Парогенерирующий элемент Фильда Советский патент 1989 года по МПК F22B1/06 

1

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в парогенераторах.

Цель изобретения - повышение выходного паросодержания парогенерирую щего элемента Фильда за счет обеспечения снижения конденсации пара на наружной поверхности внутренней трубы и турбулизащш пристенного слоя нагреваемой среды на внутренней по- верхности наружной трубы.

На фиг.1 изображен парогенери- рующий элемент Фильда, общий вид;1 на фиг.2 - узел I на фиг.1.

Парогенерирующий элемент Фильда содержит вертикальные внутреннюю 1 и наружную 2 трубы, между которыми размещено спиральное ребро 3 с образованием винтового подъемного канала 4. Спиральное ребро 3 относительно внутренней трубы 1 размещено с зазором, увеличивающимся в направлении снизу вверх, а относительно наружной трубы 2 снабжено козырьками 5, направленными по ходу нагреваемой среды, и выполнено с перепускными отверстиями 6 в зоне козырьков 5, расположенных по обе стороны от ребра 3 в чередующемся порядке. При этом ребро 3 к оси труб 1 и 2 установлено под углом if , составляющим 75-86°. Отношение высоты hp ребра 3 к ширине Н кольцевого зазора между трубами 1 и 2- на участке пузырькового кипения составляет О,15...О,5, ребро 3 прикреплено к трубе 2 с шагом S навивки, увеличивающимся по ходу движения среды, а на участке развитого пузырькового кипения шаг S навивки ребра 3 выбирается постоянным и определяется по формуле

S - KIT -4- ин ие

ч

где DB - наружный диаметр внутренней

трубы 1J

DK - внутренний диаметр наружной трубы 2;

К 0,5-1,0 - безмерный коэффициент.

Парогенерирующий элемент Фильда работает следующим образом.

Нагреваемая среда последовательно проходит по внутренней трубе 1 вниз и по винтовому каналу 4 вверх. Опускной поток нагреваемой среды подогревается подъемным потоком нагре-

474375 2

ваемой среды канала 4. Ребро 3 обеспечивает закрутку подъемного потока. При этом под действием центробежных сил более плотная и холодная часть нагреваемой среды отбрасывается к внутренней стенке наружной трубы 2, а образовавшаяся -при контакте с более горячей трубой 2 пароводяная

Ю смесь смещается к трубе 1, обеспечивая подогрев среды в ней. Пограничный слой жидкости, образующийся на внутренней поверхности трубы 2, отсасывается в отверстия 6 ребра 3

15 за счет взаимодействия нагреваемой среды с лепестками 5 и турбулизиру- ется завихрениями, образующимися при этом в пристенной области. Установка ребра 3 под углом 75-86 способству20 ет максимальной закрутке подъемного потока, отбрасыванию среды к трубе 2 и отверстиям 6, отделению пара и вытеснению его в зазор между ребром 3 и трубой 1. При этом увеличение за25 зора между ребром 3 и трубой 1 снижает контакт пара с трубой 1 и его конденсация на наружной поверхности трубы 1 уменьшается, облегчается удаление пара особенно в верхних

30 витках канала 4, когда содержание пара в двухфазном потоке резко увеличивается.

Таким образом, в парогенерирующем элементе Фильда повышено выходное паросодержание нагреваемой среды, ко-, торое еще в большей степени повышается при указанной оптимальной геометрии подъемного канала.

Формула изобретения

1. Парогенерирующий элемент Фильда, содержащий вертикальные внутреннюю и наружную трубы и спиральное ребро, размещенное между трубами с образованием винтового подъемного канала нагреваемой среды под углом к оси этих труб, отличающийся тем, что, с целью повышения выходного паросодержания, спиральное ребро относительно внутренней трубы размещено с зазором, увеличивающимся в направлении снизу вверх, а со стороны наружной трубы снабжено козырьками, направленными по ходу нагреваемой среды, и выполнено с перепускными отверстиями в зоне упомянутых козырьков.

31474375 4

2. Элемент по п. 1, о т л и ч а- труб установлено под углом, состав- го щ и и с я тем, что ребро к оси ляющим 75-86°.

Изобретение позволяет повысить выходное паросодержание элемента путем обеспечения снижения конденсации пара на наружной поверхности внутренней трубы и турбулизации пристенного слоя нагреваемой среды на внутренней поверхности наружной трубы. Между внутренней 1 и наружной 2 трубами под углом 75-86°с к их оси размещено спиральное ребро 3 с образованием винтового подъемного канала 4 нагреваемой среды. Ребро 3 относит. трубы 1 размещено с зазором, увеличивающимся в направлении снизу вверх, а со стороны трубы 2- снабжено козырьками, направленными по ходу нагреваемой среды,и в зоне последних имеет перепускные отверстия. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

6 J- 3

Д-

Фие.2