SU382910A1 - Термогравитационная тепловая трубка - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к термогравитационным теиловым трубкам, преимущественно дл  использовани  в рекуперативных теплообменниках , примен е1мых, в частности, в качестве воздухоПОаогревателей топл.ивопотребл ющих агрегатов: котлов, промышленных печей ,.

Известные термогравитационные тепловые трубки, содержащие глухой цилиндрически корпус и коаксиально расположенную внутреннюю вставку с открытыми концами дл  разделени  потоков нагретого и охлажденного теплоносител , не обеспечивают повышени  эффективности теплопередачи.

Цель изобретени  - увеличение эффективности теплопередачи таких трубок, расширение температурного диапазона н повышение надежности работы.

Это достигаетс  тем, что внутри вставки и в кольцевом простанстве между ней и корпусом установлены поперечные перегородки, верхний и нижний объемы пространства по обе стороны кольцевой перегородки соединены перепускными каналами соответственно с нижним и верхним объемами вставки, а последн   по всей длине теплоизолирована.

На фиг. 1 схематически представлена предлагаема  теплова  трубка, продольный разрез; на фиг. 2 - рекуперативный теплообмен., ник с предлагаемыми тепловыми трубками.

Теплова  трубка / содерл ит глухой цилиндрический корпус 2 и коаксиально расположенную внут1рен«юю встав1КЛ 3 в виде цилиндрической обечайки с открытыми концами.

Внутри вставки 3 и в кольцевом пространстве между ней и корпусом 2 установлены поперечные перегородки 4 и 5. Верхний 6 и нижний 7 объемы пространства но обе стороны кольцевой перегородки 5 соединены перепускными каналами S соответственно с 9 и верхним 10 объемами вставки, причем последн   по всей длине теплоизолирована.

В зависимости от назначени  теплообменника и от того, до какой температуры необходимо нагревать подогреваем ю среду, теплопередающие трубки заполн ют тем или другим промел-суточным теплоносителем, например , Цри подопреве ао 100° С - водой, до 200° С -Глицерином (или ка ким-либо другим

ор:гани чеоким теплоносителем), выше 200° С- жидкомвталлическИМ теплоносителем («а1пример , «атрием, «алием и др.)Тенлообменник (см. фиг. 2) составлен из пакета тепловых трубок /, верхн   часть которых оребрена и заключена в цилиндрический //, снабженный нодвод щим /2 и отвод щим 13 патрубками. Нижн   часть трубок помещена в короб 14, по которому пропускаетс  греюща  среда. К части 11 крепитс  днище, представл ющее

собой трубную решетку 15, имеющую со стороны гор чей среды теплоизол цию 16 дл  защиты от прогара. Дл  направлени  потока нагреваемой среды, внутри кожуха предусмотрены разделительные перегородки 17, поддерживаемые ограничител ми 18.

В качестве греющей среды могут быть использованы , например, отход щие после котлов и печей дымовые газы, пли продукты сгорани  специально сжигаемого дл  этих целей топлива (газообразного, жидкого или твердого ) . В случае подогрева жидких сред (или получени  пара) верхнюю часть теплопередающих трубок можно не оребр ть, так как жпдкие среды имеют большой коэффициент теплоотдачи. При комплексном использовании тепла греющей среды теплообменники набираютс  в блок (каскад), в котором каждый из теплообменников используетс  дл  подогрева той пли иной среды, в результате чего полностью используетс  все тепло греющей среды.

Теплообменник работает следующим образом .

Греюща  среда в коробе 14 отдает часть тепла нижним концам трубок 1, при нагревании которых тепло передаетс  заключенному в них промежуточному теплоносителю. При этом создаетс  разность плотностей в промежуточном теплоносителе между охлаждаемой и нагреваемой част ми, в результате чего происходит естественна  термогравитациониа  циркзл ци  промежуточного теплх)носител , за счет которой осуществл етс  перенос тепла из нагреваемой нижней части в верхнюю охлаждаемую . часть. Гор чие потоки промежуточного теплоносител  на стороне нагрева поднимаютс  в нижней части 7 кольцевого пространства до перегородки 5 и проход т по перепускным каналам 8 внутрь вставки 5 на сторону охлаждени . Холодные потоки промежуточного теплоносител  на стороне охлаждени  опускаютс  в верхней части 6 колъдевого пространства и, опустившись до перегородки 5, проход т по перепускным каналам

внутрь вставки 3 на сторону нагрева. Нагреваема  холодна  среда, проход  через кожух 11 сверху вниз снаружи между теплопередающими трубками 1, отнимает тепло от них и,

нагрева сь, поступает в отвод щий патрубок 13, откуда идет па потребление.

При работе теплообменника с соответствующим выбором промежуточного теплоносител  в теплопередающих трубках / не возпикает избыточное давление, так как температура теплоносител  в верхней части не поднимаетс  выше температуры кипени  (нанример , температура кипени  натри  890°С), в результате чего устран етс  возможность

разрыва трубок / от давлени . В случае повышени  темиературы теплоносител  выше температуры кипени , давлепие в трубках / развиваетс  незначительно, в отличие от конденсационных трубок. В св зи с тем, что

жидкометаллические теплоносители, например натрий, обладают высокой теплопроводностью, а тепловые трубки У заполн ютс  им полностью , предлагаемый теплообменник может работать при любом угле наклона от вертикали (О-180°) как в обычных, так и ослабленных гравитационных пол х.

Предмет изобретени 

Термогравитационна  теплова  трубка, содержан а  глухой цилиндрический корпус и коаксиально расположенную внутреннюю вставку с открытыми концами дл  разделени  потоков нагретого и охлажденного теплоносител ,

отличающа с  тем, что, с целью увеличени  эффективности теплопередачи, расширени  температурного диапазона и повышени  надежности работы, внутри вставки и в кольцевом пространстве между ней и корпусом установлены поперечные перегородки, верхний и нижний объемы пространства по обе стороны кольцевой перегородки соединены перепускными каналами соответственно с нижним и верхним объемами вставки, а последн   по

всей длине теллоизолифоваиа.

Фиг /

иг.2