Теплообменный элемент конденсатора Советский патент 1992 года по МПК F28F1/26 F28B1/00 

СО

С

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано преимущественно в конденсаторах паротурбинных установок. Целью изобретения является уменьшение габаритов конденсатора путем увеличения коэффициента теплоотдачи. Теплообменный элемент конденсатора содержит горизонтально установленную трубу 1 с наружными поперечными ребрами 2 и канавками 3 и установленное вдоль нижней образующей трубы устройство отвода конденсата, выполненное в виде желоба 4 с поперечными пластинами 5, установленными на внутренней поверхности желоба 4 с противоположных сторон с шагом, равным шагу между канавками 3 трубы 1. При этом верхние кромки 6 пластин.5 размещены внутри канавок с зазором между дном канавки 3 и кромкой 6 пластин 5. 2 ил.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано преимущественно в конденсаторах паротурбинных установок.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является теплообмен- ный элемент конденсатора, содержащий горизонтально установленную трубу с наружными поперечными ребрами и канавками и установленное вдоль нижней образующей трубы устройство для отвода конденсата, выполненное в виде перфорированной пластины, верхняя кромка которой почти соприкасается с донной поверхностью трубы и которая способна проявлять капиллярный эффект, благодаря чему кон- денсатный ручей, текущий в межреберной канавке, постоянно втягивается этой перфорированной пластиной и выходит через ее нижнюю кромку наружу.

Недостатком элемента является низкий коэффициент теплоотдачи, связанный с на- теканием равномерно стекающего вниз по всей длине пластины конденсата на нижерасположенные теплообменные элементы из-за отсутствия организованного стока конденсата по длине трубы, что ухудшает доступ конденсируемого пара к указанным теплообменным элементам. Кроме того, в промышленных аппаратах водяной пар в отличие от низкокипящих веществ, содержит солевые и механические примеси, что не позволяет использовать капиллярный эффект для эффективного удаления конденсата с донной части трубы теплообменного элемента.

Цель изобретения - уменьшение габаритов конденсатора путем увеличения коэффициента теплопередачи за счет устранения отрицательного влияния стекающего конденсата с трубы теплообменного

х|

ГО Os |Ю СЛ

элемента на нижерасположенные теплооб- менные элементы и тем самым на общий коэффициент теплопередачи путем организации эффективного сброса конденсата в концевых сечениях по длине теплообменно- го элемента конденсатора.

Это достигается тем, что устройство отвода конденсата выполняется в виде желоба с поперечными пластинами, установленными на внутренней поверхности желоба с его противоположных сторон с шагом, равным шагу между канавками трубы, причем верхние кромки пластины размещены внутри канавок с образованием зазора между дном канавки и кромкой пластин, не превышающего 0,2 высоты ребер трубы.

Предлагаемый теплообменный элемент конденсатора отличается от известного тем, что устройство отвода конденсата выполнено в виде желоба с поперечными пластинами, установленными на внутренней поверхности желоба с его противоположных сторон с шагом, равным шагу между канавками трубы, причем верхние кромки пластин размещены внутри канавок с образованием зазора между дном канавки и кромкой пластин, не превышающего 0,2 высоты ребер трубы.

На фиг. 1 изображен теплообменный элемент конденсатора; на фиг. 2 - поперечное сечение теплообменного элемента по середине канавки трубы.

Теплообменный элемент конденсатора содержит горизонтально установленную трубу 1 с наружными поперечными ребрами 2 и канавками 3 и установленное вдоль нижней образующей трубы устройство отвода конденсата, выполненное в виде желоба 4 с поперечными пластинами 5, установленными на внутренней поверхности желоба 4 с его противоположных сторон с шагом, равным шагу между канавками 3 трубы 1, причем верхние кромки 6 пластин 5 размещены внутри канавок 3 с образованием зазора в между дном канавки 3 и кромкой 6 пластин 5, не превышающего 0,2 высоты ребер 2 трубы 1.

В процессе работы конденсат, образующийся на трубе 1 при конденсации пара в конденсаторе, стекает по межреберным канавкам 3 в донную часть трубы 1 к попереч- ным пластинам 5, установленным на внутренней поверхности желоба 4 с его противоположных сторон, и далее под действием сил тяжести и накопленной кинетической энергии движется по указанным пластинам 5 вниз к днищу желоба, стягивая при этом вследствие действия сил поверхностного натяжения пленку конденсата с поверхности ребер 2 трубы 1, расположенной

вблизи верхней кромки 6 пластин 5, обращенной к трубе 1. При этом скорость стока конденсата из межреберной канавки 3 возрастает и, следовательно, достигается минимальная толщина ручья в канавках 3 и минимальная толщина пленки конденсата в донной части трубы 1, Наличие у пластин 5 вертикальных кромок 7 (фиг. 2) обеспечивает направленное вниз движение конденсата

0 в желоб 4, чем улучшается процесс стягивания пленок конденсата с поверхности ребер в нижней части трубы 1. Конденсат, поступивший в желоб 4, стекает с концевых его участков на трубные доски конденсатора.

5 Величина зазора в между дном канавки 3 и верхней кромкой 6 пластин 5 выбирается из условия достижения при номинальной тепловой нагрузке конденсатора минимальной толщины стекающего

0 ручья конденсата по канавке 3 в районе указанного зазора, величина которого не должна превышать 0,2 от высоты ребер 2 трубы 1.

При большем зазоре в происходит

5 увеличение толщины стекающего ручья конденсата в канавке 3 на нижней половине трубы 1, а соответственно уменьшается ко- эффициент теплоотдачи. При отсутствии за- зора в коэффициент теплоотдачи

0 несколько уменьшается в сравнении с вышеописанным случаем при наличии зазора в, когда достигается минимальная толщина стекающего ручья конденсата по канавке 3, так как встречающийся с верхними кром5 ками 6 пластин 5 желоба последний при этом тормозится. Особенно это касается случая, когда высота ребер относительно невелика, а соответственно мала ширина канавки между ними и поэтому верхняя

0 кромка 6 при контакте с канавкой 3 перекрывает путь конденсату, однако при этом также достигается меньший положительный эффект.

Изобретение позволяет интенсифици5 ровать теплообмен и увеличить при этом коэффициент теплопередачи, а следовательно, уменьшить габариты конденсатора. Формула изобретения Теплообменный элемент конденсатора,

0 содержащий горизонтально установленную трубу с наружными поперечными ребрами и канавками и установленное вдоль нижней образующей трубы устройство отвода конденсата, отличающийся тем, что, с

5 целью уменьшения габаритов путем увеличения коэффициента теплопередачи, устройство отвода конденсата выполнено в виде желоба с поперечными пластинами, установленными на внутренней поверхности желоба с его противоположных сторон,

с шагом, равным шагу между канавками трубы, причем верхние кромки пластин размещены внутри канавок с образованием

зазора между дном канавки и кромкой пластины, не превышающего 0,2 высоты ребер трубы.