SU877302A1

SU877302A1 - Method of vapor condensation and condenser

Info

Publication number: SU877302A1
Application number: SU802881736A
Authority: SU
Inventors: Виктор Васильевич Кудрявцев
Original assignee: Предприятие П/Я А-1665
Priority date: 1980-02-14
Filing date: 1980-02-14
Publication date: 1981-10-30

Description

(54) СПОСОБ КОНДЕНСАЦИИ ПАРА И КОНДЕНСАТОР(54) METHOD OF CONDENSATION STEAM AND CONDENSER

Изобретение относитс к холодильной технике и может быть использовано в замкнутых испарительных системах охлаждеИзвестны способы конденсации пара в двух трубчатых теплообменных секци х, обдуваемых снаружи охлаждающим воздухом, путем подачи пара в первую секцию снизу вверх, а во вторую - сверху вниз. Конденсаторы дл конденсации пара известными способами содержат корпус с размещенными в нем двум секци ми вертикальных теплообменных паровоздушных труб, разделенными в нижней части в зоне подвода паровоздушной смеси перегородкой и сообщенными одна с другой в верхней части посредством поворотного коллектора , в котором установлен горизонтальный экран с двум переточными отверсти ми, и воздухосборник, сообщенный с полостью поворотного коллектора, расположенной над экраном 1. Недостаток известных способов конденсации пара и конденсаторов - скопление конденсата в паровой полости конденсатора с первой секции при небольших тепловых нагрузках , когда скорость пара в верт 1кальных теплообменных паровоздушных трубах первой секции недостаточна дл создани восход щего течени пленки конденсата. В замкнутых испарительных системах охлаждени скопление конденсата в паровой полости конденсатора может привести к недостатку жидкости в испарительной полости объекта охлаждени и к его перегреву. Наиболее близким к предлагаемому вл етс способ конденсации пара в двух трубчатых теплообменных секци х, обдуваемых снаружи охлаждающим воздухом, путем подачи пара сначала в обе секции снизу вверх, а затем в первую секцию снизу вверх, а во вторую - сверху вниз. Конденсатор, конденсирующий пар указанным способом, содержит корпус с размещенными в нем двум секци ми вертикальных теплообменных паровоздушных труб, разделенными в нижней части в зоне подвода паровоздушной смеси перегородкой, имеющей отверстие, и сообщенными одна с другой в верхней части посредством поворотного коллектора, в котором установлен горизонтальный экран с двум переточными отверсти ми, и воздухосборник, сообщенныйThe invention relates to refrigeration and can be used in closed evaporative cooling systems. Methods are known for condensing steam in two tubular heat exchange sections blown with cooling air from the outside, by supplying steam to the first section from bottom to top. Condensers for steam condensation by known methods include a housing with two sections of vertical heat exchange steam pipes placed in it, separated by a partition in the lower part of the steam / air mixture supply zone and communicated to each other in the upper part by means of a rotary collector in which a horizontal screen with two overflow lines is installed openings, and the air collector in communication with the cavity of the rotary collector located above the screen 1. The lack of known methods of steam condensation and condensation Ator - condensate accumulation in the steam cavity of the condenser from the first section at low heat loads, when the speed of steam in the vertical heat exchange vapor pipes of the first section is insufficient to create an upstream condensate film. In closed evaporative cooling systems, the accumulation of condensate in the vapor cavity of the condenser can lead to a lack of liquid in the evaporation cavity of the cooling object and to its overheating. The closest to the present invention is a method of steam condensation in two tubular heat exchange sections blown with cooling air from the outside, by supplying steam first to both sections from bottom to top, and then to the first section from bottom to top, and to the second from top to bottom. The condenser that condenses the vapor in this way comprises a housing with two sections of vertical heat exchange vapor-air tubes placed in it, separated in the lower part in the steam-air mixture supply zone by a partition having an opening and communicated with each other in the upper part by means of a rotary collector in which a horizontal screen with two overflow holes, and an air collector communicated

с полостью поворотного коллектора, расположенной над экраном {2|.with a cavity of the rotary collector located above the screen {2 |.

Однако в указанних способе конден-. сации пара и конденсаторе во избежание скоплени конденсата в вертикальных теплообменных паровоздушных трубах второй сек цни необходимо увеличивать их проходное сечение, что, при прочих равных услови х, снижает интенсивность процесса теплообмена .However, in this method, the cond. In order to avoid condensate accumulation in vertical heat exchange steam-air pipes for the second section, it is necessary to increase their flow area, which, all other things being equal, reduces the intensity of the heat exchange process.

Цель изобретени - интенсификаци теплообмена .The purpose of the invention is to intensify heat transfer.

Поставленна цель достигаетс тем, что несконденсировавшийс пар после его перемещени сверху вниз по части труб второй секции дополнительно подают снизу вверх через оставшуюс часть труб второй секции, и обдув воздухом ведут в две стадии с различной интенсивностью охлаждени , меньшей на первой стадии при первоначальном перемещении пара снизу вверх и большей на второй стадии при подаче пара сверху вниз и последующей подаче снизу вверх во второй секции.The goal is achieved by the fact that the uncondensed steam after it moves downwards through a portion of the pipes of the second section is additionally fed upwards through the remaining portion of the tubes of the second section, and the air is blown into two stages with different cooling rates that are less in the first stage during the initial movement of steam below. up and more in the second stage when steam is supplied from top to bottom and then feed upwards from the second section.

В конденсаторе дл осуществлени предлагаемого способа конденсации полость поворотнрго коллектора, расположенна под экраном, разделена вертикальной перегородкой , расположенной над второй по ходу ра секцией и раздел ющей по ходу паровоздушной смеси вторую секцию, на два пакета , причем трубы второго пакета выполнены с проходным сечением в 2-3 раза большим, чем у первого пакета.In the condenser for the implementation of the proposed method of condensation, the cavity of the rotary collector, located under the screen, is divided by a vertical partition, located above the second section along the section and the second section separating along the vapor-air mixture, into two packages, the pipes of the second package being made with a flow section of 2 -3 times larger than the first package.

На чертеже схематически представлен конденсатор дл осуществлени предлагаемого способа конденсации пара.The drawing shows schematically a condenser for carrying out the proposed steam condensation method.

Конденсатор содержит корпус 1 с размещенными в нем двум секци ми 2 и 3 вертикальных теплообменных паровоздушных труб 4, разделенными в нижней части в зоне подвода паровоздушной смеси перегородкой 5, имеющей отверстие 6. Секции 2 и 3 сообщены одна с другой в верхней «facTH посредством поворотного коллектора 7, в котором установлен горизонтальный экран 8 с переточными отверсти ми 9 и 10.The condenser comprises a housing 1 with two sections 2 and 3 of vertical heat exchange steam-air pipes 4 placed in it, divided in the lower part in the supply zone of the air-steam mixture by a partition 5 having an opening 6. Sections 2 and 3 communicate with each other in the upper facTH by means of a rotary a collector 7, in which a horizontal screen 8 with overflow ports 9 and 10 is installed.

Полость 11 поворотного коллектора 7, расположенна над экраном 8, сообщена с воздухосборником 12 посредством подвод щей трубки 13. Полость 14 поворотного коллектора 7, расположенна под экраном 8, разделена вертикальной перегородкой- 15, расположенной над секцией 3, с образованием двух пакетов 16 и 17 теплообменных паровоздушных труб 4.The cavity 11 of the rotary collector 7, located above the screen 8, communicates with the air collector 12 by means of a supply tube 13. The cavity 14 of the rotary collector 7, located under the screen 8, is divided by a vertical partition 15, located above section 3, with the formation of two packages 16 and 17 heat exchange vapor pipe 4.

Конденсатор имеет подвод щий коллектор 18 дл пара и отвод щий коллектор 19 дл конденсата. Охлаждающий воздух движетс по каналам 20.The condenser has a steam supply manifold 18 and a condensate discharge manifold 19. The cooling air moves through the channels 20.

Конденсатор работает следующим образом .The capacitor works as follows.

Образующиес на тепловыдел ющей поверхности охлаждаемой аппаратуры (не показана ) пары хладагента (например этанола ) в первоначальный момент времени привод т к повышению давлени в замкнутой испарительной системе охлаждени . Имеющийс в испарительной системе воздух, удельный вес которого меньше удельного веса паров хладагента, преп тствует поступлению последних в секции 2 и 3 конденсатора . Конденсатор включаетс в работу только тогда, когда граница раздела воздуха и паров хладагента переместитс в охлаждаемые теплообменные трубы 4, снаружи обдуваемые охлаждающим воздухом. При этом пар в секции 2 и 3 подают снизу вверх и удаление воздуха из паровой полости конденсатора производ т через переточные отверсти 9 и 10 в полость 11 поворотного коллектора 7, а затем по подвод щей трубке 13 его направл ют в воздухосборник 12.The refrigerant vapor (e.g. ethanol) formed on the heat-generating surface of the cooled apparatus (not shown) at the initial moment of time results in an increase in pressure in the closed-circuit evaporative cooling system. The air in the evaporative system, the specific weight of which is less than the specific gravity of the refrigerant vapor, prevents the latter from entering the sections 2 and 3 of the condenser. The condenser is only put into operation when the interface between air and refrigerant vapor is moved to cooled heat exchange tubes 4 that are blown outside by cooling air. In this case, the steam in sections 2 and 3 is fed from the bottom up and air is removed from the condenser’s steam cavity through the overflow holes 9 and 10 into the cavity 11 of the rotary collector 7, and then is directed through the inlet tube 13 to the air collector 12.

Подача пара вначале в обе секции снизу дает возможность удалить воздух из паровой полости конденсатора.- При повыщении нагрузки на тепловыдел ющей поверхности охлаждаемой аппаратуры увеличиваетс давление в испарительной системе охлаждени и фронт между воздухом и парами хладагента перемещаетс в поворотный коллектор 7. С этого момента в пакет 16The steam supply initially to both sections from the bottom makes it possible to remove air from the vapor cavity of the condenser. When the load on the heat-generating surface of the cooled apparatus increases, the pressure in the evaporative cooling system increases and the front between air and refrigerant vapor moves into the rotary manifold 7. From this moment on, the packet sixteen

секции 3 пар подают сверху, а несконденсировав (цийс пар после его перемещени сверху вниз дополнительно подают снизу вверх в теплообменные трубы 4 пакета 17 вместе с частью пара, поступающей через отверстие 6 в перегородке 5.sections 3 pairs are fed from above, and non-condensing (the steam after moving from top to bottom additionally serves from bottom to top into heat exchange pipes 4 of package 17 along with part of the steam entering through opening 6 in the partition 5.

Проходное сечение отверсти 6 рассчитывают таким образом, чтобы количество поступающего через него пара было несколько меньше того количества, которое может сконденсироватьс в охлаждаемых теплообменных трубах 4 пакета 17 секции 3. Теплообменные трубы 4 пакета 17 секции 3 выполнены с большим проходным сечением, чем у пакета 16 этой же секции дл обеспечени свободного стекани в них пленки конденсата.The opening section of the opening 6 is calculated in such a way that the amount of steam flowing through it is slightly less than the amount that can condense in the cooled heat exchange pipes 4 of the package 17 of section 3. The heat exchange pipes 4 of the package 17 of section 3 are made with a larger flow area than the package 16 the same section for providing a free film of condensate.

Интенсивность охлаждени теплообменных труб 4 воздухом ведут в две стадии. Уа первой стадии при первоначальном перемещении пара в секци х 2 и 3 снизу вверх интенсивность охлаждени меньше, чем на второй стадии при подаче пара сверху внизThe cooling intensity of the heat exchange tubes 4 with air is carried out in two stages. At the first stage, when the steam initially moves in sections 2 and 3 from the bottom up, the cooling rate is less than in the second stage when steam is supplied from top to bottom.

в пакет 16 секции 3 и последующей подаче снизу вверх в пакет 17 этой секции. Это способствует более полному удалению воздуха из паровой полости конденсатора, что увеличивает интенсивность теплообмена со стороны конденсирующего пара.in the package 16 of section 3 and the subsequent submission from the bottom up to the package 17 of this section. This contributes to a more complete removal of air from the vapor cavity of the condenser, which increases the intensity of heat exchange from the side of the condensing steam.

Экономическа эффективность изобретени выражаетс в интенсификации теплообмена при наличии в паровой полости конденс;атора неконденсирующихс газов.The economic efficiency of the invention is expressed in the intensification of heat exchange in the presence of a condensate atom in the vapor cavity, of non-condensable gases.

Claims

55 Formula of Invention

I. Method of steam condensation in two tubular heat exchange sections blown with cooling air from the outside, by supplying steam first to both sections from the bottom up, and then to the first section from the bottom to the top, and the second from the top to the bottom, characterized in that Heat exchange, uncondensed steam after its movement from top to bottom along a part of the pipes of the second section is additionally fed from the bottom up through the remaining part of the pipes of the second section, and the air is blown into two stages with different cooling rates lower in the first stage. and during the initial movement of steam from the bottom up and more in the second stage, when steam is supplied from top to bottom and the subsequent bottom flow is top in the second section. 2. A condenser, an electrical housing with two sections of vertical heat exchange vapor-air pipes placed in it, separated in the lower part in the area of the steam-air mixture supply by a partition having an opening and communicated with one another in the upper part by means of a rotary collector in which a horizontal screen with two air outlets, and an air collector communicated with the cavity of the rotary collector located above the screen, characterized in that, in order to intensify heat exchange, the cavity is rotatable the collector, located under the screen, is divided by a vertical partition, above the second section along the steam section and separating the second section into two packages along the air-steam mixture, the pipes of the second package being 2-3 times larger than the first package . Sources of information taken into account during the examination 1. USSR author's certificate on application - 2760255, cl. F 28 V 1/06, 1979.

2. USSR author's certificate for application number 2818326, cl. F 28 V 1/06, 1979.

15 8