SU900099A1

SU900099A1 - Film-type heat exchanging apparatus

Info

Publication number: SU900099A1
Application number: SU792822583A
Authority: SU
Inventors: Леонид Илларионович Сень; Анатолий Михайлович Те
Original assignee: Дальневосточный Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Им. В.В. Куйбышева
Priority date: 1979-09-26
Filing date: 1979-09-26
Publication date: 1982-01-23

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для высокотемпературного нагрева солесодержащей жидкости, а также для охлаждения газов и паров.The invention relates to a power system and can be used for high-temperature heating of a salt-containing liquid, as well as for cooling gases and vapors.

Известны пленочные водонагрёватеЛи, имеющие вертикальную цилиндрическую теплообменную стенку, рабочая поверхность которой выполнена зеркальной, Снаружи теплообменная стенка окружена охлаждающей рубашкой. ¹В верхней части зарубашечного пространства расположена кольцевая щель. В верхней части водонагревателя расположена горелка, создающая внутри , него горящий факел, являющийся источником теплового излучения L1].Known film water heaters having a vertical cylindrical heat exchange wall, the working surface of which is made mirrored, Outside, the heat exchange wall is surrounded by a cooling jacket. ¹ An annular gap is located in the upper part of the vesticular space. In the upper part of the water heater there is a burner that creates inside it a burning torch, which is a source of thermal radiation L1].

Недостатком известных пленочных водонагревателей является ограниченная возможность и повышение тем- , пературы нагрева солесодержащей жидкости.A disadvantage of the known film water heaters is the limited ability and increase in temperature, heating salt-containing liquids.

Известны также пленочные теплообменные аппараты, содержащие корпус с патрубками подвода и отвода греющей среды и теплоносителя и теплообменную стенку, по периметру которой установлен пленкообразователь (2].Also known are film heat exchangers, comprising a housing with nozzles for supplying and discharging a heating medium and a heat carrier and a heat exchange wall, around which a film former is installed (2).

Недостатком известных теплообменников является невозможность их использования для нагрева солесодержащей жидкости.A disadvantage of the known heat exchangers is the inability to use them for heating a salt-containing liquid.

Цель изобретения - увеличение степени нагрева солесодержащей жидкости при повышении тепловой и экономической эффективности этого процесса.The purpose of the invention is to increase the degree of heating of the salt-containing liquid while increasing the thermal and economic efficiency of this process.

Указанная цель достигается тем, что теплообменная стенка выполнена в форме конфузорной тарелки,, снабженной в нижнем основании сливными патрубком, а в корпусе дополнительно установлен колпак-рефлектор, соосно расположенный над тарелкой и подсоединенный к патрубку отвода греющей среды.This goal is achieved by the fact that the heat exchange wall is made in the form of a confuser plate, equipped with a drain pipe in the lower base, and in the case an additional reflector cap is installed coaxially located above the plate and connected to the branch pipe of the heating medium.

На фиг.*1 изображено устройство предлагаемого пленочного теплообменного аппарата, разрез, на фиг. 2 вариант выполнения узла подвода греющей среды. 5In Fig. * 1, the device of the proposed film heat exchanger is shown, a section, in Fig. 2 embodiment of a node for supplying a heating medium. 5

Пленочный теплообменный аппарат содержит корпус I, внутри которого установлена теплообменная стенка 2 в виде конфузорной тарелки с внутренней зеркальной поверхностью 3. При этом в качестве образующей этой поверхности могут быть использованы прямолинейные и криволинейные профили. Тарелка в нижнем основании снабжена сливным патрубком 4, а по 1· периметру ее выполнена орошаемая кольцевая кромка 5. Корпус снабжен патрубками подвода 6 и отвода 7 греющей среды и нагреваемой жидкости 8 и 9 соответственно и узлом 10 для эд продувки и удаления шлама. Над конфузорной тарелкой соосно расположен колпак-рефлектор I 1, снабженный ребрами 12 жестсости и подсоединенный верхним основанием к патрубку отвода 29 греющей среды. Под конфузорной тарелкой установлены диафрагма 13, перфорированная группой мелких отверстий и два кольцевых диска 14, образующих между собой теплоизолирующий эд экран. При этом верхний диск имеет герметичное крепление с корпусом и патрубком 4, а нижний установлен с зазором со стороны сливного патрубка. _3J The film heat exchanger contains a housing I, inside which a heat exchange wall 2 is installed in the form of a confuser plate with an internal mirror surface 3. In this case, straight and curved profiles can be used as a generatrix of this surface. The plate in the lower base is equipped with a drain pipe 4, and an irrigated annular edge 5 is made along its perimeter. The housing is equipped with pipes for supplying 6 and removing 7 of the heating medium and heated fluid 8 and 9, respectively, and a unit 10 for blowing and removing sludge. Above the confuser plate, a cap-reflector I 1 is coaxially arranged, equipped with stiffening ribs 12 and connected by the upper base to the branch pipe 29 of the heating medium. Under the confuser plate, a diaphragm 13 is installed, perforated by a group of small holes and two annular disks 14, which form a heat-insulating ed screen between themselves. At the same time, the upper disk has a tight mount with the body and pipe 4, and the lower one is installed with a gap on the side of the drain pipe. _3J

Пленочный теплообменный аппарат работает следующим образом.Film heat exchanger operates as follows.

Нагреваемая жидкость через патрубок 8 подается внутрь аппарата и, проходя через перфорирующие отверстия диафрагмы 13, омывает· наружную поверхность теплообменной стенки 2, охлаждая ее и немного подогреваясь. Предварительно подогретая жидкость попадает в кольцевой- резер- ** вуар, окружающий кольцевую кромку и, переливаясь через нее, равномерно орошает теплообменную стенку по периметру ее рабочей поверхности 3. По зеркальной внутренней поверхности жидкость стекает в виде плешей, интенсивно нагреваясь благодаря контакту с греющей средой. При этом небольшие углы наклона образующей тарелки 2 на ее входном участке ⁵⁵ обуславливают малые средние скорости гравитационного движения ламинарной пленки жидкости, причем тол щина этой пленки оказывается на порядок больше, чем на вертикальной поверхности при той же плотности орошения, что позволяет использовать высокотемпературные тепловые источники с большей плотностью теплового потока. Нагретая жидкость поступает по сливному патрубку 4 в нижнюю часть корпуса 1, служащую сборником горячей жидкости, и патрубком 10 отводится к потребителю.The heated fluid through the pipe 8 is fed into the apparatus and, passing through the perforating holes of the diaphragm 13, washes the outer surface of the heat exchange wall 2, cooling it and slightly warming up. The preheated liquid enters the annular-**-voir, surrounding the annular edge and, pouring through it, uniformly irrigates the heat-exchange wall around the perimeter of its working surface 3. The liquid flows down in the form of bald patches on the mirrored inner surface, intensively heating due to contact with the heating medium . In this case, the small inclination angles of the forming plate 2 at its inlet portion ⁵⁵ cause small average velocities of the gravitational motion of the laminar liquid film, and the thickness of this film is an order of magnitude greater than on a vertical surface at the same irrigation density, which allows the use of high-temperature heat sources with higher heat flux density. The heated liquid enters through the drain pipe 4 to the lower part of the housing 1, which serves as a collector of hot liquid, and the pipe 10 is discharged to the consumer.

Уровень горячей жидкости в аппарате поддерживается выше нижнего среза сливного патрубка 4, что до- . стегается соответствующим расположением патрубка 9 и применением регуляторов уровня жидкости. Шлам и отстой удаляется из корпуса продувкой через патрубок 10. Теплоизолирующая парогоздушная полость, образованная кольцевыми дисками 14, предназначена для уменьшения конденсации вторичного пара, причем выравнивание давления в этой полости с давлением в корпусе, а также удаление образующегося конденсата осуществляется через кольцевой зазор между нижним кольцевым диском 14 и наружной поверхностью сливного патрубка 4. Греющая среда, поступая в аппарат через патрубки 6 и проходя по кольцевому зазору между зеркальной поверхностью 3 конфузорной тарелки 2 и внутренней поверхностью колпака-рефлектора 11, нагревает пленку жидкости, а сама при этом охлаждается. Охлажденная среда отводится через патру⁴-) бок 7.The level of hot liquid in the apparatus is maintained above the lower cut of the drain pipe 4, which is up to. quilted by the appropriate location of the pipe 9 and the use of fluid level controllers. Sludge and sludge are removed from the casing by blowing through the nozzle 10. The heat-insulating steam-air cavity formed by the ring disks 14 is designed to reduce the condensation of the secondary vapor, moreover, the pressure in this cavity is equalized with the pressure in the casing, and the condensate formed is removed through the annular gap between the lower annular the disk 14 and the outer surface of the drain pipe 4. The heating medium entering the apparatus through the pipes 6 and passing through the annular gap between the mirror surface 3 of the embarrassment the first plate 2 and the inner surface of the cap-reflector 11, heats the liquid film, while it itself cools. The cooled medium is discharged through the patrol ⁴ -) side 7.

Использование зеркальной рабочей поверхности позволяет уменьшить ее нагрев от излучеш<я. Близкая к сферический форма колпака-рефлектора обеспечивает постоянные скорости относительного движения нагреваемой пленки жидкости и греющей среды, исключающие срыв капель жидкости с поверхности пленки.The use of a mirror working surface allows to reduce its heating from radiation <i. Close to the spherical shape of the reflector cap provides constant speeds of the relative motion of the heated liquid film and the heating medium, eliminating the stall of liquid drops from the surface of the film.

Claims

The invention relates to heat energy hetics and can be used for high temperature heating of saline liquids, as well as for cooling gases and vapors. There are known BaTejfH film water heaters having a vertical cylindrical heat exchange wall, the working surface of which is mirror-like. Outside, the heat exchange wall is surrounded by a cool} | shak shchy shirt. An annular gap is located in the upper part of the air-jet space. In the upper part of the water heater there is a burner that creates a burning torch inside it, which is a source of thermal radiation 1. A disadvantage of the known film water heaters is the limited possibility and increase in the heating temperature of the saline liquid. Also known film heat exchangers, comprising a housing with nozzles for supplying and discharging a heating medium and heat carrier and a heat exchange wall, along the perimeter of which a film former is installed

2. A disadvantage of the known heat exchangers is the impossibility of their use for heating a saline liquid. The purpose of the invention is to increase the degree of heat impregnation of a saline liquid with an increase in the thermal and economic efficiency of this process. This goal is achieved by the fact that the heat exchange wall is made in the form of a confused plate equipped with a drain pipe in the lower base, and a cap-reflector installed coaxially above the plate and connected to the outlet of the heating medium is additionally installed in the housing. 1 shows a device of the proposed film heat exchanger apparatus, a section; FIG. 2 embodiment of the unit for supplying the heating medium. The film heat exchanger contains a case I, inside of which a heat exchanger wall 2 is installed in the form of a confused plate with an internal mirror surface.

3. In this case, rectilinear and curvilinear profiles can be used as a pattern of this surface. The plate in the lower base is provided with a drain nozzle 4a and an irrigated annular edge 5 is made around its perimeter. The housing is equipped with nozzles for supplying 6 and discharging 7 heating medium and heated fluid 8 and 9, respectively, and an assembly 10 for blowing and removing sludge. Above the confused table: coy coaxially, there is a cap-reflector 11, equipped with a gesture of voidness and connected to the outlet of the heating medium by the upper base to the nozzle. A diaphragm 13 is installed under the confused plate, which is punctured by a group of small holes and two annular disks 14, which form between them a heat-insulating screen. At the same time, the upper disc has a hermetic fastening with a housing and a branch pipe 4, and the lower one is installed with a gap on the side of the drain branch pipe. Film heat exchanger operates as follows. The heated liquid through the pipe 8 is fed into the apparatus and the passage through the perforation of the orifice of the diaphragm 13, washes the outer surface of the heat exchange wall 2, cools it and slightly warms up. Preheated, the liquid enters the annular reservoir surrounding the annular edge and, overflowing through it, uniformly irrigates the heat exchange wall around the perimeter of its working surface 3, The liquid flows through the mirror inner surface in the form of bald spots, heating up intensively due to its tact with the Greek by the medium. At the same time, small angles of inclination of the forming plate 2 at its inlet portion determine small average velocities of the gravitational movement of the laminar liquid film, and the thickness of this film is about an order of magnitude larger than on a vertical surface with the same reflux density, which makes it possible to use high-temperature thermal sources greater heat flux density. The heated fluid enters through the drain pipe 4 into the lower part of the housing 1, which serves as a hot seat, and the pipe 10 is diverted to the consumer. The level of hot fluid in the apparatus is maintained above the lower cut of the drain pipe 4, which is to-. The corresponding location of the pipe 9 and the use of liquid level controllers are consistent with this. The spikes and sludge are removed from the casing by blowing through the pipe 10. The thermally insulating steam-air cavity formed by annular disks 14 is designed to reduce the condensation of secondary steam, the pressure in this cavity being equalized with the pressure in the body, and the condensate being removed is removed through the annular gap of the megazu the lower annular disk 14 and the outer surface of the cjMBHoro nozzle

4. The heating medium, entering the apparatus through the nozzles 6 and passing through the annular gap by means of the mirror surface 3 of the confusion plate 2 and the inner surface of the reflector cap 11, heats the liquid film and cools itself. The cooled medium is discharged through the naTpy j side 7. The use of a specular working surface makes it possible to reduce its heating from radiation. It is close to spheroid (the form of a reflector-type reflector provides constant speeds of the motion of a heated fluid and heating medium, eliminating the disruption of liquid droplets from the surface of esh. a heat exchange film on the perimeter of which a film stabilizer is installed, which differs in rem,