RU2415364C1 - Heat transfer method - Google Patents
Heat transfer method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2415364C1 RU2415364C1 RU2010100837/06A RU2010100837A RU2415364C1 RU 2415364 C1 RU2415364 C1 RU 2415364C1 RU 2010100837/06 A RU2010100837/06 A RU 2010100837/06A RU 2010100837 A RU2010100837 A RU 2010100837A RU 2415364 C1 RU2415364 C1 RU 2415364C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipe
- tube
- screw channel
- heated liquid
- heated
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к теплообменной технике и предназначено для использования в прямоточном высоконапряженном вертикальном парогенераторе модульного типа моноблочной паропроизводящей ядерной энергетической установки (ЯЭУ), работающей на жидкометаллическом теплоносителе в режиме переменных нагрузок.The invention relates to heat exchange technology and is intended for use in a straight-through high-voltage vertical steam generator of a modular type monoblock steam generating nuclear power plant (NPP) operating on a liquid metal coolant in the mode of variable loads.
Известен теплообменный элемент типа «труба в трубе», преимущественно трубка Фильда, причем внутренняя труба имеет переменную толщину, ступенчато изменяющуюся по ходу среды /Дунцев Ю.А. и др. Теплообменный элемент типа «труба в трубе». SU. А.с. №422935. F28D 7/10. Приоритет - 15.11.71. Опубл. бюллетень изобретений №13. 05.04.1974 - аналог/.Known heat exchange element of the type "pipe in pipe", mainly the Field tube, and the inner pipe has a variable thickness, stepwise changing along the medium / Duntsev Yu.A. and others. The heat exchange element of the type "pipe in pipe". SU. A.S. No. 422935. F28D 7/10. Priority - 11/15/71. Publ. Bulletin of inventions No. 13. 04/05/1974 - analogue.
Недостатком этого технического решения является невысокая надежность теплообменного элемента из-за конструкции внутренней трубы при относительно невысоких величинах теплосъема, так как сварные швы соединяемых участков этой трубы могут привести к возникновению трещин в режиме переменных термоциклических напряжений во время эксплуатации, а также наличие больших гидравлических сопротивлений при движении жидкости в проходном сечении внутренней трубы из-за его резких расширений. Этому будет способствовать вибрация внутренней трубы относительно наружной, так как поток жидкости движется под большим давлением.The disadvantage of this technical solution is the low reliability of the heat exchange element due to the design of the inner pipe at relatively low heat removal values, since the welds of the connected sections of this pipe can cause cracks in the regime of variable thermocyclic stresses during operation, as well as the presence of large hydraulic resistances at the movement of fluid in the bore of the inner pipe due to its sharp expansions. This will be facilitated by the vibration of the inner pipe relative to the outer, as the fluid flow moves under high pressure.
Известна теплообменная труба с кольцевыми канавками на наружной поверхности и соответствующими им выступами на внутренней поверхности, имеющая цилиндрические концевые участки, причем между канавками выполнены дугообразные кольцевые впадины в форме глобоида, наименьший диаметр которого равен наружному диаметру концевых участков трубы /Дрейцер Г.А. и др. Теплообменная труба. SU. А.с. №1374029. F28F 1/42. Приоритет - 03.07.86. Опубл. бюллетень изобретений №6. 15.02.1988 - прототип/.Known heat exchange pipe with annular grooves on the outer surface and their corresponding protrusions on the inner surface, having cylindrical end sections, and between the grooves are made arcuate annular hollows in the form of a globoid, the smallest diameter of which is equal to the outer diameter of the end sections of the pipe / Dreitzer G.A. et al. Heat exchange pipe. SU. A.S. No. 1374029. F28F 1/42. Priority - 07/03/86. Publ. Bulletin of inventions No. 6. 02/15/1988 - prototype.
Недостатком этого технического решения является сложная технология изготовления профиля внешней поверхности и тем более ответной внутренней поверхности трубы малого диаметра. Кроме того, глобоидные впадины в процессе эксплуатации в условиях даже набольших перепадов температур, а это имеет место во всех способах теплообмена, являются концентраторами напряжений, что приводит к возникновению межкристаллитных трещин и последующему разрушению. Труба с таким профилем приводит к ухудшению процесса теплообмена между греющей и нагреваемой жидкостями из-за возникновения за счет глобоидных впадин «тепловой рубашки», которая увеличивает толщину «стенки» трубы при движении теплообменивающихся жидкостей, как правило, но и не только, по противоточной схеме. Все недостатки существенно влияют на уменьшение ресурса надежной работы конструкции устройства в целом.The disadvantage of this technical solution is the complex technology of manufacturing the profile of the outer surface and, moreover, the reciprocal inner surface of the pipe of small diameter. In addition, globoid depressions during operation in conditions of even large temperature differences, and this takes place in all heat transfer methods, are stress concentrators, which leads to the appearance of intergranular cracks and subsequent fracture. A pipe with such a profile leads to a deterioration in the heat exchange process between heating and heated fluids due to the appearance of a “heat jacket” due to globoid depressions, which increases the thickness of the “wall” of the pipe when heat-exchanging fluids move, as a rule, but not only in a counterflow pattern . All the disadvantages significantly affect the decrease in the resource of reliable operation of the device design as a whole.
Технический результат предлагаемого изобретения - достижение высокой степени эффективности теплообмена за счет компоновки элементов теплообменной поверхности и организации движения теплообменивающихся жидкостей, увеличение ресурса надежной работы конструкции устройства при высоких удельных теплонапряжениях занимаемого объема.The technical result of the invention is the achievement of a high degree of heat transfer efficiency due to the layout of the elements of the heat exchange surface and the organization of the movement of heat exchanging fluids, increasing the resource of reliable operation of the device design at high specific heat voltages of the occupied volume.
Указанный технический результат достигается тем, что способ передачи тепла, преимущественно через стенку трубы высоконапряженного теплообменника, заключающийся в том, что по противоточной схеме нагреваемой жидкости придают поступательное движение вдоль образующей трубы, а вращательное - вокруг трубы, с выполнением геометрического соотношения проходных сечений для греющей и нагреваемой жидкостей, причем для обеспечения дополнительной степени свободы -вращательного движения нагреваемой жидкости вокруг оси винтового канала - угол подъема последнего вокруг трубы устанавливают меньше угла вращения нагреваемой жидкости вокруг оси винтового канала за счет выполнения верхней части сечения винтового канала выше отрезка контакта нагреваемой жидкости этого сечения с теплообменной трубой.The specified technical result is achieved by the fact that the method of heat transfer, mainly through the pipe wall of a high-voltage heat exchanger, which consists in the fact that the countercurrent flow of the heated fluid gives translational motion along the generatrix of the pipe, and rotational movement around the pipe, with the geometric ratio of the flow cross sections for heating and heated liquids, and to provide an additional degree of freedom - the rotational movement of the heated fluid around the axis of the helical channel - the angle under The removal of the latter around the pipe is set less than the angle of rotation of the heated fluid around the axis of the screw channel due to the implementation of the upper part of the cross section of the screw channel above the contact segment of the heated fluid of this section with the heat exchange pipe.
Изложенная сущность изобретения поясняется чертежами, где:The essence of the invention is illustrated by drawings, where:
на фиг.1 - продольный разрез пучка труб с каналами в насадке;figure 1 is a longitudinal section of a bundle of pipes with channels in the nozzle;
на фиг.2 - вид А фиг.1 с каналом выхода нагреваемой жидкости.figure 2 is a view a of figure 1 with the outlet channel of the heated fluid.
Способ передачи тепла предназначен для использования в парогенераторе /не показан/, содержащем пучок теплообменных труб 0, дистанционируемых с помощью насадки в виде системы установленных дисков 1 с отверстиями под теплообменные трубы 0 и образованием смесительных камер 2 между дисками 1, причем на внутренней поверхности отверстий в дисках 1 выполнены винтовые каналы 3 предлагаемого профиля.The heat transfer method is intended for use in a steam generator (not shown) containing a bunch of
Способ передачи тепла осуществляется следующим образом.The method of heat transfer is as follows.
Жидкометаллический теплоноситель поступает в полость теплообменных труб 0, на всей длине которых обеспечивается форсированный теплосъем нагреваемой средой, поступающей в межтрубное пространство в соответствии с режимом эксплуатации парогенератора. Способ передачи тепла, заключающийся в том, что по противоточной схеме теплообменивающихся жидкостей нагреваемой жидкости придают поступательное движение в винтовом канале 3 вдоль образующей трубы 0, а вращательное - вокруг трубы 0, с выполнением геометрического соотношения проходных сечений для греющей и нагреваемой жидкостей, причем при движении нагреваемой жидкости в соприкосновении со стенкой теплообменной трубы 0 пристеночный объем, частично превращаясь в пар, будет занимать верхнюю часть винтового канала 3, тем самым организуется дополнительная степень свободы движения нагреваемой жидкости /вращение/ в винтовом канале 3 и, как следствие, интенсификации теплообмена и увеличению характеристик нагреваемой жидкости по теплосодержанию. Для обеспечения этой степени свободы угол подъема винтового канала 3 вокруг трубы 0 устанавливают меньше угла вращения нагреваемой жидкости вокруг оси винтового канала 3 за счет выполнения верхней части винтового канала выше отрезка контакта нагреваемой жидкости этого сечения с теплообменной трубой 0.The liquid metal coolant enters the cavity of the
Применение предлагаемого способа передачи тепла увеличивает теплосъем от греющей к нагреваемой жидкости за счет увеличения площади соприкосновения из-за дополнительной степени свободы движения нагреваемой жидкости и дает возможность использовать для форсированного теплообмена в модульном парогенераторе с максимально компактным трубным пучком для паропроизводящей корабельной ЯЭУ с интегральной компоновкой, работающей на жидкометаллическом теплоносителе в режиме переменных нагрузок, отвечающим требованиям технологичности, монтажа, надежности при высоких удельных теплонапряжениях занимаемого объема.The application of the proposed method of heat transfer increases the heat removal from the heating to the heated fluid by increasing the area of contact due to the additional degree of freedom of movement of the heated fluid and makes it possible to use for forced heat transfer in a modular steam generator with the most compact tube bundle for a steam generating ship nuclear power plant with an integrated layout operating on a liquid metal coolant in the mode of variable loads that meet the requirements of manufacturability, mont Ms, reliability at high specific heat-occupied volume.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010100837/06A RU2415364C1 (en) | 2010-01-13 | 2010-01-13 | Heat transfer method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010100837/06A RU2415364C1 (en) | 2010-01-13 | 2010-01-13 | Heat transfer method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2415364C1 true RU2415364C1 (en) | 2011-03-27 |
Family
ID=44052928
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010100837/06A RU2415364C1 (en) | 2010-01-13 | 2010-01-13 | Heat transfer method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2415364C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2703904C2 (en) * | 2017-05-15 | 2019-10-22 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Forward-pipe steam generator for modular nuclear power plant with lead-bismuth coolant |
-
2010
- 2010-01-13 RU RU2010100837/06A patent/RU2415364C1/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2703904C2 (en) * | 2017-05-15 | 2019-10-22 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Forward-pipe steam generator for modular nuclear power plant with lead-bismuth coolant |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10801788B2 (en) | Lead-supercritical carbon dioxide intermediate heat exchanger | |
CN1120657A (en) | Heat-exchanger coil assembly and complex thereof | |
CN102564169A (en) | Baffle shell-and-tube heat exchanger for ADS (accelerator-driven system) reactor | |
CN2735282Y (en) | Elliptic jacket radial heat pipe exchanger | |
CN105258533A (en) | Shell-and-tube heat exchanger of fractal structure | |
RU2415364C1 (en) | Heat transfer method | |
CN203273922U (en) | Flue gas waste heat recovery device based on helical radial turbulent flow | |
CN209570045U (en) | Pure adverse current module type combined heat exchanger | |
RU2502930C2 (en) | Double-pipe stream heat exchanger | |
RU2380637C1 (en) | Adapter | |
RU2534396C1 (en) | Heat exchanger and displacer used in it | |
RU2382309C1 (en) | Heat exchanger | |
RU2382970C1 (en) | Heat exchanger | |
RU2386914C1 (en) | Heat exchanger | |
CN206974246U (en) | A kind of tubular heat exchange device | |
RU2382969C1 (en) | Heat exchanger | |
RU2380610C1 (en) | Heat transfer method | |
RU2384808C1 (en) | Intensifier | |
RU2380638C1 (en) | Adapter | |
RU2382968C1 (en) | Heat exchanger | |
RU2770086C1 (en) | Shell-and-tube heat exchanger | |
CN204301568U (en) | The U-shaped pipe heat exchanger of a kind of shape of a hoof continuous helical deflecting plate | |
CN102592690A (en) | Floating-head type lead-bismuth heat exchanging device and heat exchanging method | |
RU2383814C1 (en) | Steam generator | |
CN220356164U (en) | Internally filled rod-type coil heat exchanger |