем крайние трубы каждого ряда снабжены дополнительными отводами, оси которых расположены в плоскости ряда, а угол их загиба определен из соответствующего математического выражения [2].A single-threaded tubular coil is known, mainly for the convective chamber of a tubular furnace, containing rows of straight pipes arranged in a checkerboard pattern and connected at the ends by bends with a bend angle of 180 °, and the extreme pipes of each row are equipped with additional bends, the axes of which are located in the row plane and the angle their bend is determined from the corresponding mathematical expression [2].

Недостатком этого технического решения является ухудшение процесса теплообмена между греющей и нагреваемой жидкостями при увеличении глубины компоновки трубного пучка из-за увеличения теплогидравлических сопротивлений потоку движущегося теплоносителя и, как следствие, уменьшение ресурса надежной работы конструкции, так как большая величина температурного напора между входом и выходом теплоносителя приводит к очень существенным повреждениям в местах контакта металла труб и их опорных конструкций.The disadvantage of this technical solution is the deterioration of the heat transfer process between heating and heated fluids with an increase in the depth of the tube bundle due to an increase in thermo-hydraulic resistance to the flow of the moving coolant and, as a consequence, a decrease in the resource of reliable operation of the structure, since the large temperature head between the inlet and outlet of the coolant leads to very significant damage at the contact points of the metal pipes and their supporting structures.

Технический результат предлагаемого изобретения - обеспечение максимальной компактности трубного пучка теплообменника и достижение высокой степени эффективности теплообмена за счет компоновки самой поверхности теплосъема во время эксплуатации, увеличение ресурса надежной работы конструкции теплообменника при высоких удельных теплонапряжениях занимаемого им объема.The technical result of the invention is to ensure maximum compactness of the tube bundle of the heat exchanger and to achieve a high degree of heat transfer efficiency due to the layout of the heat removal surface itself during operation, to increase the resource of reliable operation of the heat exchanger design at high specific heat voltages of the volume occupied by it.

Указанный технический результат достигается тем, что в теплообменнике, состоящем из пучка теплообменных змеевиковых труб, концы которых закреплены в трубных досках, скомпонованных в виде ширмы, прямые участки нескольких змеевиковых труб расположены последовательно в одной плоскости, а гнутые участки разведены в одну строну от плоскости расположения прямых участков, причем разводка гибов противоположных концов, прямых участков, выполнена в разные стороны.The specified technical result is achieved by the fact that in the heat exchanger, consisting of a bundle of heat-exchange coil pipes, the ends of which are fixed in tube boards arranged in the form of a screen, the straight sections of several coil pipes are arranged sequentially in one plane, and the bent sections are divorced one side from the plane of location straight sections, and the layout of bends of opposite ends, straight sections, is made in different directions.

Информационный поиск научно-технических достижений по этой теме, тематический анализ изобретений патентного фонда ВПТБ по решению данной проблемы не выявил совокупности отличительных признаков, сходных (и присущих) с признаками предлагаемого изобретения, которое может быть использовано в качестве малогабаритного теплообменника в составе СПП высокого давления перепроизводящей ЯЭУ, работающей на жидкометаллическом теплоносителе в режиме переменных нагрузок. В соответствии с действующим законодательством России предлагаемое изобретение удовлетворяет критериям "новизна", "уровень техники", "промышленная применимость".The information search of scientific and technical achievements on this topic, a thematic analysis of the inventions of the patent fund of VTBT to solve this problem did not reveal a combination of distinctive features similar (and inherent) with the features of the invention, which can be used as a small-sized heat exchanger in the composition of high-pressure SPP re-producing A nuclear power plant operating on a liquid metal coolant in the mode of variable loads. In accordance with the current legislation of Russia, the proposed invention meets the criteria of "novelty", "prior art", "industrial applicability".

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

на фиг.1 - продольный разрез теплообменника;figure 1 is a longitudinal section of a heat exchanger;

на фиг.2 - поперечный разрез по А-А;figure 2 is a cross section along aa;

на фиг.3 - продольный разрез модуля теплообменника;figure 3 is a longitudinal section of a heat exchanger module;

на фиг.4 - показан трубный пучок;figure 4 - shows a tube bundle;

на фиг.5 - показан трубный пучок с разводкой гибов.figure 5 - shows a tube bundle with wiring bends.

Теплообменник содержит корпус 0 с нижней (верхней) крышкой 1, патрубками входа 2 и выхода 3 греющего теплоносителя, входа 4 и выхода 5 нагваемой жидкости (влажного пара), причем все патрубки имеют камеру 6 раздачи теплообменивающихся жидкостей с соответствующей крышкой 7, трубные доски 8, к которым подсоединены модульные теплообменники 9 с патрубками 10 и 11, 12 и 13 с помощью трубопроводов, причем модульные теплообменники 9 относительно корпуса 0 дистанционированы распорками 14. Каждый модульный теплообменник 9 имеет камеру входа 15 и выхода 16 теплоносителя, камеру входа 17 и выхода 18 нагреваемой жидкости, при этом камеры входа 17 и выхода 18 нагреваемой жидкости имеют трубные доски 19 и 20 соответственно, к которым крепится пучок теплообменных змеевиковых труб 21, камеры входа 15 и выхода 16 теплоносителя имеют трубные перфорированные доски 22 и 23 соответственно.The heat exchanger comprises a housing 0 with a lower (upper) cover 1, nozzles for the inlet 2 and outlet 3 of the heating medium, inlet 4 and outlet 5 of the pumped liquid (wet steam), all nozzles having a chamber 6 for distributing heat-exchanging liquids with a corresponding cover 7, tube boards 8 to which modular heat exchangers 9 are connected with nozzles 10 and 11, 12 and 13 by means of pipelines, and the modular heat exchangers 9 relative to the housing 0 are spaced apart by spacers 14. Each modular heat exchanger 9 has a camera 15 inlet and outlet 16 warmly Itel, the chamber of the inlet 17 and the outlet 18 of the heated fluid, while the chambers of the inlet 17 and the outlet 18 of the heated fluid have tube boards 19 and 20, respectively, to which the bundle of heat-exchange coil pipes 21 is attached, the inlet chambers 15 and the outlet of the coolant 16 have perforated tube boards 22 and 23, respectively.

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

Греющий теплоноситель поступает через патрубок 2 в камеру 6 раздачи, откуда по трубопроводам (не показано) поступает в патрубок 10 модульного теплообменника 9, в камеру 15 раздачи и по перфорации доски 22 в межтрубное пространство пучка теплообменных змеевиковых труб 21. Далее, через перфорацию доски 23 в камеру 16, откуда через патрубок 11 и по трубопроводу выходит через патрубок 3. Нагреваемая жидкость (влажный пар) поступает через патрубок 4 в камеру 6 раздачи, откуда по трубопроводам (не показано) в патрубок 12 модульного теплообменника 9, далее, в камеру 17 раздачи с поступлением в полости труб пучка теплообменных змеевиковых труб 21, в камеру 18, откуда через патрубок 13 по трубопроводам в камеру 6 и выходит через патрубок 5.The heating coolant enters through the nozzle 2 into the distribution chamber 6, from where it enters the nozzle 10 of the modular heat exchanger 9 through pipelines (not shown), into the distribution chamber 15 and through the perforation of the board 22 into the annulus of the bundle of heat-exchange coil pipes 21. Then, through the perforation of the board 23 into the chamber 16, from where it goes through the pipe 11 through the pipe 11 and through the pipe 3. The heated liquid (wet steam) enters through the pipe 4 to the distribution chamber 6, from where through pipelines (not shown) to the pipe 12 of the modular heat exchanger 9, then to dispensing measure 17 enters the cavity of the tube bundle of heat exchange tubes coils 21 in chamber 18, whence through the pipe 13 by pipeline 6 into the chamber and exits through pipe 5.

Выполнение конструкции теплообменника предлагаемого вида позволит применить его в качестве модульного теплообменника с максимально компактным пучком теплообменных змеевиковых труб паропроизводящей корабельной ЯЭУ, работающей на жидкометаллическом теплоносителе в режиме переменных нагрузок, отвечающим требованиям надежности, технологичности, монтажа, при высоких удельных теплонапряжениях занимаемого объема.The design of the heat exchanger of the proposed type will make it possible to use it as a modular heat exchanger with the most compact bundle of heat exchange coil tubes of a steam generating ship nuclear power plant operating on a liquid metal coolant in variable load conditions that meet the requirements of reliability, manufacturability, installation, at high specific heat voltages of the occupied volume.

ЛитератураLiterature

1. Дзюбенко Б.В. и др. Кожухотрубный теплообменник. SU. А.с. № 937954. F28D 7/00. Приоритет - 11.12.80. Опубл. бюллетень изобретений № 23. 23.06.1982 - аналог.1. Dzyubenko B.V. and other Shell and tube heat exchanger. SU. A.S. No. 937954. F28D 7/00. Priority - 11.12.80. Publ. Bulletin of inventions No. 23. 06.23.1982 - analogue.

2. Цинкалов Г.П. и др. Однопоточный трубчатый змеевик. SU. Патент №1386637. C10G 9/20. Приоритет - 07.01.86. Опубл. бюллетень изобретений №13. 07.04.1988 - прототип.2. Tsinkalov G.P. et al. Single-line tubular coil. SU. Patent No. 1386637. C10G 9/20. Priority - 01/07/86. Publ. Bulletin of inventions No. 13. 04/07/1988 - a prototype.

Claims (1)

Теплообменник, состоящий из пучка теплообменных змеевиковых труб, концы которых закреплены в трубных досках, скомпонованных в виде ширмы, отличающийся тем, что прямые участки нескольких змеевиковых труб расположены последовательно в одной плоскости, а гнутые участки разведены в одну сторону от плоскости расположения прямых участков, причем разводка гибов противоположных концов, прямых участков, выполнена в разные стороны. A heat exchanger consisting of a bundle of heat-exchange coil pipes, the ends of which are fixed in tube boards arranged in the form of a screen, characterized in that the straight sections of several coil pipes are arranged in series in the same plane, and the bent sections are laid out in the same direction from the plane of the straight sections, and wiring bends of opposite ends, straight sections, made in different directions.
RU2008149826/06A 2008-12-18 2008-12-18 Heat exchanger RU2378595C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008149826/06A RU2378595C1 (en) 2008-12-18 2008-12-18 Heat exchanger

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008149826/06A RU2378595C1 (en) 2008-12-18 2008-12-18 Heat exchanger

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2378595C1 true RU2378595C1 (en) 2010-01-10

Family

ID=41644290

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008149826/06A RU2378595C1 (en) 2008-12-18 2008-12-18 Heat exchanger

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2378595C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0696717B2 (en) Heat-exchanger coil assembly and complex thereof
EP2622297B1 (en) Waste heat boiler
RU2674850C2 (en) Tube for heat exchanger with at least partially variable cross-section and heat exchanger equipped therewith
KR930023695A (en) Heat exchanger unit for heat recovery steam generator
US3385356A (en) Heat exchanger with improved extended surface
JP5619511B2 (en) Indirect hot air generator
RU2378595C1 (en) Heat exchanger
CN202216587U (en) Heat exchanger adopting oval flat spiral heat exchange tube
RU2378594C1 (en) Heat exchanger
CN105202950A (en) Shell-and-tube type heat exchanger
RU2386096C2 (en) Honeycomb heat exchanger with flow swirling
CN110691953B (en) Heat exchanger for a molten salt steam generator in a concentrated solar power plant
RU2383814C1 (en) Steam generator
CN201007624Y (en) Dual-shell pass U-shaped tube ellipse baffle plate heat exchanger
RU2153643C1 (en) Unit of support partitions for tubes of shell-and- tube heat exchanger
KR100363719B1 (en) Spiral Wound Heat Transferring Equipment on the Single Passage for the Super-heater
WO2005043061A1 (en) Method and apparatus to achieve heat exchange between two media having different temperatures
RU2380636C1 (en) Heat exchanger
RU2378593C1 (en) Heat exchanger
RU2758119C1 (en) Plate-tube heat exchanger
CN214250700U (en) Module combined heat exchanger for steam generating device
RU2415364C1 (en) Heat transfer method
Dahare Review on experimental analysis and performance characteristic of heat transfer in shell and twisted tube heat exchanger
RU2369818C1 (en) Turbulising unit for heat exchanging pipe
RU2384790C1 (en) Steam generator