ИНТЕНСИФИКАТОР Российский патент 2010 года по МПК F28F13/00 F28F9/22 

Изобретение относится к теплообменной технике и предназначено для использования в качестве дистанционирующего элемента и интенсификатора теплообмена, устанавливаемого на трубе межтрубного пространства, малогабаритного теплообменника в составе паропроизводящей ядерной энергетической установки (ЯЭУ), работающей на жидкометаллическом теплоносителе в режиме переменных нагрузок.

Известно опорное устройство для трубного пучка теплообменника, закрепленного в трубных досках, содержащее фигурные планки, размещенные между трубами не более чем по две в каждом ряду, причем смежные ряды смещены по длине пучка на толщину планки, а в радиальном направлении - на один ряд труб симметрично относительно плоскости, проходящей через ось пучка, причем все планки соединены между собой посредством соединения серьга-штырь, образуя единую пространственную систему, периферийные планки которой дополнительно соединены с трубными досками с помощью аналогичного соединения, а штыри, соединения серьга-штырь, снабжены резьбой, а само соединение - гайкой [1].

Недостатком этого технического решения является относительно невысокая интенсивность теплообмена между греющей и нагреваемой жидкостями в конструкции теплообменника в целом, а сама конструкция опорного устройства имеет большие габаритные размеры и не способствует интенсификации теплообмена, в связи с чем нельзя будет скомпоновать надежный и малогабаритный теплообменник для корабельной паропроизводящей ЯЭУ.

Известна теплообменная труба с кольцевыми канавками на наружной поверхности и соответствующими им выступами на внутренней поверхности, имеющая цилиндрические концевые участки, причем между канавками выполнены дугообразные кольцевые впадины в форме глобоида, наименьший диаметр которого равен наружному диаметру концевых участков трубы [2].

Недостатком этого технического решения является сложная технология изготовления профиля внешней поверхности и, тем более, ответной внутренней поверхности трубы малого диаметра. Кроме того, глобоидные впадины в процессе эксплуатации в условиях даже небольших перепадов температур, а это имеет место во всех теплообменниках, являются концентраторами напряжений, что приводит к возникновению межкристаллитных трещин и последующему разрушению. Труба с таким профилем приводит к ухудшению процесса теплообмена между греющей и нагреваемой жидкостями из-за возникновения за счет глобоидных впадин "тепловой рубашки", которая увеличивает толщину "стенки" трубы при движении теплообменивающихся жидкостей, как правило, но и не только, по противоточной схеме. Все недостатки существенно влияют на уменьшение ресурса надежной работы конструкции теплообменника в целом.

Технический результат предлагаемого изобретения - обеспечение надежного дистанционирования труб трубного пучка теплообменника и достижение высокой степени эффективности теплообмена за счет конструкции интенсификатора, увеличение ресурса надежной работы конструкции теплообменника при высоких удельных теплонапряжениях занимаемого им объема.

Указанный технический результат достигается тем, что интенсификатор, содержащий два обода с соосными отверстиями под теплообменную трубу, соединенные между собой цилиндрической обечайкой большего диаметра с образованием между каждым ободом и цилиндрической обечайкой переходного выступа, причем на поверхности цилиндрической обечайки, вдоль оси отверстий каждого обода, выполнены по винтовой линии окна, причем начало каждого окна охватывает поверхность переходного выступа.

Изложенная сущность изобретения поясняется чертежом, на котором

показан интенсификатор, установленный на трубе.

Интенсификатор содержит два обода 0 и 1, обечайку 2 большего диаметра, которая соединена с ободами 0 и 1 с помощью переходных выступов 3 и 4 соответственно, причем на поверхности обечайки 2, вдоль оси отверстий каждого обода 0 и 1, выполнены по винтовой линии окна 5, при этом начало каждого окна 5 охватывает поверхность переходного выступа 3 (4). Для установки интенсификатора на трубе 6 соответствующего диаметра внутренний диаметр каждого обода 0 и 1 изготавливается с зазором к трубе 6.

Интенсификатор работает следующим образом.

Интенсификатор за счет обода 3 (верхнего) завальцовывается на соответствующей высоте теплообменной трубы 6, другой обод 1 может свободно удлиняться в результате температурных удлинений. В составе компактного малогабаритного теплообменника интенсификатор выполняет функции дистанционирующего элемента и, осуществляя закрутку теплоносителя, способствует интенсификации теплообмена.

Выполнение конструкции интенсификатора предлагаемого вида дает возможность выполнить функцию дистанционирующего устройства и турбулизатора для улучшения интенсивности теплообмена движущихся по определенной гидравлической схеме жидкостей малогабаритного теплообменника с оптимально компактным трубным пучком паропроизводящей корабельной ЯЭУ, работающей на жидкометаллическом теплоносителе в режиме переменных нагрузок, отвечающим требованиям надежности, технологичности, монтажа, при высоких удельных теплонапряжениях занимаемого объема.

Литература

1. Филимонов М.И. и др. Опорное устройство для трубного пучка теплообменника. Авт.св. SU №1556253, F28F 9/22. Приоритет - 08.06.88. Опубл. бюллетень изобретений №13. 1990 - аналог.

2. Дрейцер Г.А. и др. Теплообменная труба. Авт.св. SU №1374029, F28F 1/42. Приоритет - 03.07.86. Опубл. бюллетень изобретений №6.15.02.1988 - прототип.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в качестве устройства для интенсификации теплообмена в теплообменном трубном пучке теплообменника ядерной энергетической установки. В интенсификаторе, содержащем два обода с соосными отверстиями под теплообменную трубу, соединенных между собой цилиндрической обечайкой большего диаметра с образованием между каждым ободом и цилиндрической обечайкой переходного выступа, на поверхности цилиндрической обечайки, вдоль оси отверстий каждого обода, выполнены по винтовой линии окна, а начало каждого окна охватывает поверхность переходного выступа. Технический результат - конструкция интенсификатора предлагаемого вида дает возможность выполнить функцию дистанционирующего устройства и турбулизатора для увеличения теплообмена движущихся по определенной гидравлической схеме жидкостей. 1 ил.

Интенсификатор, содержащий два обода с соосными отверстиями под теплообменную трубу, соединенные между собой цилиндрической обечайкой большего диаметра с образованием между каждым ободом и цилиндрической обечайкой переходного выступа, отличающийся тем, что на поверхности цилиндрической обечайки вдоль оси отверстий каждого обода, выполнены по винтовой линии окна, причем начало каждого окна охватывает поверхность переходного выступа.