Теплообменник Советский патент 1984 года по МПК F28D15/02 

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в газовой и нефтяной промышленности для ре генерации абсорбентов. Известен теплообменник, содержащий тепловые трубы, испарительные и конденсационные участки которых радиально расположены соответственно в камерах нагрева и охлаждения по двум концентричным окружностям Недостатком такого теплообменника является неравномерный нагрев жидкости за счет разной степени нагрева тепловых труб внутренней и наружной окружностей, что вызвано радиальным расположением тепловых труб. Наиболее близким к изобретению является теплообменник, содержащий петлеобразные тепловые трубы, испари тельные и конденсационные участки ко торых имеют подъемные и опускные вет ви и расположены соответственно в ка мерах нагрева и охлаждения 2J . Известньм теплообменник характери зуется пониженной производительность из-за низкой скорости циркуляции раб чего агента в тепловых трубах, обусловленной недостаточной разностью ни велирных столбов в опускных и подъем ных ветвях последних. Недостаточная разность нивелирных столбов в свою очередь обусловлена одинаковой степенью нагрева подъемных и опускных ветвей тепловых труб в камере нагрев Низкая скорость циркуляции рабочего агента в тепловых трубах приводит к пониженному коэффициенту его тепло отдачи к стенкам тепловых труб и к низкой снимаемой мощности теплообмен ника. Кроме того, отсутствие средств для выравнивания давления в тепловых трубах и вьшода из них неконденсирующихся газов обуславливает тепловую неравномерность в камерах нагрева и охлаждения, что для исключения локального перегрева тепловых труб требуется снижение теплонапряженности камеры нагрева, также приводящего к снижению производительности теплообменника. Целью изобретения является повышение производительности теплообменника. Поставленная цель достигается тем, что в теплообменнике, содержащем петлеобразные тепловые трубы, испарительные и конденсационные учас ки которых имеют подъемные и опускные ветви и расположены соответственно в камерах нагрева и охлаждения, камера нагрева разделена дополнительным экраном с перепускными окнами на входной и выходной отсеки, в которых размещены соответственно подъемные и опускные ветви тепловых труб. Кроме того, входной отсек камеры нагрева может быть снабжен подовыми горелками, размещенными между тепловыми трубами. Конденсационные участки тепловых труб могут быть снабжены коллектором с продувочным вентилем. На чертеже схематично изображен предлагаемый теплообменник, общий вид. Теплообменник содержит тепловые трубы, испарительные и конденсационные участки соответственно 1 и 2 которых имеют подъемные и опускные ветви циркуляции рабочего агента. Испарительные участки 1 тепловых труб расположены в камере нагрева, а конденсационные участки 2 - в камере 3 охлаждения. Камера нагрева разделена экраном 4 с перепускными окнами 5 на входной отсек 6 и выходной отсек 7. Во входном отсеке 6 размещены подъемные ветви тепловых труб, а в выходном отсеке 7 - опускные ветви последних. Входной отсек 6 камеры нагрева снабжен подовыми горелками 8, размещенными между тепловыми трубами. Конденсационные участки 2 тепловых труб снабжены коллектором 9 с продувочным вентилем 10. Тепловые трубы закреплены в трубной доске 11 и расположены по двум концентрическим окружностям так, что опускные ветви труб находятся на внутренней окружности, а подъемные - на наружной. Камера нагрева имеет стенки 12, выполненные из огнеупорного материала. В стенках 12 закреплены панельные горелки 13 и отводящий короб 14. Теплообменник имеет также кольцевой ряд дополнительных тепловых оребренных труб 15. Подъемные и опускные ветви конденсационных участков 2 тепловых труб соединены между собой наклонными трубами 16, к которым примыкают конденсатоотводные колпаки 17, расположенные по ходу рабочего агента тепловых труб. Камера 3 охлаждения имеет пат1рубок 18 подачи насыщенного реагекта и патрубок 1У регенерированного реагента. Теплообменник работает следующим образом. Греющие газы сначала охлаждают до промежуточной температуры во входном отсеке 6 на подъемных ветвях испарительных участков 1 тепловых труб. Далее газы через окна 5 направляют в выходной 7, где они охлаждаются до конечной температуры на опус ных ветвях испарительных участков 1 тепловых труб и на дополнительных тепловых трубах 15. Охлажденные газы отводят от теплообменника через короб 14. За счет тепла греющих газов рабочий агент (промежуточный теплоноситель) тепловых труб в камере нагрева испаряется. В конденсационных участках 2 тепловых труб рабочий агент последних конденсируется. При этом трубы 16 и колпаки 17 позволяют уменьшить толщину пленки конденсата и тем самым улучшить теплообмен в камере-3 охлаждения. 584 За счет разницы теплонапряжений во входном и выходном отсеках соответственно 6 и 7 камеры нагрева увеличивается в них разность нивелирных столбов рабочего агента, увеличивается скорость циркуляции последнего в тепловых трубах, улучшается теплообмен в камере нагрева и повышается производительность теплообменника. Неконденсирующие , которые образуются с течением времени в тепловых трубах и ухудшают теплообмен в камере 3 охлаждения, скапливаются в 1 оллекторе 9 и поэтому не ухудшают теплообмен в камере 3 охлаждения. По мере необходимости неконденсирующие газь} выводят из. теплообменника через вентиль 10. При этом коллектор 9 выравнивает давление в тепловых трубах, что приводит к более равномерному обогреву абсорбента, исключает локальный перегрев тепловых труб в камере нагрева и тем самым еще больше повышает производительность теплообменника.

7 x::

ЩНР

.-. -.ч/ V ч.-.;.. .

10

Л

I .Ч1

I :. .-::1.7 vf«.-..rr L-l h

ЙГ. gjy

ifflMil

1. ТЕПЛООБМЕННИК, содержащий петлеобразные тепловые трубы, испарительные и конденсационные участки которых имеют подъемные и опускные ветви и расположены соответствен}ю в камерах нагрева и охлаждения, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, камера нагрева разделена дополнительным экраном с перепускными окнами на входной и выходной отсеки, в которых размещены соответственно подъемные и опускные ветви тепловых труб. 2.Теплообменник по п. 1, о т личающийся тем, что входной отсек камеры нагрева снабжен подовыми горелками, размещенными между I тепловыми трубами. 3.Теплообменник по пп. 1 и 2, (Л о т л и ч а ю щ и и с я тем, что конденсационные участки тепловых труб снабжены кол)тектором с продувочным вентилем.