Пленочный теплообменник Советский патент 1983 года по МПК F28D3/02 F28D5/02 F28D7/00 

(54) ПЛЕНОЧНЫЙ ТЕПЛООБ1МЕННИК

Изобретение относится к холодильной технике, а именно к конденсационной технике для охлаждения различных текучих сред водой.

Известен двухпленочный теплообменник, состоящий из пакета вертикальных теплообменних труб, объединенных в. трубный пучок с тремя трубными решетками, и цилиндрического корпуса. Ох-г лаждаемая жидкость подается в распределительную камеру, расположенную непосредственно под верхней трубной ре- шеткой. С помощью распределительной решетки и имеющихся в ней кольцевых зазоров охлаждаемая жидкость распределят ется по наружной поверхности труб и в виде пленки стекает сверху вниз. Каждая из теплообменшлх труб вверху имеет сопло и щель между соплом и внутренней поверхностью теплообменной трубы, в которую вмонтирована спиральная коническая кольцевая вставка. Охлаждающая вода вводится в холодильник, переливается через щель и в виде пленки свободно стекает сверху вниз по внутренним стенкам труб, собираясь в поддоне, и далее выводится из холодильника. При движении по поверхности труо вода Чслстично испаряется и в виде пара выводится через сопла, увеличивая теплообмен 1.

Недостатками этого теплообменника являются:

сложность конструкции - три трубные решетки, для одной из которых (внутренней) требуется выдержать оп ределенный одинаковый для всех теплообменных труб кольцевой зазор прохода

10 охлаждаемой жидкости между решеткой и теплообменной трубой в виде пленки; .

при увеличении расхода охлаждаемого потока пленочный коитакт со сторо15ны межтрубного пространства нарушается и часть этого потока, провали- , ваясь между теплообменными трубам«, не участвует втеплообмене. Следовательно, данный холодильник имеет уз20кий дигшазон работы по производительности Имеет место неэффективное испарение воды, поскольку отвод паров испарившейся части воды осуществля25ется через сопло без нгшичия тяги.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому явJJяeтcя пленочный теплообменник, содержащий вертикальный корпус с венгил ционноГг

30 трубой и поддоном в верхней и частях соответственно и расположенны в корпусе трубный пучок, укрепленный в верхней и нижней решетках, над пер вой из которых установлено распределительное устройство, а поддон снабжен сливным патрубком f 2 . Недостатком данного теплообменник является относительно низкая,интенсивность теплообмена между охлаждаемой и охлаждающей средами. Цель изобретения - интенсификация теплообмена. Указанная цель достигается тем, что теплообменник дополнительно содержит обводные трубы, размещенные за пределами корпуса и соединяющие сливной патрубок с вентиляционной трубой, а поддон выполнен с окнами н боковой поверхности для подсоса воздуха. На фиг.1 показана схема теплообме ника; на фиг.2 узел 1 на фиг,1. Теплообменник (фитЛ) содержит ко пус 1, вентиляционную трубу 2, поддо 3, трубный пучок 4, нижнюю 5 и верхнюю б трубные решетки, распределител ное устройство 7, сливной патрубок 8, обводные трубы 9, окна 10, штуцер 11 подвода и отвода охлаждаемой среды, шгуцер 12 подвода охлаждающей среда (води). Распределительное устройство 7 (фиг.2) содержит сопло 13 и спиральную вставку 14. Теплообменник работает следующим образом. Охлаждаемлй поток (жидкий нефтепро дукт, бензин, керосин газ и т.д. .поступает через нижний штуцер 11 в межтрубное пространство, где ONMвает наружную поверхность теплообменных труб 4, Хладагент (вода входи через верхний штуцер 12 на верхнюю трубную решетку 6 и CTeijaeT через щель по спиральной конической кольцевой вставке 14 на внутреннюю пон : верхность теплорбменных труб 4, где движется по спирали, стекая в поддон 3. Движение воды по спирали увеличивает длину пути и время нахождения е в теплообменных трубках 4. За счет тепловой энергии охлаждаемого потока вода частично испаряется, образукяций ся .пар движется по теплообменным трубам вверх и уходит через сопло 13. Для снижения общего давления в тепло обменных трубах и тем caNbiM обеспечения режима интенсивного испарения воды установлена вентиляционная труба 2 длиной 4-6 м,увеличивающая тягу в теплообменных трубах. С целью уменьшения аэродинамических потерь в вентиляцнонной трубе и дополнительного увеличения эффекта тяги за счет эжектирования потоком отводимой воды части паровоздушной смеси, выводимой из сопла, нижняя часть вентиляционной трубы соединена с вы водным водяным патрубком 8 трубами 9. Подсасываемый за счет тяги воздух через окна 10 как инертный компонент дополнительно увеличивает эффект испарения воды. Кроме того, воздух в результате тяги, с высокой скоростью распыливает воду и уменьшает толщину .пленки воды на стенке труб, т.е. имеют место эффекты увлажнения воздуха, дополнитель- ного охлаждения воды и молекулярной (через тонкую пленку воды теплоотдачи.. Все это повышает тепло, переданное от охлаждаемого потока к воде. Создаваемая тяга обеспечивает подсос и высокие скорости воздуха без энергозатрат на его транспорт. Предлагаемое устройство имеет упрощенную конструкцию (две трубные решетки вместо трех, обеспечивает сочетание пленочного контакта с интенсивным принудительным, но без затраты энергии, испарением.хладагента, что позволяет иметь более высоий Kjjg независимо от расхода охлатвдамой жидкости. Формула изобретения Пленочный теплообменник, содержащий вертикальный корпус с вентиляционной трубой и поддоном в верхней и нижней ч,стях соответственно и расположенный а корпусе трубный пучок, укрепленный в вер;ч.ней и нижней решетках, над ..первой из которых установлено распределителькое устройства, а поддон снабжен сливным патрубкбм, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена, он дополнительно содержит обводные трубы, размещенные за пределами корпуса и соединяквдие сливной патрудок с вентиляционной трубой, а поддон выполнен с окнами на боковой поверхности для подсоса воздуха. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Дву:спленочный теплообменник. Межотраслевой территориальный центр научно-технической информации и пропаганды. Информационный листок. Свердловск, 1977. 2. Авторское свидетельство СССР 366332, кл. F 28 , 1970.