RU2532061C1 - Thermosyphon heat exchange device - Google Patents

Thermosyphon heat exchange device Download PDF

Info

Publication number
RU2532061C1
RU2532061C1 RU2013151456/06A RU2013151456A RU2532061C1 RU 2532061 C1 RU2532061 C1 RU 2532061C1 RU 2013151456/06 A RU2013151456/06 A RU 2013151456/06A RU 2013151456 A RU2013151456 A RU 2013151456A RU 2532061 C1 RU2532061 C1 RU 2532061C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat exchanger
coolant
finned tube
finned
filling
Prior art date
Application number
RU2013151456/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Елена Сергеевна Бородина
Михаил Павлович Тюрин
Игорь Юрьевич Розанов
Леонид Михайлович Кочетов
Олеся Геннадьевна Бельданова
Original Assignee
Елена Сергеевна Бородина
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 Елена Сергеевна Бородина filed Critical Елена Сергеевна Бородина
Priority to RU2013151456/06A priority Critical patent/RU2532061C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2532061C1 publication Critical patent/RU2532061C1/en

Links

Images

Landscapes

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

Abstract

FIELD: heating.
SUBSTANCE: thermosyphon heat exchange device comprising the lower part - the area of heating and vaporization, and the upper part - the area of cooling and condensing, the housing with heat insulated walls and three pipes for input and output of the heated solution, a longitudinally-finned tube located in the mixing chamber of the furnace, a manometer, a safety valve, and a tap for filling the coolant, a line of overpressure compensation for filling the coolant while operation of the device, equipped with a valve, and an expander with the pipe to discharge the solution in the circulation circuit, comprises a finned tube, which extending from the furnace passes into the heat exchanger consisting of a tube of larger diameter (extending from the finned tube) and four longitudinally finned tubes of the same diameter extending from it, inclined at an angle of 60-80°, and the tubes are located perpendicular to each other.
EFFECT: improving efficiency and operational economy of the device, simplification of manufacturing process.
5 dwg

Description

Изобретение относится к термосифонным теплообменным аппаратам, которые могут использоваться в качестве теплообменников, холодильников, регуляторов температуры, конденсаторов и испарителей в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности. Теплообменники предназначены для нагрева и охлаждения, а холодильники для охлаждения (водой или другим нетоксичным, непожаро- и невзрывоопасным хладагентом) жидких и газообразных сред.The invention relates to thermosiphon heat exchangers that can be used as heat exchangers, refrigerators, temperature controllers, condensers and evaporators in the chemical, petrochemical and other industries. Heat exchangers are designed for heating and cooling, and refrigerators for cooling (with water or other non-toxic, non-fire and non-explosive refrigerant) liquid and gaseous media.

Известен теплообменный аппарат по патенту RU 954779 A, F28D 15/02, 30.08.1982, содержащий нижнюю часть - зону нагрева и испарения и верхнюю часть - зону охлаждения и конденсации, корпус с теплоизолированными стенками и патрубками для ввода и вывода обогреваемого раствора (прототип).Known heat exchanger according to patent RU 954779 A, F28D 15/02, 08/30/1982, containing the lower part - the heating and evaporation zone and the upper part - the cooling and condensation zone, a housing with heat-insulated walls and pipes for the input and output of the heated solution (prototype) .

Недостатком известного теплообменника является невысокая надежность и большие эксплуатационные затраты.A disadvantage of the known heat exchanger is its low reliability and high operating costs.

Наиболее близким аналогом к заявленному техническому решению является теплообменник для подогрева жидкости, содержащий нижнюю часть - зону нагрева и испарения и верхнюю часть - зону охлаждения и конденсации, корпус с теплоизолированными стенками и тремя патрубками для ввода и вывода обогреваемого раствора, продольно-оребренную трубу, находящуюся в смесительной камере топки, манометр, предохранительный клапан и кран для залива теплоносителя, линию компенсации избыточного давления для залива теплоносителя при работающем аппарате, оснащенную вентилем, и расширитель с патрубком для вывода раствора в циркуляционный контур (RU 2473856 C1, F28D 7/00, F28D 15/02, 27.01.2013).The closest analogue to the claimed technical solution is a heat exchanger for heating a liquid, comprising a lower part — a heating and evaporation zone and an upper part — a cooling and condensation zone, a housing with heat-insulated walls and three nozzles for introducing and discharging a heated solution, a longitudinally-finned tube located in the mixing chamber of the furnace, a manometer, a safety valve and a crane for filling the coolant, an overpressure compensation line for filling the coolant when the apparatus is running, is equipped with ennuyu valve and expander with a pipe for the withdrawal of the solution in the circulation circuit (RU 2473856 C1, F28D 7/00, F28D 15/02, 27.01.2013).

Недостатком известного теплообменного аппарата является сравнительно невысокая эффективность его работы, а также высокая стоимость и сложность изготовления.A disadvantage of the known heat exchanger is the relatively low efficiency of its work, as well as the high cost and complexity of manufacturing.

Техническим результатом заявленного изобретения является повышение эффективности и экономичности работы аппарата, а также упрощение процесса изготовления.The technical result of the claimed invention is to increase the efficiency and economy of the apparatus, as well as simplifying the manufacturing process.

Это достигается тем, что термосифонный теплообменный аппарат, содержащий нижнюю часть - зону нагрева и испарения и верхнюю часть - зону охлаждения и конденсации, корпус с теплоизолированными стенками и тремя патрубками для ввода и вывода обогреваемого раствора, продольно-оребренную трубу, находящуюся в смесительной камере топки, манометр, предохранительный клапан и кран для залива теплоносителя, линию компенсации избыточного давления для залива теплоносителя при работающем аппарате, оснащенную вентилем, и расширитель с патрубком для вывода раствора в циркуляционный контур, содержит оребренную трубу, которая, выходя из топки, переходит в теплообменник, состоящий из трубы большего диаметра (выходящей из оребренной трубы) и выходящих из нее четырех продольно-оребренных труб одинакового диаметра, наклонных под углом 60-80°, причем трубы расположены перпендикулярно друг к другу.This is achieved by the fact that the thermosiphon heat exchanger containing the lower part - the heating and evaporation zone and the upper part - the cooling and condensation zone, a housing with heat-insulated walls and three nozzles for the input and output of the heated solution, a longitudinally-finned tube located in the mixing chamber of the furnace , a manometer, a safety valve and a crane for filling the coolant, an overpressure compensation line for filling the coolant when the device is running, equipped with a valve, and an expander with a nozzle for the solution water into the circulation circuit contains a finned tube, which, leaving the furnace, passes into a heat exchanger consisting of a pipe of a larger diameter (coming out of the finned tube) and four longitudinally-finned pipes of the same diameter coming out of it, inclined at an angle of 60-80 ° moreover, the pipes are perpendicular to each other.

На фиг.1 изображен общий вид теплообменного аппарата, на фиг.2 представлен продольный разрез термосифонной части теплообменного аппарата, на фиг.3 представлен разрез А-А фиг.2; на фиг.4 представлен разрез Б-Б фиг.2; на фиг.5 изображен разрез В-В фиг.1.Figure 1 shows a General view of the heat exchanger, figure 2 shows a longitudinal section of a thermosiphon part of the heat exchanger, figure 3 shows a section aa of figure 2; figure 4 presents a section bB of figure 2; figure 5 shows a section bb In figure 1.

Термосифонный теплообменный аппарат, являясь герметично закрытым теплообменником, содержит нижнюю часть 1 - зону нагрева и испарения и верхнюю часть 2 - зону охлаждения и конденсации, корпус 6 с теплоизолированными стенками и патрубками 7 и 8 соответственно для ввода и вывода обогреваемого раствора. В нижней части 1 теплообменного аппарата размещена продольно оребренная труба 3, находящаяся в смесительной камере топки 16, при этом оребренная труба 3, выходя из топки 16, переходит в теплообменник, который состоит из корпуса 6, трубы 4, большего диаметра, чем оребренная труба 3, выходящих из трубы 4 четырех наклонных под углом 60-80° труб 5, расположенных перпендикулярно друг к другу, причем стенки корпуса 6 теплоизолированы теплоизоляционным материалом, например пенофолом. Корпус 6 имеет четыре патрубка: патрубок 7 для ввода обогреваемого раствора, патрубок 8 для вывода обогреваемого раствора в дальнейший производственный процесс, патрубок 9 в нижней части корпуса 6, предназначенный для опорожнения емкости корпуса 6, и расширитель 10 с патрубком 11 для вывода раствора в циркуляционный контур (не показан). Кроме того, аппарат оснащен манометром 13, предохранительным клапаном 12 и краном 14 для залива теплоносителя и имеет линию 15 компенсации избыточного давления для залива теплоносителя при работающем аппарате, снабженную вентилем.The thermosiphon heat exchanger, being a hermetically sealed heat exchanger, contains the lower part 1 - the heating and evaporation zone and the upper part 2 - the cooling and condensation zone, the housing 6 with insulated walls and pipes 7 and 8, respectively, for the input and output of the heated solution. In the lower part 1 of the heat exchanger there is a longitudinally finned tube 3 located in the mixing chamber of the furnace 16, while the finned tube 3, leaving the furnace 16, passes into the heat exchanger, which consists of a housing 6, a pipe 4, of a larger diameter than the finned tube 3 coming out of the pipe 4 of four pipes 5 inclined at an angle of 60-80 ° and arranged perpendicular to each other, the walls of the body 6 being insulated with a heat-insulating material, for example, penofol. The housing 6 has four nozzles: a nozzle 7 for introducing a heated solution, a nozzle 8 for withdrawing a heated solution in a further production process, a nozzle 9 in the lower part of the housing 6, designed to empty the capacity of the housing 6, and an expander 10 with a nozzle 11 for withdrawing the solution into the circulation outline (not shown). In addition, the apparatus is equipped with a pressure gauge 13, a safety valve 12 and a valve 14 for filling the coolant and has a line 15 for compensating for excess pressure for filling the coolant when the apparatus is operating, equipped with a valve.

Термосифонный теплообменный аппарат работает следующим образом.Thermosiphon heat exchanger operates as follows.

Находящаяся в смесительной камере топки 16, в зоне нагрева и испарения теплообменного аппарата, оребренная труба 3 заполняется водой (около 11 л). Под действием высоких температур (около 600°С) в смесительной камере топки 16 вода нагревается, закипает и превращается в пар (испаряется). При этом она поглощает большое количество теплоты (теплота парообразования), которое переносится паром к другой, более холодной, части 2 теплообменного аппарата в зону охлаждения и конденсации, где пар конденсируется и отдает поглощенную теплоту обогреваемому раствору. Далее сконденсированная жидкость опять возвращается в зону нагрева и испарения. Благодаря тому, что трубы 5 расположены под наклоном и в зоне конденсации отсутствуют горизонтальные участки, не создается застойных зон конденсата. Раствор непрерывно поступает в корпус 6 через патрубок 7 и далее либо отбирается в процесс через патрубок 8, либо возвращается в обратную линию циркуляционного контура через расширитель 10 и патрубок 11. Конструкция верхней части теплообменного аппарата позволяет равномерно обогревать раствор, не прибегая к принудительному перемешиванию, при этом теплообменный аппарат работает в экономичном режиме, т.к. за счет компактной конструкции нижней части перекрывает поток газа лишь на 3%, не создавая тем самым ощутимых препятствий для прохождения газа в сушилку и не влияя на расход газа.Located in the mixing chamber of the furnace 16, in the zone of heating and evaporation of the heat exchanger, the finned tube 3 is filled with water (about 11 l). Under the influence of high temperatures (about 600 ° C) in the mixing chamber of the furnace 16, the water heats up, boils and turns into steam (evaporates). Moreover, it absorbs a large amount of heat (heat of vaporization), which is transferred by steam to another, cooler part 2 of the heat exchanger in the cooling and condensation zone, where the steam condenses and gives up the absorbed heat to the heated solution. Next, the condensed liquid again returns to the heating and evaporation zone. Due to the fact that the pipes 5 are inclined and there are no horizontal sections in the condensation zone, no stagnant condensation zones are created. The solution continuously enters the housing 6 through the nozzle 7 and then either is taken into the process through the nozzle 8, or returns to the return line of the circulation circuit through the expander 10 and the nozzle 11. The design of the upper part of the heat exchanger allows you to uniformly heat the solution without resorting to forced mixing, with This heat exchanger operates in an economical mode, because due to the compact design of the lower part, it blocks the gas flow by only 3%, thereby not creating tangible obstacles to the passage of gas into the dryer and without affecting the gas flow.

Термосифонный теплообменный аппарат представляет собой аппарат, совмещающий в себе собственно герметично закрытый теплообменник - термосифон, заполняемый дистиллированной водой; и емкость для нагрева рабочих растворов до температуры кипения, работающую в проточном режиме.A thermosiphon heat exchanger is a device that combines a properly sealed heat exchanger - a thermosiphon filled with distilled water; and a container for heating the working solutions to a boiling point, operating in a flow mode.

В рабочем режиме установки температурный напор в нижней части теплообменника составляет 420÷480°C, в верхней части 40÷60°C.In the operating mode of the installation, the temperature head in the lower part of the heat exchanger is 420 ÷ 480 ° C, in the upper part 40 ÷ 60 ° C.

Производительность по теплопереносу составляет 90÷100 кВт.The heat transfer capacity is 90 ÷ 100 kW.

Таким образом, конструкция заявленного термосифонного теплообменного аппарата позволяет повысить эффективность и экономичность его работы и упростить процесс его изготовления.Thus, the design of the claimed thermosiphon heat exchanger allows to increase the efficiency and economy of its work and simplify the process of its manufacture.

Claims (1)

Термосифонный теплообменный аппарат, содержащий нижнюю часть - зону нагрева и испарения и верхнюю часть - зону охлаждения и конденсации, корпус с теплоизолированными стенками и тремя патрубками для ввода и вывода обогреваемого раствора, продольно-оребренную трубу, находящуюся в смесительной камере топки, манометр, предохранительный клапан и кран для залива теплоносителя, линию компенсации избыточного давления для залива теплоносителя при работающем аппарате, оснащенную вентилем, и расширитель с патрубком для вывода раствора в циркуляционный контур, отличающийся тем, что оребренная труба, выходя из топки, переходит в теплообменник, состоящий из трубы большего диаметра, выходящей из оребренной трубы, и выходящих из нее четырех продольно-оребренных труб одинакового диаметра, наклонных под углом 60-80°, причем трубы расположены перпендикулярно друг к другу. A thermosiphon heat exchanger containing the lower part — the heating and evaporation zone and the upper part — the cooling and condensation zone, a housing with heat-insulated walls and three nozzles for the inlet and outlet of the heated solution, a longitudinally-finned pipe located in the mixing chamber of the furnace, a pressure gauge, and a safety valve and a crane for filling the coolant, a line for compensating for overpressure for filling the coolant when the apparatus is running, equipped with a valve, and an expander with a nozzle for withdrawing the solution into the compass ion circuit, characterized in that the finned tube, leaving the furnace, goes into a heat exchanger consisting of a pipe of a larger diameter coming out of the finned tube and four longitudinally-finned pipes of the same diameter coming out of it, inclined at an angle of 60-80 °, and the pipes are perpendicular to each other.
RU2013151456/06A 2013-11-20 2013-11-20 Thermosyphon heat exchange device RU2532061C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013151456/06A RU2532061C1 (en) 2013-11-20 2013-11-20 Thermosyphon heat exchange device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013151456/06A RU2532061C1 (en) 2013-11-20 2013-11-20 Thermosyphon heat exchange device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2532061C1 true RU2532061C1 (en) 2014-10-27

Family

ID=53382200

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013151456/06A RU2532061C1 (en) 2013-11-20 2013-11-20 Thermosyphon heat exchange device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2532061C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU635386A1 (en) * 1977-03-25 1978-11-30 Всесоюзный Государственный Научно-Исследовательский И Проектноконструкторский Институт Внипиэнергопром Heat-transfer device
RU2036271C1 (en) * 1992-07-01 1995-05-27 Якутский Научно-Исследовательский И Проектный Институт Алмазодобывающей Промышленности Thermal siphon
CN1786646A (en) * 2004-12-07 2006-06-14 郭琛 Radiator
RU2366675C2 (en) * 2007-06-25 2009-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "Техуглерод и огнеупоры" Method of technical carbon preparation and device for recuperative cooling of technical carbon aerosol
RU2473856C1 (en) * 2011-10-20 2013-01-27 Елена Сергеевна Бородина Heat exchange device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU635386A1 (en) * 1977-03-25 1978-11-30 Всесоюзный Государственный Научно-Исследовательский И Проектноконструкторский Институт Внипиэнергопром Heat-transfer device
RU2036271C1 (en) * 1992-07-01 1995-05-27 Якутский Научно-Исследовательский И Проектный Институт Алмазодобывающей Промышленности Thermal siphon
CN1786646A (en) * 2004-12-07 2006-06-14 郭琛 Radiator
RU2366675C2 (en) * 2007-06-25 2009-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "Техуглерод и огнеупоры" Method of technical carbon preparation and device for recuperative cooling of technical carbon aerosol
RU2473856C1 (en) * 2011-10-20 2013-01-27 Елена Сергеевна Бородина Heat exchange device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105819531A (en) Energy-saving heat pump type intermediate-temperature spray evaporation system
SG11201804834SA (en) Intermediate fluid type vaporizer
CN202522531U (en) Monotube external evaporation and condensation heat transmission performance tester
RU2473856C1 (en) Heat exchange device
US3690121A (en) Absorption refrigeration system
US20110061386A1 (en) Heat pipes for transferring heat to an organic rankine cycle evaporator
RU2532061C1 (en) Thermosyphon heat exchange device
US2273257A (en) Evaporation of liquefied gases
ES1207636U (en) SPECIFIC LOW CONSUMPTION DESALINATION DEVICE (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)
CN104075489B (en) High-temperature steam source pump
KR20060036169A (en) Experimental device to measure condensing and boiling heat transfer coefficient of tubes
CN105692744A (en) Medical multi-effect water distiller
US3693373A (en) Absorption refrigeration machine
CN204165287U (en) Four backhaul condensers
US4429662A (en) Method and apparatus for generating vapor
US780096A (en) Absorption refrigerating apparatus.
CN202951263U (en) Evaporator
CN207622557U (en) A kind of environment-friendly type vapor heat exchanger that can quickly exchange heat
SU122566A1 (en) Regenerator from evaporative condensation tubes with intermediate heat agent
CN206410566U (en) The high heat exchanger of heat exchange efficiency
CN206604215U (en) A kind of propylene evaporation equipment
CN206113717U (en) Elimination superheater of mechanical compression formula heat pump export steam
CN204445405U (en) A kind of drinker hot guard system utilizing heat of compressor
RU89680U1 (en) EVAPORATOR
CN216480242U (en) Intermediate medium vaporizer