УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕПЛОМАССООБМЕНА Советский патент 1995 года по МПК F28C3/00 

Изобретение относится к технике тепломассообмена и может быть использовано, например, в регенеративных схемах ТЭС и АЭС, а также в других отраслях народного хозяйства.

Известно устройство для тепломассообмена, содержащее корпус с подводящими и отводящими патрубками и размещенными внутри корпуса наклонными и вертикальными перегородками. Но эксплуатационные характеристики такого устройства можно улучшить.

Прототипом предложенного устройства принят аппарат, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с тангенциальными подводящими патрубками, отводящим патрубком нагретой среды и размещенную внутри корпуса цилиндрическую перегородку. Однако КПД этого аппарата можно увеличить.

Цель изобретения повышение эксплуатационных и экономических характеристик.

Поставленная цель достигается посредством увеличения интенсивности тепломассообмена и повышения удельных тепловых и массовых нагрузок на элементы аппарата.

Устройство содержит вертикальный цилиндрический корпус с тангенциальными подводящими патрубками и отводящими патрубками теплообменивающихся сред, а также размещенные внутри корпуса перегородки, которые расположены горизонтально и выполнены в виде диафрагм, а подводящие патрубки расположены над перегородками.

При сравнении с прототипом предложенный аппарат содержит в корпусе горизонтальные перегородки в виде диафрагм, а подводящие патрубки расположены над перегородками.

Указанные признаки позволяют многократно использовать корпус аппарата в качестве естественного завихрителя потока теплообменивающихся сред. А это, как известно, за счет разности их скоростей вызывает турбулентность и многократно используется один из факторов увеличения интенсивности тепломассообмена с соответствующим положительным эффектом. Каждая диафрагма в данном устройстве служит одновременно сужающим устройством и форсункой для разбрызгивания жидкой фазы центробежными силами. Дробление жидкости в факеле не только значительно увеличивает поверхность контакта теплообменивающихся сред, что является другим фактором увеличения интенсивности тепломассообмена, но и служит орошением для греющей среды на следующей по ходу потока перегородке. При истечении потока через диафрагму скорость его возрастает в любом местном сужении, что увеличении коэффициент теплопередачи и служит очередным фактором положительного эффекта. Указанные признаки с их функциями и положительным эффектом прототип не содержит, что соответствует критерию "новизна", а отсутствие их в других аналогичных технических решениях, а также необходимость их и достаточность для достижения поставленной цели соответствует критерию "существенные отличия".

На чертеже схематично изображено устройство.

Устройство содержит цилиндрический корпус 1, внутри которого размещены перегородки 2 в виде диафрагм, которые делят корпус на секции 3. Подводящие патрубки 4 и 5 подсоединены к корпусу тангенциально над перегородкой каждой секции. В нижней части корпуса за последней секцией по ходу потока расположены патрубок 6 для удаления несконденсировавшихся газов (выпар) выше уровня жидкости и патрубок 7 отвода нагретой среды в днище корпуса.

Рабочий процесс осуществляется следующим образом.

Теплообменивающиеся среды поступают по патрубкам 4 и 5 на внутреннюю поверхность корпуса 1 каждой секции 3 над перегородкой 2. В закрученном потоке они активно взаимодействуют с высоким коэффициентом теплопередачи и по мере потери скорости смещаются в приосевую часть секции. Далее под действием отсоса выпара и гравитации поток движется в приосевой зоне теплообменника под его нижней части, а затем через патрубок 7 отводится по схеме, минуя диафрагму каждой секции. Жидкая фаза (под действием центробежных сил от закрутки потока и перепада давления, создаваемого отсосом выпара) факельным способом разбрызгивается над нижерасположенной секцией. Увеличение поверхности контакта при этом и скорости теплообменивающихся сред значительно повышают интенсивность тепломассообмена. Следует отметить, что с точки зрения максимального положительного эффекта оптимальным будет наименьший диаметр диафрагмы, обеспечивающий ее пропускную способность. На условия конденсации пара в каждой секции решающее влияние оказывают режимные и компоновочные факторы.

Устройство по сравнению с прототипом имеет преимущества. Аппарат позволяет, используя корпус в качестве естественного завихрителя потока, увеличить интенсивность рабочих процессов, а также повысить его удельные тепловые и массовые нагрузки. Это позволяет выполнить устройство компактным, экономичным и технологичным в изготовлении с меньшей удельной металлоемкостью.

Конструкция устройства состоит из секций, каждая из которых по сути самостоятельный теплообменный аппарат и может служить модулем для создания оборудования с широким диапазоном возможностей. Важным показателем эффективности каскадного теплообменника является то, что на основании данного устройства на энергоблоках ТЭС и АЭС количество и размеры регенеративных подогревателей можно уменьшить с общим значительным упрощением тепловой схемы блока.

Изобретение относится к устройствам для тепломассообмена. Цель изобретения повышение эксплуатационных характеристик. Устройство содержит вертикальный цилиндрический корпус 1 с тангенциальными подводящими патрубками 6 и 7 теплообменивающихся сред. Внутри корпуса 1 размещены перегородки 2 в виде диафрагм, расположенные горизонтально под подводящими патрубками 4 и 5. 1 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕПЛОМАССООБМЕНА, содержащее вертикальный цилиндрический корпус с тангенциальными подводящими патрубками и отводящими патрубками теплообменивающихся сред, а также размещенными внутри корпуса перегородками, отличающееся тем, что, с целью повышения эксплуатационных характеристик, перегородки расположены горизонтально и выполнены в виде диафрагм, а подводящие патрубки расположены над перегородками.