RU2380636C1 - Heat exchanger - Google Patents

Heat exchanger Download PDF

Info

Publication number
RU2380636C1
RU2380636C1 RU2008150157/06A RU2008150157A RU2380636C1 RU 2380636 C1 RU2380636 C1 RU 2380636C1 RU 2008150157/06 A RU2008150157/06 A RU 2008150157/06A RU 2008150157 A RU2008150157 A RU 2008150157A RU 2380636 C1 RU2380636 C1 RU 2380636C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat exchanger
heat
pipes
exchange coil
design
Prior art date
Application number
RU2008150157/06A
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 RU2008150157/06A priority Critical patent/RU2380636C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2380636C1 publication Critical patent/RU2380636C1/en

Links

Images

Landscapes

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

Abstract

FIELD: heating systems.
SUBSTANCE: heat exchanger consists of bank of heat exchange coil tubes arranged in the form of platen, the ends of which are fixed in tube sheets; every two adjacent heat exchange coil tubes are attached to each other by means of shaped straps equally spaced as to platen height in staggered order; at that, shaped straps and fasteners have the same material as the tubes.
EFFECT: design with proposed tube bank design will allow obtaining small-sized heat exchanger meeting requirements for reliability, manufacturability, erection at high specific thermal stresses of occupied volume of nuclear power plant.
7 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 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 [1.].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 [1.].

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.

Известен кожухотрубный теплообменник, содержащий пучок теплообменных труб и промежуточные опорные устройства в межтрубном пространстве, выполненные в виде колец с дистанционирующими элементами между трубами, причем каждое опорное устройство дополнительно содержит пару стяжных плит с отверстиями под трубы, а кольцо с дистанционирующими элементами размещено между плитами, при этом дистанционирующие элементы выполнены в виде полос из эластичного материала [2.].A shell-and-tube heat exchanger is known, comprising a bundle of heat exchange tubes and intermediate support devices in the annulus, made in the form of rings with spacing elements between the pipes, each supporting device additionally containing a pair of tie plates with holes for the pipes, and a ring with spacing elements is placed between the plates, when this spacing elements are made in the form of strips of elastic material [2.].

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 fluids 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 steam generating ship nuclear power plant.

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, скомпонованных в виде ширмы, концы которых закреплены в трубных досках, каждые две смежные теплообменные змеевиковые трубы скреплены между собой с помощью профильных накладок, разнесенных по высоте ширмы в шахматном расположении, причем профильные накладки и крепеж имеют тот же материал, что и трубы.The specified technical result is achieved by the fact that in a heat exchanger consisting of a bundle of heat-exchange coil pipes arranged in the form of a screen, the ends of which are fixed in tube boards, every two adjacent heat-exchange coil pipes are fastened together with profile overlays spaced apart along the height of the screen in a staggered arrangement moreover, profile linings and fasteners have the same material as pipes.

Изложенная сущность изобретения поясняется чертежами, гдеThe essence of the invention is illustrated by drawings, where

на фиг.1 показан продольный разрез теплообменника;figure 1 shows a longitudinal section of a heat exchanger;

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

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

на фиг.4 показан пучок теплообменных змеевиковых труб;figure 4 shows a bunch of heat-exchange coil pipes;

на фиг.5 показан пучок теплообменных змеевиковых труб с разводкой гибов;figure 5 shows a bunch of heat-exchange coil pipes with wiring bends;

на фиг.6 показан профильные накладки в разрезе;figure 6 shows the profile lining in the context;

на фиг.7 показан участок пучка теплообменных змеевиковых труб с профильными накладками.7 shows a portion of a bundle of heat-exchange coil pipes with profile plates.

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 9 теплообменники с патрубками 10 и 11, 12 и 13 с помощью трубопроводов, причем модульные 9 теплообменники относительно корпуса 0 дистанционированы распорками 14. Каждый модульный 9 теплообменник имеет камеру входа 15 и выхода 16 теплоносителя, камеру входа 17 и выхода 18 нагреваемой жидкости, при этом камеры входа 17 и выхода 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. Пучок теплообменных змеевиковых труб 21 состоит из ширм, собранных из змеевиковых труб, которые последовательно расположены в одной плоскости по прямым участкам, а гнутые участки разведены в одну сторону от плоскости расположения прямых участков, причем каждая труба имеет разводку в разные стороны. Прямые участки труб имеют профильные накладки 24 и 25, соединяемые между собой жестко стальными стяжками 26, причем профильные накладки 24 и 25 разнесены по высоте ширм в шахматном расположении.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 9 heat exchangers are connected with pipes 10 and 11, 12 and 13 by means of pipelines, and modular 9 heat exchangers relative to the housing 0 are spaced apart by spacers 14. Each modular 9 heat exchanger has an inlet 15 and an outlet 16 heat 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 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. The bundle of heat-exchange coil pipes 21 consists of screens assembled from coil pipes, which are successively located in one plane in straight sections, and the bent sections are laid out in one direction from the plane of the arrangement of straight sections, each pipe having a wiring in different directions. Straight sections of pipes have profile plates 24 and 25, interconnected by rigid steel ties 26, and profile plates 24 and 25 are spaced apart along the height of the screens in a staggered arrangement.

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 9 теплообменника, в камеру 15 раздачи и по перфорации доски 22 в межтрубное пространство трубного пучка 21. Далее теплоноситель поступает 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 9 теплообменника, далее в камеру 17 раздачи с поступлением в полости пучка теплообменных змеевиковых труб 21, в камеру 18, откуда через патрубок 13 по трубопроводам в камеру 6 и выходит через патрубок 5. Конструкция крепления позволяет надежно дистанционировать трубы и исключить перетирание металла труб.The heating coolant enters through the nozzle 2 into the distribution chamber 6, from where it enters the nozzle 10 of the modular 9 heat exchanger through pipelines (not shown), into the distribution chamber 15 and through the perforation of the board 22 into the annular space of the tube bundle 21. Then, the coolant enters through the perforation of the board 23 into chamber 16, from where it goes through the pipe 11 and through the pipe through the pipe 3. The heated liquid (wet steam) enters through the pipe 4 into the distribution chamber 6, from where through pipelines (not shown) to the pipe 12 of the modular 9 heat exchanger, then to the distribution chamber 17 with the heat exchanger coil pipes 21 entering the cavity of the beam, into the chamber 18, from where it passes through the pipe 13 through the pipelines to the chamber 6 and exits through the pipe 5. The fastening design allows reliable spacing of the pipes and eliminates grinding of the pipe metal.

Выполнение конструкции теплообменника предлагаемого вида позволит применить его в качестве модульного теплообменника с максимально компактным трубным пучком 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 tube bundle of a steam generating ship nuclear power plant operating on a liquid metal coolant under variable load conditions that meet the requirements of reliability, manufacturability, installation, at high specific heat voltages of the occupied volume.

СсылкаLink

1. 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 - аналог.1. 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 - an analogue.

2. Филимонов М.И. Кожухотрубный теплообменник. SU. А.с. №1232924. F28F 9/02.2. Filimonov M.I. Shell and tube heat exchanger. SU. A.S. No. 1232924. F28F 9/02.

Приоритет - 30.12.84. Опубл. бюллетень изобретений №19. 23.05.1986 - прототип.Priority - 12/30/84. Publ. Bulletin of inventions No. 19. 05/23/1986 - a prototype.

Claims (1)

Теплообменник, состоящий из пучка теплообменных змеевиковых труб, скомпонованных в виде ширмы, концы которых закреплены в трубных досках, отличающийся тем, что каждые две смежные теплообменные змеевиковые трубы скреплены между собой с помощью профильных накладок, разнесенных по высоте ширмы в шахматном расположении, причем профильные накладки и крепеж имеют тот же материал, что и трубы. A heat exchanger consisting of a bundle of heat exchanger coil pipes arranged in the form of a screen, the ends of which are fixed in tube boards, characterized in that every two adjacent heat exchanger coil pipes are fastened together with profile overlays spaced apart along the height of the screen in a checkerboard arrangement, and profile overlays and fasteners have the same material as the pipes.
RU2008150157/06A 2008-12-19 2008-12-19 Heat exchanger RU2380636C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008150157/06A RU2380636C1 (en) 2008-12-19 2008-12-19 Heat exchanger

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008150157/06A RU2380636C1 (en) 2008-12-19 2008-12-19 Heat exchanger

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2380636C1 true RU2380636C1 (en) 2010-01-27

Family

ID=42122202

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008150157/06A RU2380636C1 (en) 2008-12-19 2008-12-19 Heat exchanger

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2380636C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2437022B1 (en) Gas-to-liquid pipe heat exchanger, in particular for domestic boiler
JP4620320B2 (en) Heat exchanger
KR101367484B1 (en) Steam generator
RU2521182C2 (en) Cooling tower arrangement and indirect dry cooling method
KR20160075789A (en) Tube arrangement in a once-through horizontal evaporator
US3916990A (en) Gas turbine regenerator
US5247991A (en) Heat exchanger unit for heat recovery steam generator
US20070169924A1 (en) Heat exchanger installation
RU2583321C1 (en) Steam generator with horizontal beam of heat exchange pipes and assembly method thereof
JP2018009762A (en) Heat exchanger and boiler
PL219104B1 (en) Heat exchanger
EP2131131A1 (en) Heat exchanger
RU2380636C1 (en) Heat exchanger
RU2378594C1 (en) Heat exchanger
KR101896028B1 (en) Ethylene cracking furnace
JP7334105B2 (en) gas gas heat exchanger
US4308913A (en) Cooling tower with elevated heat exchanger elements supported on girders
RU2378595C1 (en) Heat exchanger
RU2384807C1 (en) Grid
RU2476802C2 (en) Heating radiator from heat pipe
RU2383814C1 (en) Steam generator
RU2282807C1 (en) Surface type heat exchanger
RU2770261C2 (en) Heat exchanger
RU2790537C1 (en) Heat exchanger
CN214250700U (en) Module combined heat exchanger for steam generating device