Теплообменная труба конденсатора Советский патент 1992 года по МПК F28F1/00 F28F1/06 

Изобретение относится к теплотехнике, а именно к конденсаторам с конденсацией пара из паровоздушной смеси на наружной поверхности труб.

Наиболее близкой к предлагаемой является горизонтальная труба конденсатора, содержащая примыкающую к ее донной части профильную пластину, которая в поперечном сечении имеет профиль, состоящий из монотонно сужающегося книзу участка и примыкающего к нему расширенного участка, причем высота пластины равномерно изменяется вдоль трубы по крайней мере на части длины трубы. Конденсат, образующийся на трубе, стекает по межреберным канавкам в донную часть трубы, а затем под действием сил тяжести и накопленной кинетической энергии движется по боковым сторонам пластины и п-о наклонной поверхности расширенного участка пластины к месту его сброса с трубы. При этом увеличивается коэффициент теплоотдачи нижерасположенных труб за счет уменьшения натекания на них конденсата и лучшего доступах ним конденсируемого пара.

Однако при использовании.теплооб- менной трубы с гладкой наружной поверхностью коэффициент теплоотдачи ее уменьшается вследствие того, что конденсат в донной части трубы покрывает последнюю равномерной пленкой по длине трубы и равномерно движется к боковым сторонам примыкающей к трубе пластины. Кроме того, выполнение с наклонной поверхностью расширенного участка пластины с целью организации стока конденсата в заданном месте приводит к увеличению высоты теплообменной трубы.

Целью изобретения является интенсификация теплообмена при горизонтальном или наклонном расположении гладкой трубы.

При использовании изобретения происходит интенсификация теплообмена за счет увеличения коэффициента теплоотдачи благодаря выполнению элемента для сбора и транспортировки конденсата в форме желоба с отогнутыми внутрь торцовыми участками, расположенными в горизонтальной плоскости и примыкающими к трубе, причем на упомянутых участках выполнены просечки, а отрезки между последними имеют на периферии выпуклый контур, вследствие чего пленка конденсата, стекающего с трубы, при переходе к отогнутым торцовым участкам желоба стягивается вследствие сил поверхностного натяжения к поверхностям, по котор ым выполнены просечки, а между зонами с высокой концентрацией образуется свободная от конденсата поверхность, к которой подходят новые порции пара. При этом за счет концентрации конденсата на поверхностях, по которым выполнены просечки, увеличивается действие

сил тяжести и процесс стока конденсата в желоб ускоряется, а вследствие того, что для обеспечения стока конденсата не требуется организовывать наклонную поверхность, снижается высота теплообменной трубы.

0 На фиг. 1 схематически показана тепло- обменная труба конденсатора, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - желоб, общий вид; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 1.

5 Теплообменная труба 1 конденсатора (фиг, 1) с элементом для сбора и транспортировки конденсата, примыкающим к нижней части трубы по всей ее длине, содержит указанный элемент, выполненный в форме желоба 2 (фиг. 1, 2, 3) с отогнутыми внутрь

0 торцовыми участками 3, расположенными в горизонтальной плоскости и примыкающими к трубе, причем на упомянутых участках выполнены просечки 4, а отрезки 5 между последними имеют на периферии выпуклый

5 контур.

Труба работает следующим образом. Охлаждающая среда протекает внутри трубы 1, пар конденсируется на наружной гладкой поверхности горизонтальной или

0 наклонной трубы и стекает в виде пленки в ее нижнюю часть, при этом при переходе к отогнутым торцовым участкам 3 желоба последняя стягивается вследствие действия сил поверхностного натяжения к поверхно5 стям, по которым выполнены просечки 4, в результате чего происходит концентрация конденсата, стекающего с трубы, у поверхностей 4, а между зонами с высокой концен- трацией образуется свободная от

0 конденсата поверхность. В результате к свободным зонам подходят новые порции пара, и процесс конденсации интенсифицируется. Коэффициент теплоотдачи при этом увеличивается. При этом скорость стока

5 конденсата с поверхности трубы возрастает за счет увеличения действия сил тяжести, обусловленного концентрацией конденсата у Поверхностей стока .4, организованных просечками, а также вертикальным распо0 ложением указанной поверхности, в результате чего конденсат стекает в желоб по вертикальной поверхности. При этом вследствие малого зазора между поверхностью трубы и выпуклого контура, из-за смачивае5 мости поверхности и действия капиллярных сил происходит перемещение конденсата в горизонтальной плоскости к выпуклому контуру 5 и последующий сток конденсата в желоб.

В граничном сечении желоба, примыкающем к поверхности трубы, длина просечек 4 такова, чтобы расстояяме в свету между трубой и желобом в направлении радиуса трубы, пересекающего просечку в начальной точке у поверхности желоба, равнялось или незначительно превышало толщину пленки стекающего конденсата на режиме максимальной тепловой нагрузки теплооб- менной трубы (фиг. 4). При этом выпуклый контур отрезков между просечками выбира- ется таким, чтобы не происходило полное затопление просвета, ограниченного трубой и отогнутыми внутрь торцовыми участками желоба (фиг. 4).. ;

В случае несоблюдения указанных ус- ловий из-за смачиваемости поверхностей теплообменной трубы и действия сил поверхностного натяжения стекающий конденсат может полностью закрыть указанные просветы (фиг. 4), Тогда последний будет сте- кать по наружной поверхности желоба вниз и затем сбрасываться с последнего на нижерасположенные трубы, тем самым ухудшая доступ конденсируемого пара к поверхностям теплообмена, заливая последние, что также ведет к ухудшению теплообмена.

Конденсат, поступающий в желоб, стекает с концевых участков желоба на трубные доски конденсатора. При этом нижняя образующая желоба может быть наклонена к горизонту или представлять ломаную линию, вершина которой расположена веере- дине длины трубы, что приводит к увеличению скорости организованного стока конденсата по желобу к его концевым сечениям и, соответственно, к уменьшению количества накапливаемого конденсата в желобе.

Крепление элемента для сбора и транспортировки конденсата, выполненного в форме желоба, к трубе в ее нижней части может быть осуществлено путем надевания на трубу с желобом профильного кольца и дальнейшей приварки его к указанным выше элементам. Такие кольца, форма которых соответствует профилю сечения трубы с желобом, охватывают трубу и желоб и устанавливаются с определенным интервалом, обеспечивающим надежность крепления. При этом указанные кольца могут иметь форму круга, а также могут быть выполнены пружинящими и иметь в этом случае один разрез, облегчающий надевание колец на трубу с желобом.

Формула изобретения Теплообменная труба конденсатора с элементом для сбора и транспортировки конденсата, примыкающим к нижней части трубы по всей ее длине, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации теплообмена при горизонтальном или наклонном расположении трубы, элемент выполнен в форме желоба с отогнутыми внутрь торцовыми участками, расположенными в горизонтальной плоскости и примыкающими к трубе, причем на упомянутых участках выполнены просечки, а отрезки между последними имеют на периферии выпуклый контур.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано преимущественно в конденсаторах паротурбинных установок. Цель изобретения - интенсификация теплообмена. Теплообменная труба 1 конденсатора содержит примыкающее к ней вдоль донной ее части средство для сбора и транспортировки конденсата, выполненное в виде желоба 2 с отогнутыми внутрь торцовыми участками 3, расположёнными в горизонтальной плоскости и примыкающими к трубе 1. На участках 3 выполнены просечки, а отрезки между ними имеют на периферии выпуклый контур. В процессе работы скорость стока конденсата с поверхности трубы 1 возрастает и достигается минимальная толщина пленки конденсата на нижней половине трубы, а также обеспечивается эффективный .сброс конденсата в концевых сечениях по длине трубы. 4 ил. (Л С ю 00 vl Фш.1

////////////// //////

А

-А-А

1

А

4 Фнг.2

б- 6

1 Конденса

//////////////У////////

L

Проедет при flpocSemnpu тсутствии наличии конденсата конденсата Фм.4

Фи$. 3

1 Конденсат

////////

L