ТЕПЛОПЕРЕДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 1998 года по МПК F28F13/12 F28D7/10 

Изобретение относится к энергетике, может быть использовано в установках для получения пара и является усовершенствованием изобретения по авт. св. СССР N 1605671.

Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности.

Для этого на поверхности наружного тепловыделяющего элемента между витками закручивающего устройства 4 размещен по крайней мере один направляющий элемент 7 в виде кольцевого фрагмента. Торцы кольцевого фрагмента 7 примыкают к виткам закручивающего устройства 4 (ребрам). Направляющие элементы 7 смещены относительно друг друга как по ширине, так и по длине канала, ограниченного винтами закручивающего устройства 4. Высота кольцевых фрагментов 7 на участках между продольными ребрами 6 превышает высоту витков закручивающего устройства 4. Направляющие элементы 7 в поперечном направлении выполнены со скосом со стороны входа в кольцевой канал.

Направляющие элементы 7, взаимодействуя с теплоносителем на вогнутой поверхности, частично сбрасывают часть жидкости, поступающей на вогнутую поверхность за счет центробежных сил, на выпуклую поверхность, равномерно распределяют жидкость между вогнутой поверхностью наружного твэла 1 и выпуклой поверхностью внутреннего твэла 2, тем самым повышая критические тепловые нагрузки на обеих теплоотдающих поверхностях и повышая надежность теплопередающего устройства.

Изобретение относится к энергетике, может быть использовано в установках для получения пара и является усовершенствованием изобретения по авт. свид. СССР N 1605671.

Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности теплопередающего устройства.

На фиг. 1 изображено предлагаемое теплопередающее устройство; на фиг. 2 - развертка вогнутой поверхности; на фиг. 3 - поперечный разрез направляющих элементов.

Теплопередающее устройство содержит тепловыделяющие элементы 1 и 2, расположенные концентрично с образованием кольцевой щели 3.

Внутри кольцевой щели 3 установлены закручивающие устройства 4. В качестве последних могут быть использованы специальные вставки, винтовые ребра, ленты и т.д. Закручивающие устройства 4 установлены так, что образуют вдоль тракта канала зазор 5. Зазор 5 с помощью продольных ребер 6, установленных на выпуклой поверхности элемента 2, разделен на несколько продольных щелей. На фиг. 1 показаны 4 щели (4 продольных ребра).

В спиральных каналах, образованных вогнутой поверхностью наружного твэла 1 и сменными элементами закручивающего устройства 4 (ребрами), размещен по крайней мере один направляющий элемент 7 в виде кольцевого фрагмента. Торцы кольцевого фрагмента 7 примыкают к виткам закручивающего устройства 4 (ребрам). Направляющие элементы 7 смещены относительно друг друга как по ширине, так и по длине канала, ограниченного витками закручивающего устройства 4.

Высота кольцевых фрагментов 7 на участках между продольными ребрами 6 превышает высоту витков закручивающего устройства 4. Направляющие элементы 7 в поперечном направлении выполнены со скосом со стороны входа в кольцевой канал (фиг. 3).

Теплопередающее устройство работает следующим образом.

Теплоноситель поступает на вход устройства, часть теплоносителя попадает на элементы закручивающего устройства 4 (ребра), остальная часть распределяется по продольным щелям, образованных закручивающим устройством 4 и вогнутой поверхностью наружного твэла 1 и выпуклой поверхностью внутреннего твэла 2. Закручивающее устройство, взаимодействуя с теплоносителем, образует систему трехмерных вихрей на вогнутой и выпуклой поверхностях твэлов 1 и 2, которые и способствуют значительному увеличению критических тепловых потоков. Направляющие элементы 7, взаимодействуя с теплоносителем на вогнутой поверхности, частично сбрасывают его на выпуклую поверхность внутреннего твэла 2. В результате этого жидкость распределяется между выпуклой поверхностью внутреннего твэла 2 и вогнутой поверхностью наружного твэла 1.

Изменяя размеры направляющих элементов, возможно перераспределение жидкости между поверхностями твэлов 1 и 2 в соответствии с тепловой нагрузкой твэлов и тем самым повышение энергонапряженности устройства за счет практически одновременного возникновения кризиса теплоотдачи на обеих поверхностях и соответственно повышению его эксплуатационной надежности.

Использование: в тепловой и ядерной энергетике в различных установках, предназначенных для получения пара. Сущность изобретения: теплопередающее устройство содержит тепловыделяющие элементы 1 и 2, расположенные концентрично с образованием кольцевой щели. Внутри кольцевой щели установлены закручивающие устройства 4, которые установлены так, что образуют вдоль тракта канала зазор, разделенный с помощью продольных ребер, установленных на выпуклой поверхности элемента 2, на несколько продольных щелей. В спиральных каналах, образованных вогнутой поверхностью наружного твэла 1 и сменными элементами закручивающего устройства 4, размещен по крайней мере один направляющий элемент 7 в виде кольцевого фрагмента, торцы которого примыкают к виткам закручивающего устройства 4. Элементы 7 смещены относительно друг друга как по ширине, так и по длине канала, ограниченного витками закручивающего устройства 4. Высота кольцевых фрагментов на участках между продольными ребрами 6 превышает высоту витков закручивающего устройства 4. Направляющие элементы 7 в поперечном направлении выполнены со скосом со стороны входа в кольцевой канал. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Теплопередающее устройство, содержащее концентрически расположенные тепловыделяющие элементы с расположенными в кольцевом пространстве между ними ребрами, выполненными на внешней поверхности внутреннего элемента, а на внутренней поверхности наружного элемента размещено закручивающее устройство в виде витков спиральных ребер, отличающееся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности, ребра на поверхности внутреннего элемента расположены параллельно его продольной оси, а на поверхности наружного элемента между витками закручивающего устройства размещен по крайней мере один направляющий элемент в виде кольцевого фрагмента. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что торцы кольцевого фрагмента примыкают к виткам закручивающего устройства и имеют высоту, не превышающую высоту витков. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что торцы кольцевого фрагмента установлены с зазором относительно витков закручивающего устройства. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что направляющие элементы установлены со смещением относительно друг друга как по ширине, так и по длине канала, ограниченного витками закручивающего устройства. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что высота кольцевых фрагментов на участках между продольными ребрами превышает высоту витков ребер закручивающего устройства. 6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что направляющие элементы имеют в поперечном сечении скос со стороны входа среды в кольцевой канал.