SU1749684A1

SU1749684A1 - Heat exchanger

Info

Publication number: SU1749684A1
Application number: SU894755942A
Authority: SU
Inventors: Николай Иванович Середа; Александр Сергеевич Патыченко; Юрий Иванович Кармозин; Светлана Федоровна Сахно
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт по транспорту природного газа
Priority date: 1989-10-09
Filing date: 1989-10-09
Publication date: 1992-07-23

Abstract

Использование: теплоэнергетика, теп- лообменна техника, утилизаци тепла уход щих газов различных технологических процессов. Сущность изобретени : трубы пучка 1 размещены по спирал м, оси которых наклонены под острым углом к продольной оси корпуса 2, выполнены с ребрами диаметром, уменьшающимс по ходу газового теплоносител (ГТ), и шагом между витками спирали, увеличивающимс по ходу ГТ. Спирали расположены в пучке 1 с частичным перекрытием в свету витков одной из них витками соседних спиралей. В зависи; У Ё XI N ЧЭ О 00 4Usage: heat power engineering, heat exchange equipment, heat recovery of exhaust gases of various technological processes. SUMMARY OF THE INVENTION: Beam 1 tubes are arranged in spirals, the axes of which are inclined at an acute angle to the longitudinal axis of housing 2, are made with ribs with a diameter decreasing along the gas heat carrier (GT) and a step between the turns of the spiral increasing along the GT. The spirals are located in the beam 1 with a partial overlapping in the light of the turns of one of them with the turns of the neighboring spirals. In dependence; Y YO XI N CHE O 00 4

Description

мости от требуемой величины теплосъема жидкостный теплоноситель распредел етс между вертикальным трубным пучком 1 и теплообменной поверхностью 8. Снаружи трубы пучка 1 итеплообменна поверхность 8 омываютс ГГ. Максимальный теплосъем достигаетс при размещении конического патрубка 11 в верхнем положении, при котором поворотные заслонки 16 перекрывают доступ ГТ в центральную трубу 9, открыва доступ к пучку 1. Минимальный теплосъем достигаетс при размещении конического патрубка 11 в нижнем положении , при котором открыт доступ ГТ в трубу 9. 2 з.п. ф-лы, 2 ил .Most of the heat removal required, the heat transfer fluid is distributed between the vertical tube bundle 1 and the heat exchange surface 8. Outside the beam tube 1 and the heat exchange surface 8 is bathed by HG. Maximum heat removal is achieved by placing the conical pipe 11 in the upper position, in which the butterfly valves 16 block access of the GT to the central pipe 9, opening access to the beam 1. The minimum heat removal is achieved by placing the conical pipe 11 in the lower position at which the GT opens to the pipe 9. 2 z. P. f-ly, 2 ill.

Изобретение относитс к теплообменной технике, а именно к газожидкостным теплообменникам, и может найти применение дл утилизации тепла уход щих газов различных технологических процессов.The invention relates to heat exchange engineering, in particular, to gas-liquid heat exchangers, and can be used for heat recovery of flue gases of various technological processes.

Известна теплообменна поверхность из сребренных змеевиков труб, разделенных на участки в посто нным шагом витков, измен ющимс от (1,2- 1,3)d до(1,6- 1,8)d, где d- диаметр труб от участка к участку, а посто нный шаг ребра имеет только в пределах своего участка с изменением его от участка к участку пропорционально шагу витков труб.A known heat exchange surface is made of silver coils of pipes, divided into sections in constant pitch of turns, varying from (1.2-1.3) d to (1.6-1.8) d, where d is the diameter of the pipes from section to the section, and the constant rib pitch has only within its section, with its variation from section to section proportional to the pitch of the turns of the pipes.

К недостаткам данного устройства относ тс недостаточно эффективное исполь- зование поверхности нагрева из-за необусловленного какой-либо закономерностью изменени шага витков и соответствующего шага ребер, в то врем как один из основных факторов, определ ющих интенсивность теплообмена - температурный напор , по длине теплообменника измен етс по экспоненте; значительное аэродинамическое сопротивление теплообменника из- за посто нного по его длине диаметра ритков труб.The disadvantages of this device are the insufficiently effective use of the heating surface due to an unconditional change in the pitch of the turns and the corresponding pitch of the ribs, while one of the main factors determining the intensity of heat exchange is the temperature head, which varies over the length of the heat exchanger. exponentially; considerable aerodynamic resistance of the heat exchanger due to the diameter of the pipe rhythms along its length.

Известно также теплообменное устройство , содержащее многостворчатые шиберы , укрепленные в рамах, две из которых установлены на входе в окно под углом к потоку, а другие на входе потока в теплооб- менные секции, при этом кажда створка шиберов установлена с возможностью поворота относительно оси, расположенной в плоскости рамы.It is also known to have a heat exchanger device containing multi-leaf gates mounted on frames, two of which are installed at the entrance to the window at an angle to the flow and the other at the entrance of the flow to the heat exchange sections, each valve of the gates being installed with the possibility of rotation around the axis in the plane of the frame.

К недостаткам данного устройства относ тс значительное аэродинамическое сопротивление теплообменника из-за загромождени клапанами даже в открытом положении всего поперечного сечени канала газового теплоносител ; недостаточна эксплуатационна надежность устройства из-за возможности случайного аварийного полного перекрыти сечени перед теплообменником и наличи приводных шиберов в обогреваемой зоне.The disadvantages of this device include the significant aerodynamic resistance of the heat exchanger due to blocking with valves, even in the open position of the entire cross section of the gas heat carrier channel; insufficient operational reliability of the device due to the possibility of accidental emergency complete overlapping of the cross section in front of the heat exchanger and the presence of drive gates in the heated zone.

Наиболее близким к предлагаемому вл етс теплообменник, преимущественно котел-утилизатор, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с нижним иClosest to the present invention is a heat exchanger, preferably a waste heat boiler, comprising a vertical cylindrical body with a bottom and

верхним патрубками соответственно подвода и отвода греющей среды и обечайку с открытыми верхним и нижним торцами, со- осно установленную в корпусе с образованием кольцевого зазора, в которомthe upper nozzles, respectively, of the supply and removal of the heating medium and the shell with open upper and lower ends, are installed in the housing with the formation of an annular gap, in which

размещена поверхность теплообмена, выполненна в виде шнека из плотно скрепленных между собой пластин, образующих винтовую полость дл циркул ции нагреваемой среды, разделенную на паралелльныеplaced heat transfer surface, made in the form of a screw from tightly fastened together plates, forming a screw cavity for the circulation of the heated medium, divided into parallel

винтовые каналы, тангенциально подключенным к корпусу патрубком подвода греющей среды и с установленной в зоне нижнего торца регулирующей заслонкой. Недостатками известного устройстваscrew channels, tangentially connected to the body by the supply pipe of the heating medium and with a control valve installed in the zone of the lower end. The disadvantages of the known device

вл ютс больша удельна металлоемкость на единицу тепловой мощности тепло- обменника из-за неэффективнного дл теплообмена режима продольного обтекани гладких труб; малоэффективное использование всей поверхности нагрева из-за одинаковых по длине теплообменника геометрических характеристик и, следовательно , неравномерной теплонапр женности труб; недостаточна экономичность из-заare the high specific intensity of metal per unit heat output of the heat exchanger due to the mode of longitudinal flow past smooth pipes that is inefficient for heat exchange; inefficient use of the entire heating surface due to the geometric characteristics of the length of the heat exchanger and, consequently, the uneven heat density of the pipes; lack of efficiency due to

узкого диапазона и большой крутизны кривой регулировани теплосъема вследствие использовани только шиберного регулировани теплопроизводительности; пониженна эксплуатационна надежность из-заa narrow range and a large steepness of the heat removal control curve due to the use of only a gate-type heat output control; reduced operational reliability due to

наличи приводного вала регулирующей заслонки в обогреваемой зоне; большое аэро- динамическоесопротивлениеthe presence of a drive shaft regulating the valve in the heated zone; large aerodynamic resistance

теплообменника из-за многократных поворотов газового теплоносител и посто нного расположени заслонки в центре потока; недостаточна эксплуатационна надежность из-за неравномерности распределени теплоносител по трубам, вызывающа наличие тепловой и гидравлической развертки по поверхности нагрева, различную сте- пень тепловых деформаций труб и дополнительные температурные напр жеheat exchanger due to repeated rotations of the gas coolant and the constant position of the valve in the center of the flow; insufficient operational reliability due to the uneven distribution of the coolant through the pipes, causing the presence of thermal and hydraulic sweep over the heating surface, a different degree of thermal deformation of the pipes and additional thermal stress

ни в местах соединени труб между собой и с камерами.nor at the joints between the pipes and the chambers.

Цель изобретени - устранение указанных недостатков, а именно интенсификаци теплообмена и повышение надежности. The purpose of the invention is to eliminate these drawbacks, namely the intensification of heat exchange and increase reliability.

Указанна цель достигаетс тем, что в устройстве теплообменника, содержащем вертикальный корпус с центральной газоотвод щей трубой и навитой вокруг последней теплообменной поверхностью, подключенной к патрубкам подвода и отвода нагреваемой среды, а также патрубками подвода и отвода греющего газа и газораспределительным устройством, вертикальным ТрубнЫМ ПУЧКОМ С ВХОДНЫМ ВерХНИМ И This goal is achieved by the fact that in a heat exchanger device comprising a vertical body with a central exhaust pipe wound around the last heat exchanging surface connected to the inlet and outlet branch pipes of the heated medium, as well as the inlet and outlet branch pipes of the heating gas and the gas distribution device, a vertical Trumpet beam INLET UPPER AND

выходным нижним коллекторами соответственно подвода и отвода нагреваемой среды, теплообменна поверхность размещена с образованием кольцевого зазора со стенкой корпуса, трубы пучка размещены по спирал м, оси которых наклонены под острым углом к продольной оси корпуса, выполнены с ребрами диаметром, уменьшающимс по ходу греющего теплоносител и шагом между витками спирали, увеличивающимс по ходу греющего теплоносител , при этом спирали расположены в пучке с частичным перекрытием в свету витков одной из них витками соседних спиралей , патрубок подвода греющего газа выполнен коническим и подключен к днищу корпуса большим основанием конуса, газораспределительное устройство выполнено в виде соосно установленных на входе и выходе конического патрубка соответствен- но цилиндрического упора и полой конической перегородки, между которыми размещен с возможностью вертикального перемещени запорный элемент, причем перегородка установлена с образованием кольцевого канала со стенкой патрубка, а запорный элемент выполнен в виде полого конуса с закрепленными на меньшем основании , обращенном в сторону упора, поворотными заслонками, причем ребра труб выполнены с высотой и расположены с шагом , соответственно уменьшающейс и увеличивающимс по ходу греющего газа, а входной коллектор выполнен в видеторооб- разной камеры со штуцером, внутри кото- рой конце нтрично размещен подключенный к последнему перфорированный трубопровод, выполненный из двух симметричных секций, разделенных на участки , диаметры перфораций каждого из ко- торых и диаметры каждого участка секций выполнены увеличивающимис по ходу движени нагреваемой среды, а торцы крайних секций скошены.the output lower collectors, respectively, of the supply and removal of the heated medium, the heat exchange surface is placed to form an annular gap with the body wall, the beam pipes are arranged in spirals, the axes of which are inclined at an acute angle to the longitudinal axis of the body, are made with fins with a diameter decreasing along the heating medium and the pitch between the turns of the spiral increasing along the heating coolant, while the spirals are located in the beam with a partial overlapping in the light of the turns of one of them with the turns of the adjacent spirals The gas supply pipe is made conical and connected to the bottom of the case by a large base of the cone, the gas distribution device is made in the form of a conical pipe installed respectively at the inlet and outlet of the conical pipe and the hollow conical partition between which the locking element is placed with the possibility of vertical displacement, moreover, the partition is installed with the formation of an annular channel with the wall of the nozzle, and the locking element is designed as a hollow cone with attached to a smaller the base turned in the direction of the stop are rotary valves, the tube edges are made with height and arranged in increments correspondingly decreasing and increasing along the heating gas, and the inlet collector is made in a videorecorder chamber with a fitting inside which is connected to the last, a perforated pipeline made of two symmetrical sections, divided into sections, the diameters of the perforations of each of which and the diameters of each section of the sections are made increasing along the movement of the heated medium, and the ends of the extreme sections are bevelled.

Использование теплообменных труб в пучке в виде с частичным перекрытием в свету витков одной из них витками соседних спиралей позвол ет, даже при небольших поперечных по сравнению с продольными размерами теплообменника и общем параллельном движении теплоносителей , организовать эффективный дл теплообмена режим поперечного обтекани сребренных и расположенных в шахматном пор дке труб. При таком расположении труб обеспечиваетс компактность поверхности нагрева, сложный многократный перекрестный противоток теплоносител и полна компенсаци тепловых деформаций труб. Этим достигаетс значительное увеличение коэффициента теплопередачи при одновременном снижении габаритов и массы на единицу тепловой мощности теплообменника и тем самым обеспечиваетс интенсификаци теплообмена, а также повышение его эксплуатационной надежности.The use of heat exchanging tubes in a beam in the form of partially overlapping turns of one of them with coils of adjacent spirals in light allows even for small transverse dimensions compared to the longitudinal dimensions of the heat exchanger and the general parallel movement of heat transfer media pipe ordering. With such an arrangement of the pipes, the heating surface is compact, the complex multiple cross-countercurrent of the heat transfer medium and complete compensation of the thermal deformations of the pipes. This achieves a significant increase in the heat transfer coefficient while reducing the size and mass per unit heat output of the heat exchanger and thereby provides an intensification of heat exchange, as well as an increase in its operational reliability.

При противоточной схеме движени теплоносителей температурный напор по поверхности нагрева увеличиваетс по ходу движени греющего теплоносител вследствие уменьшени температурного перепадамеждугреющейи тепловоспринимающей средой. Поэтому применение в теплообменнике обратного температурному напору уменьшени по ходу газового теплоносител диаметра витков спиралей и увеличени шага между спирал ми , а также уменьшени высоты ребер и увеличени шага между ребрами на трубах в направлении движени греющего теплоносител позвол ет обеспечить равномерную теплонапр женность труб по длине теплообменника, эффективное использование всей поверхности нагрева, снижение габаритов и массы теплообменника на единицу тепловой мощности.With a countercurrent flow of heat transfer media, the temperature head over the heating surface increases as the heating heat flow moves due to a decrease in temperature differential between the heat extinguishing medium and the heat receiving medium. Therefore, the use of a temperature return in the heat exchanger to reduce the diameter of the turns of the coils and increase the pitch between the coils as well as reduce the height of the fins and increase the pitch between the fins on the pipes in the direction of the heating coolant along the heat exchanger, along with the heat exchanger, efficient use of the entire heating surface, reducing the size and weight of the heat exchanger per unit of thermal power.

Расположение спиралей теплообменных труб под острым углом к продольной оси теплообменника с уменьшением загромождени центральной части поперечного сечени по ходу газового теплоносител смещением витков спиралей от центра к периферии теплообменника обеспечивает интенсивную турбулизацию газового теплоносител , эффективный теплообмен, уменьшает аэродинамическое сопротивление и снижает удельную металлоемкость на единицу тепловой мощности теплообменника за счет постепенного уменьшени скорости в дре потока газов и по ходу их движени , причем теплосъеМ по длйне тепло6бменни- ка сохран етс посто нным, поскольку уменьшение коэффициента теплопередачиThe arrangement of the spirals of the heat exchange tubes at an acute angle to the longitudinal axis of the heat exchanger with a decrease in blockage of the central part of the cross section along the gas coolant by displacing the turns of the spirals from the center to the periphery of the heat exchanger provides an intense turbulization of the gas coolant, efficient heat exchange, reduces aerodynamic resistance and reduces the specific metal consumption by one unit heat exchanger due to a gradual decrease in the velocity in the flow of gases and along them izheni, wherein heat removal by dlyne teplo6bmenni- ka is maintained constant, because a decrease in heat transfer coefficient

по ходу газов компенсируетс ростом температурного напора.in the course of the gases, it is compensated by an increase in temperature pressure.

Использование дл регулировани теп- лосъема в дополнение к газораспределительному устройству комбинированной поверхности нагрева, состо щей из сребренной и гладкотрубной частей в сочетании с газораспределительным устройствам обеспечивает существенное улучшение регулировочных характеристик теплообменника , поскольку в зависимости оттребуемой величины теплосъема поток жидкостного теплоносител регулирующим трехходовым клапаном по управл ющему сигналу преобразовател датчика выходной температуры жидкости распредел етс между сребренными и гладкими трубами, удельный тепло- съем которых различаетс на пор док, что позвол ет значительно расширить диапазон и уменьшить крутизну кривой регулировани в отличие от обычного регулировани поворотными заслонками и тем самым повысить экономичность и надежность работы теплообменника.In addition to the gas distribution device, the use of a combined heating surface for regulating, consisting of silver-finished and smooth-tube parts in combination with gas-distributing devices, provides a significant improvement in the heat exchanger control characteristics, since depending on the required heat removal value the flow of the heat-transfer fluid regulating the three-way valve per control valve the transducer of the output fluid temperature sensor is distributed between They are made of flexible and smooth pipes, the specific heat removal of which differs by an order of magnitude, which makes it possible to significantly expand the range and reduce the steepness of the control curve, as opposed to the usual control of rotary valves, and thereby increase the efficiency and reliability of the heat exchanger.

Применение газораспределительного устройства, выполненного в виде соосно установленных на входе и выходе конического патрубка соответственно цилиндрического упора и полой конической перегородки, между которыми размещен с возможностью вертикального перемещени запорный элемент , причем перегородка установлена с образованием кольцевого канала со стеной патрубка, а запорный элемент выполнен в виде полого конуса с закрепленными на меньшем основании, обращенном в сторону упора, поворотными заслонками позвол ет отказатьс от вращающихс приводных валов в обогреваемой зоне, вы- равн ть скорости газов по сечению и уменьшить загромождение канала газового теплоносител , исключить возможность случайного полного перекрыти канала перед теплообменником, тем самым уменьшить аэродинамическое сопротивление и повысить эксплуатационную надежность теплообменника.The use of a gas distribution device, made in the form of coaxially mounted on the inlet and outlet of the conical nozzle of a cylindrical stop and a hollow conical partition, between which the locking element is placed with the possibility of vertical movement, and the partition is installed to form an annular channel with the wall of the nozzle, and the locking element is designed as hollow cone with fixed on a smaller base facing the stop, rotary valves allows you to refuse xc drive shafts in the heated zone, you are a five equal gas velocity over the cross section and reduce clutter coolant gas channel, to exclude the possibility of accidental complete overlapping channel of the heat exchanger, thereby reducing aerodynamic drag and enhance the operational reliability of the heat exchanger.

Использование в теплообменнике входного коллектора, выполненного в виде торо- образной камеры со штуцером, внутри которой концентрично размещен подключенный к последнему перфорированный трубопровод, выполненный из двух симметричных секций, разделенных на участки, диаметры перфораций каждого из которых и диаметры каждого участка секций выполнены увеличивающимис по ходу движени нагреваемой среды, а торцы крайних секций скошены, позвол ет отказатьс от металлоемких трубных досок и обеспечить компенсации напр жений тепловых деформаций поверхности нагрева при любых режимах работы за счет минимального количества точек присоединени труб к камерам, уменьшить загромождение канала газового теплоносител и аэродинамическое сопротивление , снизить тепловую и гидравлическую разверку по теплообменным трубам, обеспечить равномерную теплонапр жен0 ность, эффективное использование всей поверхности нагрева, интенсификацию теплообмена и повышение эксплуатационной надежности теплообменника за счет равномерного распределени жидкостногоUse in the heat exchanger of the inlet manifold, made in the form of a toroidal chamber with a fitting, inside of which is arranged concentrically connected to the last perforated pipeline, made of two symmetrical sections, divided into sections, the diameters of the perforations of each of which and the diameters of each section of the sections are made increasing along movement of the heated medium, and the ends of the extreme sections are bevelled, allows you to refuse metal-intensive tube plates and provide compensation for the thermal deflection stresses In any operation modes, due to the minimum number of pipe connection points to the chambers, to reduce the blockage of the gas heat transfer channel and aerodynamic resistance, to reduce the thermal and hydraulic sweep along the heat exchange pipes, to ensure uniform thermal stability, efficient use of the entire heating surface, heat exchange intensification and increase the operational reliability of the heat exchanger due to the uniform distribution of the liquid

5 теплоносител по теплообменным трубам.5 coolant through the heat exchange tubes.

На фиг.1 схематически изображен предлагаемый теплообменник; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.Figure 1 shows schematically the proposed heat exchanger; figure 2 - section aa in figure 1.

Устройство содержит вертикальныйThe device contains a vertical

0 корпус 2 с центральной газоотвод щей трубой 9 и навитой вокруг последней теплооб- менной поверхностью 8, подключенной к патрубкам подвода и отвода нагреваемой среды, вертикальный трубный пучок 1, газо5 распределительное устройство 10, выполненное в виде соосно установленных на входе и выходе конического патрубка 11 соответственно цилиндрического упора 14 и полой конической перегородки 12, между0 housing 2 with a central gas exhaust pipe 9 and a heat-exchange surface 8 wound around it, connected to the inlet and outlet nozzles of the heated medium, vertical tube bundle 1, gas-distributing device 10, made in the form of coaxially installed 11 inlet and outlet respectively a cylindrical stop 14 and a hollow conical partition 12, between

0 которыми размещен с возможностью вертикального перемещени запорный элемент 15, причем перегородка установлена с образованием кольцевого канала 13 со стеной патрубка, а запорный элемент выполнен в0 with which the locking element 15 is placed with the possibility of vertical movement, the partition being installed with the formation of an annular channel 13 with the wall of the socket, and the locking element is made in

5 виде полого конуса с закрепленными на меньшем основании, обращенном в сторону упора, поворотными заслонками 16. Входной коллектор 3 выполнен в видеторообраз- ной камеры со штуцером 6, внутри которого5 as a hollow cone with rotary dampers 16 fixed on a smaller base facing the stop. Inlet manifold 3 is made in a videoreture-shaped chamber with fitting 6, inside which

0 концентрично размещен подключенный к последнему перфорированный трубопровод 4, выполненный из двух симметричных секций, разделенных на участки, диаметры перфораций каждого из которых и диаметры0 concentrically located connected to the last perforated pipe 4, made of two symmetrical sections, divided into sections, the diameters of the perforations of each of which diameters

5 каждого участка секций выполнены увеличивающимис по ходу движени нагреваемой среды, а торцы крайних секций скошены.5 of each section of the sections are made increasing along the movement of the heated medium, and the ends of the extreme sections are chamfered.

Теплообменник работает следующимThe heat exchanger works as follows

0 образом.0 way.

В зависимости от требуемой величины теплосъема жидкостный теплоноситель (ЖТ) через регулирующий трехходовой клапан 19, управл емый сигналом от преобра5 зовател 20 датчика 2 выходной температуры ЖТ, распредел етс между сребренными и гладкими трубами пучка, протека через которые ЖТ, в зависимости от назначени теплообменника, нагреваетс или охлаждаетс и поступает в выходнуюDepending on the required amount of heat removal, the liquid heat transfer fluid through the three-way regulating valve 19, controlled by the signal from the converter 20 of the sensor 2 of the output temperature of the heat sink, is distributed between the flexible and smooth tubes of the beam, which flowed through the heat sink, is heated or cooled and enters the exit

камеру 5, откуда ЖТ выводитс через патрубок 7.chamber 5, from where VT is discharged through pipe 7.

В сребренные трубы пучка ЖТ подаетс через патрубок 6; входную камеру 3, внутренний перфорированный трубопровод 4. Into the silver tubes of the bundle, the VT is fed through pipe 6; entrance chamber 3, internal perforated pipeline 4.

Снаружи теплообменные трубы омываютс газовым теплоносителем (ГТ), который , проход через межтрубное пространство, отдает или получает тепло от ЖТ, проход щего по трубам.Outside, the heat exchange tubes are washed by a gas coolant (GT), which, passing through the annular space, gives off or receives heat from the VT passing through the tubes.

Регулирование теплосьема в теплообменнике осуществл етс в два этапа - при уменьшении теплосъема от максимума до минимума, вначале увеличиваетс дол ЖТ, поступающего в гладкотрубную часть пучка, а затем при достижении полного перепуска ЖТ, в обвод сребренной части пучка, по гладким трубам управл ющим сигналом преобразовател 20 включаетс газораспределительное устройство 10, которое обес- печивает дальнейшее уменьшение теплосъема до минимума.The heat exchanger is controlled in two stages: when the heat removal is reduced from the maximum to the minimum, the share of VT entering the smooth-tube part of the beam first increases, and then when the full VT bypass is reached, bypassing the center part of the beam, the control tubes of the converter 20 includes a gas distribution device 10, which provides a further reduction in heat removal to a minimum.

При увеличении теплосьема от минимума до максимума регулирование осуществл етс в обратном пор дке - вначале работает газораспределительное устройство 10, а затем ЖТ постепенно начинает подаватьс в сребренные трубы пучка до достижени полного прекращени подачи ЖТ в гладкие трубы.As the heat output increases from minimum to maximum, regulation is carried out in the reverse order — first the gas distribution device 10 operates, and then the VT gradually starts to flow into the silver pipes of the beam until the complete supply of the VT to the smooth pipes is reached.

Газораспределительное устройство работает следующим образом.Gas distribution device operates as follows.

Максимальный теплосъем в теплообменнике достигаетс при размещении запорного элемента в верхнем положении, в котором лепестки 17 поворотных заслонок 16 под действием сил т жести перекрывают сечение полой конической перегородки 12 газораспределительного устройства 10, через который осуществл етс доступ ГТ в центральную газоотвод щую трубу 9, а лепестки 18 наход тс в подн том положении, открыва доступ ГТ через кольцевой канал 13 газораспределительного устройства к теплообменным трубам.Maximum heat removal in the heat exchanger is achieved by placing the locking element in the upper position, in which the petals 17 of the butterfly valves 16 under the action of gravity overlap the cross section of the hollow conical partition 12 of the gas distribution device 10, through which the GT enters the central exhaust pipe 9, and the petals 18 are in the raised position, opening the access of the GT through the annular channel 13 of the gas distribution device to the heat exchange tubes.

Минимальный теплосъем в теплообменнике достигаетс при размещении запорного элемента в верхнем положении, в котором лепестки 17 поворотных заслонок поджимаютс цилиндрическим упором 14 к стенкам запорного элемента 15, а лепестки 18 при этом перекрывают доступ ГТ по кольцевому зазору 13 к теплообменным трубам.Minimal heat removal in the heat exchanger is achieved by placing the locking element in the upper position, in which the petals 17 of the butterfly valves are pressed against the walls of the locking element 15 by the cylindrical stop 14, and the petals 18 thus block the access of the GT through the annular gap 13 to the heat exchange tubes.

Перемещение запорного элемента осу- ществл етс приводом по управл ющему сигналу преобразовател 20.The movement of the locking element is driven by the drive on the control signal of the converter 20.

Применение предлагаемого устройства позвол ет увеличить теплосъем на единицу объема и массы теплообменника; обеспечить эффективное использование всей поверхности нагрева за счет получени равномерной теплонапр женности труб по длине теплообменника; повысить экономичность путем улучшени регулировочных характеристик; уменьшить аэродинамическое сопротивление; повысить эксплуатационную надежность за счет обеспечени тепловых деформаций и исключить тепловой и гидравлической развертки по поверхности нагрева .The application of the proposed device allows to increase the heat removal per unit volume and mass of the heat exchanger; to ensure the effective use of the entire heating surface due to the obtaining of uniform heat intensity of the pipes along the heat exchanger; improve economy by improving control characteristics; reduce aerodynamic drag; increase operational reliability by providing thermal deformations and eliminate thermal and hydraulic sweep over the heating surface.

Внедрение указанного устройства планируетс на блочно-комплектных газотурбинных электростанци х ЭГ-2500 и находитс на стадии разработки рабочей конструкторской документации.The introduction of this device is planned at the EG-2500 block-complete gas-turbine power plants and is at the stage of development of working design documentation.

Экономический эффект от внедрени предлагаемого устройства ориентировочно составл ет 26,0 тыс,руб. в год на один теплообменник тепловой мощностью 1 МВт.The economic effect from the introduction of the proposed device is approximately 26.0 thousand rubles. per year per heat exchanger with a thermal capacity of 1 MW.

Claims

1. A heat exchanger containing a vertical casing with a central flue gas pipe and wound around the latter heat exchanging surface connected to the inlet and outlet nozzles of the heated medium, as well as the inlet and outlet nozzles of the heating gas and the gas transmissive device intensification of heat exchange and increase of reliability, it is equipped with a vertical tube bundle with an input upper and output lower collector respectively supplying and discharging the heated medium, the heat exchange surface times placed with the formation of an annular gap with the body wall, the beam tubes are arranged in spirals, the axes of which are inclined at an acute angle to the longitudinal axis of the body, are made with ribs of diameter monotonously decreasing along the heating coolant and increasing between the spiral turns increasing along the heating coolant , while the spirals are located in the beam with a partial overlap in the light of the turns of one of them with the turns of the adjacent spirals, the heating gas supply pipe is made conical and connected to the bottom of the body with a large base m of the housing, the gas distribution device is made in the form of a tapered nozzle respectively a cylindrical stop and a hollow conical partition mounted coaxially at the inlet and outlet, between which the locking element is mounted with the possibility of vertical movement, the partition is installed to form an annular channel with the wall of the nozzle, and the locking element is made the form of a hollow cone with fixed on a smaller base, facing in the direction of the stop, butterfly valves.

2. The heat exchanger according to claim 1, wherein the pipe ribs are made with height and are arranged in increments that decrease and increase along the heating gas, respectively.

3. The heat exchanger according to claim 1, that is, with the fact that the inlet manifold is made

There is an E shape of a toroid-shaped chamber with a fitting, inside of which is a perforated pipeline concentrically connected to the last, made of two symmetric sections, divided into sections, the diameters of the perforations of each of which and the diameters of each1 section of sections are made increasing along the movement of the heated medium, and the ends of the extreme sections are bevelled .