RU2674816C1 - Horizontal vapour-liquid heat exchanger - Google Patents
Horizontal vapour-liquid heat exchanger Download PDFInfo
- Publication number
- RU2674816C1 RU2674816C1 RU2018103625A RU2018103625A RU2674816C1 RU 2674816 C1 RU2674816 C1 RU 2674816C1 RU 2018103625 A RU2018103625 A RU 2018103625A RU 2018103625 A RU2018103625 A RU 2018103625A RU 2674816 C1 RU2674816 C1 RU 2674816C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- condensate
- pipes
- heat exchanger
- heat
- steam
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 17
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims abstract description 26
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 206010019345 Heat stroke Diseases 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22D—PREHEATING, OR ACCUMULATING PREHEATED, FEED-WATER FOR STEAM GENERATION; FEED-WATER SUPPLY FOR STEAM GENERATION; CONTROLLING WATER LEVEL FOR STEAM GENERATION; AUXILIARY DEVICES FOR PROMOTING WATER CIRCULATION WITHIN STEAM BOILERS
- F22D1/00—Feed-water heaters, i.e. economisers or like preheaters
- F22D1/32—Feed-water heaters, i.e. economisers or like preheaters arranged to be heated by steam, e.g. bled from turbines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B37/00—Component parts or details of steam boilers
- F22B37/02—Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler
- F22B37/40—Arrangements of partition walls in flues of steam boilers, e.g. built-up from baffles
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
- F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
- F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
- F28D1/047—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag
- F28D1/0477—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag the conduits being bent in a serpentine or zig-zag
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности, к подогревателям низкого и высокого давления и может быть использовано в других отраслях, изготавливающих или использующих теплообменное оборудование, рассчитанное на осуществление пароконденсатных режимов.The invention relates to the field of power engineering, in particular, to heaters of low and high pressure and can be used in other industries that manufacture or use heat-exchange equipment, designed for the implementation of steam condensate modes.
Известен горизонтальный пароводяной подогреватель (патент RU 2177111, МПК F22D 1/32, опубл. 20.12.2001), содержащий камеру распределения жидкости с патрубками входа и выхода, корпус с патрубком подвода пара, отвода его конденсата, трубную систему с перегородками жесткости и теплообменными трубами первого и второго хода, лоток и перфорированную трубу отвода воздуха.Known horizontal steam-water heater (patent RU 2177111,
Недостатком данного пароводяного подогревателя является низкая тепловая эффективность, поскольку имеется возможность заливания конденсатом пара, стекающим с труб поверхности теплообмена второго хода, труб первого хода, что ухудшает теплообмен из за увеличения толщины стекающей с труб поверхности теплообмена первого хода пленки конденсата.The disadvantage of this steam-water heater is low thermal efficiency, since it is possible to fill with condensate steam flowing from the pipes of the heat exchange surface of the second stroke, pipes of the first stroke, which impairs heat transfer due to an increase in the thickness of the heat exchange surface flowing from the pipes of the first stroke of the condensate film.
По совокупности признаков наиболее близким техническим решением к заявленному техническому решению является поверхностный теплообменник горизонтального типа (патент RU 2282807, МПК F22D 1/04, опубл. 27.08.2006), содержащий камеру распределения жидкости с патрубками входа и выхода, корпус с патрубками подвода пара и выхода его конденсата, трубную систему с вертикальными перегородками, перфорированную трубу отвода воздуха, перегородки, установленные между трубами поверхности теплообмена первого и последующих ходов жидкости под углом друг к другу и к горизонту, внутренний короб для слива конденсата и «заполнитель» для предотвращения холостого хода пара.By the totality of the features, the closest technical solution to the claimed technical solution is a horizontal surface heat exchanger (patent RU 2282807,
К недостаткам вышеуказанного теплообменника следует отнести усложненную систему организации слива конденсата с установленных под углом к горизонту перегородок, и необходимость установки в зоне труб поверхности теплообмена «заполнителя» для предотвращения холостого хода пара. Кроме того, перечисленные решения приводят к потере полезного пространства внутри теплообменника, увеличению его металлоемкости, трудоемкости его изготовления, а также снижению надежности и технологичности конструкции.The disadvantages of the above heat exchanger include a complicated system for organizing condensate drainage from the partitions installed at an angle to the horizon, and the need to install a “filler” heat exchange surface in the pipe zone to prevent idling of the steam. In addition, these solutions lead to a loss of usable space inside the heat exchanger, an increase in its metal consumption, the complexity of its manufacture, as well as a decrease in the reliability and manufacturability of the design.
Задачей предлагаемого технического решения является упрощение конструкции, улучшение технологичности, увеличение эффективности и экономичности работы теплообменника путем интенсификации теплообмена за счет уменьшения толщины пленки конденсата на трубах поверхности теплообмена, снижение металлоемкости за счет более рационального использования внутреннего пространства корпуса при заполнении его трубами поверхности теплообмена, а также повышение надежности работы путем равномерного и организованного отвода конденсата пара от центра к периферии теплообменника, снижая, таким образом, вероятность эрозионного износа внутренней поверхности корпуса.The objective of the proposed technical solution is to simplify the design, improve manufacturability, increase the efficiency and economy of the heat exchanger by intensifying heat transfer by reducing the thickness of the condensate film on the tubes of the heat transfer surface, reducing metal consumption by more rational use of the internal space of the housing when filling it with pipes of the heat transfer surface, and increase of reliability by uniform and organized drainage of steam condensate from tra to the periphery of the heat exchanger, thus reducing the probability of erosive wear of the inside surface of the housing.
Поставленная задача достигается за счет того, что горизонтальный парожидкостный теплообменник содержит корпус с патрубками подвода пара и отвода конденсата пара; камеру распределения жидкости с патрубками ее входа и выхода жидкости; поверхность теплообмена, состоящую из теплообменных труб и образующую два или более ходов движения жидкости, с системой вертикальных перегородок, разделяющей поверхность теплообмена на секции; трубную решетку и систему удаления неконденсирующихся газов (воздуха) в виде расположенных над уровнем конденсата перфорированных труб, в котором между трубами ходов поверхности теплообмена нагреваемой жидкости устанавливается перегородка для сбора и отвода конденсата пара, которая состоит из частей, имеющих разную длину, причем предназначенные для сбора конденсата в центре теплообменника части имеют меньшую длину и расположены под углом друг к другу и горизонту, а части имеющие большую длину, предназначенные для отвода конденсата от центра к периферии, параллельны горизонтальной оси теплообменника.The problem is achieved due to the fact that the horizontal vapor-liquid heat exchanger contains a housing with nozzles for supplying steam and for removing steam condensate; a fluid distribution chamber with nozzles for its inlet and outlet; a heat exchange surface consisting of heat exchange tubes and forming two or more fluid movement paths, with a system of vertical partitions dividing the heat exchange surface into sections; a tube sheet and a system for removing non-condensable gases (air) in the form of perforated pipes located above the condensate level, in which a partition for collecting and removing steam condensate is installed between the pipes of the heat exchange surface of the heated liquid, which consists of parts having different lengths, and intended for collection condensate in the center of the heat exchanger, the parts are shorter and are located at an angle to each other and the horizon, and the parts are longer, designed to drain the condensate from center to the periphery, parallel to the horizontal axis of the heat exchanger.
Изобретение иллюстрируется чертежами:The invention is illustrated by drawings:
где на фиг. 1 изображен парожидкостный теплообменник, продольный разрез (общий вид);where in FIG. 1 shows a vapor-liquid heat exchanger, a longitudinal section (General view);
на фиг. 2 поперечный разрез А-А на фиг. 1;in FIG. 2 is a cross section AA in FIG. one;
на фиг. 3 поперечный разрез Б-Б на фиг. 1.in FIG. 3 is a cross section BB in FIG. one.
Парожидкостный теплообменник включает в себя корпус 1 с патрубком подвода пара 2 и патрубком отвода конденсата пара 3, камеру распределения и сбора жидкости 4 с патрубками входа 5 и выхода 6 жидкости, трубную решетку 7, трубную систему 8 с вертикальными перегородками 9 разделяющими трубную систему на секции 10. Между трубами поверхности теплообмена первого и последующего ходов (в приведенных чертежах представлен теплообменник, имеющий два хода: первый и второй) устанавливается перегородка, плотно присоединяемая к вертикальным перегородкам, предназначенная для сбора и отвода конденсата пара с целью исключения возможности попадания конденсата на трубы теплообменной поверхности первого хода. Перегородка состоит из частей разной длины: коротких 11, расположенных под углом друг к другу и к горизонту, предназначенных для сбора стекающего с труб поверхности теплообмена конденсата пара в центре теплообменника, и длинных 12, параллельных горизонтальной оси теплообменника и предназначенных для отвода конденсата пара от центра теплообменника к его периферии и далее в зазор между длинными частями перегородки и внутренней поверхностью корпуса в нижнюю часть корпуса, являющуюся конденсатосборником. Короткие и длинные части перегородки соединены вертикальными элементами 13, препятствующими протечкам конденсата пара между короткими и длинными частями перегородки. Над уровнем конденсата пара в нижней части корпуса теплообменника устанавливаются перфорированные трубы 14, предназначенные для отвода неконденсирующихся газов (воздуха) из пространства над поверхностью уровня конденсата. Для исключения возможности заливания перфорированных труб конденсатом в нижней части корпуса предусмотрены защитные планки 15.The steam-liquid heat exchanger includes a
Парожидкостный теплообменник работает следующим образом.A vapor-liquid heat exchanger operates as follows.
Поток нагреваемой жидкости через патрубок 5 поступает в камеру распределения и сбора жидкости 4, оттуда в трубную систему 8, в которой совершает, в зависимости от конструкции водяной камеры, несколько ходов, например: два, четыре, шесть. На фиг 1. представлен парожидкостный теплообменник в двухходовом исполнении. После второго хода нагреваемая жидкость через патрубок 6 выводится из теплообменника.The flow of heated fluid through the
Поток греющего пара через патрубок 2, установленный на корпусе 1, поступает в зазор, образованный трубной системой 8 и корпусом 1. Из этого зазора пар одновременно поступает на трубы первого и второго хода.The flow of heating steam through the
Конденсат пара с труб поверхности теплообмена второго хода стекает на наклонные короткие части 11 и длинные части 12 перегородки, установленной между трубами первого и второго хода. При этом конденсат, стекающий с расположенных под углом друг к другу и к горизонту коротких частей перегородки, сливается в центр теплообменника, а оттуда по длинным частям перегородки сливается от центра к периферии теплообменника и далее через зазор между внутренней поверхностью корпуса 1 и длинными частями перегородки 12 отводится в нижнюю часть теплообменника, являющуюся конденсатосборником. Вертикальные элементы 13 установленные между короткими и длинными частями перегородки не дают возможности сливаться конденсату между частями перегородки и направляют поток конденсата вдоль длинных частей перегородки от центра к периферии корпуса теплообменника 1. Зазор определенного сечения, возникающий между короткими частями перегородки 11 и внутренней поверхностью корпуса 1, позволяет равномерно распределить поток пара, имеющий большой удельный объем, во всей длине труб поверхности теплообмена и обеспечить его доступ к трубам поверхности теплообмена первого хода в нижней части теплообменника с минимальным гидравлическим сопротивлением, что повышает эффективность процесса теплообмена. Зазор меньшего сечения, возникающий между длинными частями перегородки 12 и внутренней поверхностью корпуса 1, позволяет равномерно распределить поток стекающего с труб поверхности теплообмена второго хода конденсата, имеющего малый удельный объем, и обеспечить низкую скорость его организованного стекания в нижнюю часть теплообменника, что снижает вероятность эрозионного износа внутренней поверхности корпуса 1 и таким образом повышает надежность теплообменника.Condensed steam from the pipes of the heat exchange surface of the second stroke flows onto the inclined
Конденсат, стекающий с труб поверхности теплообмена первого и второго хода, в итоге стекает в нижнюю часть корпуса 1 и образует уровень конденсата. Удаление конденсата из корпуса производится через штуцер 3. Неконденсирующиеся газы (воздух) более тяжелые, чем пар, скапливаются над уровнем конденсата и отводятся через перфорированные трубы с отверстиями 14. Во избежание заливания перфорированных труб 14 стекающим конденсатом и попадания конденсата в эти трубы, над ними устанавливаются защитные планки 15.Condensate draining from the pipes of the heat exchange surface of the first and second stroke, ultimately drains into the lower part of the
Перегородка, выполненная описанным выше способом из коротких частей 11, расположенных под углом друг к другу и горизонту и длинных частей 12 между трубами ходов поверхности теплообмена позволяет равномерно распределить поток пара по секциям 10 с минимальным гидравлическим сопротивлением и организовать слив конденсата пара с труб поверхности теплообмена первого хода в нижнюю часть корпуса с минимальной скоростью, что повышает тепловую эффективность и надежность работы теплообменника и упрощает его конструкцию по сравнению с прототипом.The partition, made as described above, from
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018103625A RU2674816C1 (en) | 2018-01-30 | 2018-01-30 | Horizontal vapour-liquid heat exchanger |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018103625A RU2674816C1 (en) | 2018-01-30 | 2018-01-30 | Horizontal vapour-liquid heat exchanger |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2674816C1 true RU2674816C1 (en) | 2018-12-13 |
Family
ID=64753138
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018103625A RU2674816C1 (en) | 2018-01-30 | 2018-01-30 | Horizontal vapour-liquid heat exchanger |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2674816C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0123986B1 (en) * | 1983-04-29 | 1986-11-12 | BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie. | Feed-water heater |
RU2177111C1 (en) * | 2000-08-21 | 2001-12-20 | Акционерное общество открытого типа "Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И.И. Ползунова" | Steam-and-water preheater |
RU2282807C1 (en) * | 2005-01-11 | 2006-08-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И.И. Ползунова" (ОАО "НПО ЦКТИ") | Surface type heat exchanger |
RU2305227C1 (en) * | 2005-11-24 | 2007-08-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И.И. Ползунова" (ОАО "НПО ЦКТИ") | Steam-water heat exchanger |
US20140250888A1 (en) * | 2013-03-08 | 2014-09-11 | Mosi Chu | Heat exchangers, boilers, and systems incorporating the same |
-
2018
- 2018-01-30 RU RU2018103625A patent/RU2674816C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0123986B1 (en) * | 1983-04-29 | 1986-11-12 | BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie. | Feed-water heater |
RU2177111C1 (en) * | 2000-08-21 | 2001-12-20 | Акционерное общество открытого типа "Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И.И. Ползунова" | Steam-and-water preheater |
RU2282807C1 (en) * | 2005-01-11 | 2006-08-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И.И. Ползунова" (ОАО "НПО ЦКТИ") | Surface type heat exchanger |
RU2305227C1 (en) * | 2005-11-24 | 2007-08-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И.И. Ползунова" (ОАО "НПО ЦКТИ") | Steam-water heat exchanger |
US20140250888A1 (en) * | 2013-03-08 | 2014-09-11 | Mosi Chu | Heat exchangers, boilers, and systems incorporating the same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104034178B (en) | A kind of plate evaporation air cooling tubes condenser | |
CN106595330A (en) | Novel pipe housing type automatic liquid separating condenser | |
RU2674816C1 (en) | Horizontal vapour-liquid heat exchanger | |
RU160795U1 (en) | SCRUBBER HEAT RECOVERY | |
CN109458853A (en) | A kind of condensing heat exchanger with U-shaped vapor-liquid separating structure | |
RU140783U1 (en) | HEAT EXCHANGER | |
RU79642U1 (en) | VERTICAL NETWORK HEAT EXCHANGER | |
RU224326U1 (en) | Steam-water heat exchanger | |
RU2371632C1 (en) | Vertical heater | |
RU2282807C1 (en) | Surface type heat exchanger | |
RU2623351C1 (en) | Condenser-evaporator | |
RU2303475C1 (en) | Multi-stage evaporator | |
RU177310U1 (en) | Horizontal heater | |
CN217504441U (en) | Steam heating device | |
SU769192A1 (en) | Water steam feed water heater | |
RU2781598C1 (en) | Heat exchanger | |
CN212369598U (en) | Plug-in plate tower bottom reboiler | |
CN214105881U (en) | Inner tower honeycomb type water condenser | |
SU1435888A1 (en) | Heat exchanger | |
CN112556466B (en) | Temperature difference loop heat pipe system | |
SU1725056A1 (en) | Steam condenser | |
RU63043U1 (en) | HEAT EXCHANGE DEVICE | |
RU37182U1 (en) | STEAM-WATER HEAT EXCHANGER | |
RU2378571C1 (en) | Heat exchanger vertical | |
RU2306427C1 (en) | System of regenerative heating of water in steam-turbine plants (versions) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210131 |