Способ работы кожухотрубного теплообменника Советский патент 1977 года по МПК F28D7/00 F28F13/10 

Изобретение касается вопросов внтеосификацив тед1лообмена между газоофаэным теппоноснтелем и трубчатой поверхностью теплообмена в кожухотрубных теплообменниках. Оно может быть применено в энергетике, а также в некоторых других отраслях техники. Невысокая интенсивность теплообмена между газообразньш теплоноС1 тёлет1 и поверхностью теплообмена в. наиболее распространенных кожухогрубных теплообменниках сдерживает развитие теплоэнергетики, препятствует использованию втори«шых энергетических ресурсов и повы шеншо эффективности теплоиспользующих аппаратов. Известны способы работы кожухотрубных теплообменников путем подачи газообразной среды к теплообменным рабочим поверхностям (выполнены в виде полых дисков, объединенных трубчатыми коллекто рами) двумя встречными потоками с поворотом потоков на 90 и отводом их во вза имно противоположных направлениях через каналы между рабочими лопатками колеса вентилятора, расположенного между днскоо разнымн поверхностями нагрева JlJ. Цель изобретения - интенсефикация про цесса теплообмена. Это достигается тем, что встречные газовые потоки перед их поворотом ш 9О приводят в соударение в плоскостях, параллельных к оси пуска и подают их в. импульсном режиме со сдвигом фаз на полпериода при амплитуде изменения скоростей потоковлУ, составляющей 0,5-1,0 от их средней скорости, и при частоте пульсаций скоростиV-5, гдеб-. ширина трубного пучка вдоль направления газового потока. При этом фронт соударения встречных потоков непрерывно перемещается внутри пучка труб от одной крайней трубы пучка до .- другой. Для дополнительной интенсиф кации теплообмена может быть предуемоереп ввод в газовый поток дисперсной среды, твердой или жидкой. На фиг. 1 схематически изображен ра- ботающий по предлагаемому способу теплообменник, продольный разрез; на фиг. 2то же, план. Теплообменник содержит патрубок 1, подводящий жидкий теплоноситель через вход ной коллектор 2 в трубы 3 пучка, выходной коллектор 4 для отвода жидкого теплоносителя из труб 3 через патрубок 5, подводящие газопроводы 6 и 7 и отводящие газопроводы 8 и 9 и трубопровод 10 отвода отсепарированной жидкой фазы. Рабочий процесс в теплообменнике проте кает следующим образом. Жидкий теплоноситель (например, вода) подается в теплообменник по патрубку 1, поступает во ной коллектор 2 и далее распределяется по трубам 3. Из пучка труб 3 после завер шения процесса теплообмена теплоноситель поступает в выходной коллектор 4 и далее по патрубку 5 отводится к потребителю. Газообразный, преимущественно двухфазный, теплоноситель, подается в теплообменник по двум встречным соосным газопрово дам 6 и 7, омывает наружную поверхность труб 3 пучка и отводится из теплообмен- ника по газопроводам 8 и 9. Отсепарирован ная из газообразного теплоносителя жидкая фаза отводи1ся из теппообм.енншса по трубопроводу Ю и распыляется вновь в потоке газа перед теплообменником. Отход51щий газ перед выводом из теплообменника пропускается через каплеуловитель, например циклон (на чертеже не показан), и уловленная при этом капельная жидкость подается также и поток газа перед теплообменником. Для облегчения стока и обновления жидкой пленки с поверхности труб в жидкий промежуточный теплоноситель вводят поверхностно-активное вещество, напр мер силикон, в количестве до 1%. Для обеспечения импульсного режима подачи газообразного теплоносителя в тру& чатый теплообменник. на подводящих газопроводах 6 и 7 устанавливают клапаны переключатели с сервоприводом и командным аппаратом. запрограммированным на режим (поду ил)) подвода газообразного теплоносителя (на чертежах эти элементы не показаны). Эффективность предлагаемого способа , интенсификации теплообмена при однофазном газообразном потоке обусловлена уменьшением застойных кормовых зон в трубном пучке и турбулизацией газового потока, возникающей при соударении встречных газовых потоков. При двухфазном потоке дополнительная интенсификация теплообмена обусловлена проникновением промежуточной плотной фазы теплоносителя (капель жидкости и твердых частиц) в кормовую зону каждой из труб пучка и вовлечением этих зон в интенсивный теплообмен. Формула изобретения Способ работы кожухотрубного теплообменника, преимущественно на двухфазном потоке,-, путем подачи среды в меж трубное пространство двумя встречными потоками, перпендикулярными к оси трубного пучка, поворота noTOKOBi на 90 и отвода их во взаимно противоположных направлениях, отличающийс я тем, что, с цвлью интенсификации теплеобмена, встречные потоки перед их поворотом приводят в соударение в плоскостях параллельных к оси пучка, и ч подают их в импульсном режиме со сдвигом фаз на полпериода при амплитуде изменения скоростей потоков AV,составляющей 0,5-1,0 от их средней скорости, и при частоте пульсаций скорости Л) j , где S - ширина трубного пучка. Источники информации, принятые во BHI мание при экспертизе: 1. Авторское свидетельство СССР . № 125256, кл. F 28 D 11/ОО, 1948.

.

Фиг.

S.t±rчрг ,У

/

/

Фиг. 2