Теплообменник Советский патент 1983 года по МПК F28D7/02 F24H1/16 

1 Изобретение относится к теплотехнике , а более конкретно к теплообменным устройствам, и может.быть использовано в энергетических установках, технологических линиях и при утилизации тепла. Известен теплообменник типа труба в трубе, состоящий из двух коаксиаль но расположенных труб 1 }. Недостатками указанного теплообменника являются большие вес и длина труб, низкая интенсивность процесса теплообмена, так как он Проис ходит при продольном омывании теплообменной поверхности. Известен также теплообменник, со держащий наружную и внутреннюю трубы, установленные коаксиально с кол цевым зазором, в котором размещен змеевик. Для интенсификации процесса теплообмена на боковой поверхности змеевика выполнены турбулизаторы в виде чередующихся полусферических выступов и впадин 12 Недостатком данного теплообменйика является то, что при охлаждении газа в кольцевом зазоре его скорость в направлении его движения резко падает, теплоотдача снижается. Интенсификация процесса турбулизацией потока в кольцевом зазоре мало эффек тивна, так как в кольцевом зазоре газовый поток имеет более высокую скорость, чем во внутренней трубе. Известен также теплообменник, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, в котором с кольцевым зазором установлена обечайка, распо ложенную по оси корпуса трубу и змее вик, размещенный в зазоре между корпусом и обечайкой, причем последний виток змеевика расположен над обечайкой С 3 Недостатком таких теплообменников также является низкая надежность, так как при использовании дымовых газов, всегда содержащих твердые час тицы, змеевик забивается, что ухудшает теплоотдачу, повышает аэродинамическое сопротивление и резко снижает эффективность аппарата в целом. На выходе из кольцевого зазора твердые частицы под влиянием силы тяжести, превышающей в данном случае подъ емную силу газового потока, обладаю щего малой скоростью, начинают выпадать из газового потока и оседать на теплообменной поверхности змеевика. В этом теплообменнике также не пред19усмотрены конструктивные элементы, предохраняющие теплообменную поверхность от отложения непосредственно на ней твердых частиц, аварийное его отключение и регулирование теплопроизводительности, что снижает его эксплуатационную надежность. Цель изобретения - повышение надежности работы теплообменника. Поставленная цель достигается тем, что в теплообменнике, содержащем вертикальный цилиндрический корпус, в котором с кольцевым зазором установлена обечайка, расположенную по оси корпуса трубу и змеевик, размещенный а зазоре между корпусом и обечайкой, с последним витком, выступающим над (Обечайкой , труба введена внутрь обечайки и в зазоре между ними снабжена золоуловителем, а обечайка выполнена с отверстиями. Кроме того, труба в теплообменнике может быть снабжена регулирующей заслонкой.- . На чертеже изображен теплообменник , общий вид. Теплообменник содержит вертикаль,ный Цилиндрический корпус 1, в котором с кольцевым зазором 2 установлена обечайка 3, расположенную по оси корпуса 1 трубу Д и змеевик 5, размещенный в зазоре 2 между корпусом Ч и обечайкой 3, причем последний виток змеевика 5 расположен над обечайкой 3.. Труба k введена внутрь обечайки 3 и в зазоре 6 между ними снабжена золоуловителем 7, а обечайка 3 выполнена с отверстиями 8. Труба может быть снабжена регулирующей заслонкой 9. Теплообменник работает следующим образом. Газообразный теплоноситель (например, уходящие дымовые газы энергетических установок или технологических 1ЛИНИЙ) с избыточным давлением движется снизу вверх в кольцевом зазоре 2 между корпусом 1 и обечайкой 3Дымовые газы, покидая кольцевой зазор 2 теплообменника, резко снижают свою скорость, так как сечение трубы отвода газов в 6-8 раз больше кольцевого зазора, и твердые частицы под действием сил тяжести выпадают из потока дымовых газов. Выпадающие твердые частицы попадают в золоуловитель 7, расположениый в центре теплообменника и ниже верхнего, витка змеевика 5. (.Такое расположение золоуловителя обусловлено необходимостью постепеТ ного снижени{ скорости потока дымовых газов, выходящих из кольцевого зазора. В этом случае выпадающие из дымовых газов твердые частицы будут опускаться в золоуловитель 76 случае расположения золоуловителя на одном уровне с верхним витком змеевика 5 оседание твердых час тиц происходит, как показывает опыт эксплуатации теплообменников, на верхней кромке обечайки 3 и верхнем витке змеевика 5 что приводит к уменьшению сечения зазора и, следовательно, ухудшению работы теплообменника. При движении по кольцевому зазору 2 скорость дымовых газов падает всле ствие увеличения их плотности при ох лаждении. Для поддержания постоянной скорости дымовых газов в зазоре 2 в обечайке 3 выполняются отверстия 8 I ерез которые дополнительный поток дымовых газов поступает в зазор 2. При необходимости снятия тепловой нагрузки с теплообменника открывается 1 егулирующая заслонка 9 в трубе k. При такой режиме работы дымовые газы проходят мимо теплообменной поверхности - змеевика 5 - внутри перепускной трубы Ц. Заслонка регулирования теплопроизводительности теплообменника связана через систему автоматического управления с датчиками максимально допустимой температурой нагрева и д ления теплоносителя, циркулирующего через змеевик. Таким образом, повышение надежное ти работы теплообменника обеспечивается наличием в обечайке отверстий, что повышает среднюю скорость уходящих газов а теплообменнике и предг охраняет поверхность змеевика от заноса твердыми частицами, и устаиовкой золоуловителя между трубой и обечайкой.

1. ТЕПЛООБМЕННИК, содержащий вертикальней цилиндрический корпус, в которст с ксшьцевым зазором установлена о емайка, раслоложемиую по оси корпуса трубу и змеевикi размещенный в зазоре между корпусом и обечайкой, причем последний виток змеевика раслолснмен над обечайкой, о т л и ч a. «ц и и с я тем, что, с целью повышения надежности, труба введена внутрь обечайки ив зазоре между ними снабжена золоулавите- , лем, a обечайка выполнена с отверстиями . 2. Теплообменник по п. 1, о т л ичающийся тем, что труба снаб- § жена регулирующей заслонкой.