Тепловая труба Советский патент 1982 года по МПК F28D15/02 

Изобретение относится к елемемтам конструкций теплообменных аппаратов и может быть использовано ДЛЯ охлаж дения теплотехнического газа при производстве серной кислоты. Известны вертикальные тепловые трубы, используемые для охлаждения дымовых газов котлов и печей и содержащие цилиндрический корпус с коаксиально размещенной внутри вставкой с открытыми торцами, снабженной попереч ными перегородками, установленными внутри и снаружи вставки с образованием верхнего и нижнего объемов как внутри, так и снаружи вставки, соединенных перепускными каналами 11 , Известны также тепловые трубы, содержащие корпус с кольцевой конической перегородкой, жестко присоединенной большим основанием к внутренней стенке корпуса с образованием конденсатосборника, который снабжен конденсатопроводом 21. По основному авт.ев f 566117 известна тепловая труба, содержащая вертикальный корпус, частично заполненный теплоносителем с зонами испарения и конденсации, и коаксиальную вставку, размещенную внутри корпуса с образованием в зоне испарения кольцевого канала, причем верхний торец вставки выпо.пнен с отбортовкой, плотно прилегающей к стенке корпуса и имеющей на закругленной поверхности сквозные отверстия для отвода образовавшихся в кольцевом канале паров теплоносителя 3. Недостаток описанных выше труб заключается в том, что они могут работать только в качестве охладителей и нагревателей промышленных установок производства серной кислоты и при пуске и работе теплообменных аппаратов таких установок при пониженных нагрузках подвержены коррозии, так как практически невозможно повысить температуру стенки тепловой трубы, в частности стенки зоны испарен ия корпуса трубы, выше температуры той рабочей среды, которая контактирует со стенкой снаружи, с тем чтобы избежать ко розии. Цель изобретения - повышение наде ности при использовании трубы в теплообменных аппаратах сернокислотного производства. Указанная цель достигается тем, что тепловая труба, содержащая вертикальный корпус, частично заполненный теплоносителем с зонами испарения и конденсации, и коаксиальную вставку, размещенную внутри корпуса с образованием в зоне испарения коль цевого канала, причем верхний торец вставки выполнен с отбортовкой, плот но прилегающей к стенке корпуса и имеющей на закругленной поверхности отверстия для отвода образовавшихся в кольцевом канале паров теплоносите ля, дополнительно содержит нагреватель, установленный снаружи корпуса над зоной испарения под отбортовкой вставки. На фиг. 1 изображен теплообменный аппарат, включающий ряд предлагаемых тепловых труб, на фиг. 2 - вид А на фи г , 1. Тепловая труба содержит вертикаль ный корпус 1 с заглушенными торцами 2 и 3 , частично заполненный тепло носителем k, циркулирующим между зоной 5 испарения и зоной 6 конденсации, коаксиальную вставку 7, размещенную внутри корпуса с образованием в зоне j испарения кольцевого канала 8 и имеющую верхний торец 9, выполненный с отбортовкой 10, снабженной отверстиями 11, а также нагреватель 12. Зона 5 испарения тепловой трубы установлена в греющей камере 13 сна женной патрубками 1А и 15 для подвода и отвода рабочей среды,зона 6 - в охлакодающей камере 16 с патрубками 17 и 18 для подвода и отвода среды, а нагреватель 12 выполнен, в частном случае, в виде цилиндрической камеры, снабженной патрубками 19 и 20 для подвода и отрода греющей: среды, Нагреватель может быть индуйцион иым. Тепловая труба работает следующим образом. В камеру 13 через патрубок 1 пос тупает горячий технологический газ, который нагревает зону 5 испарения тепловой трубы, при этом он охлаждается и охлажденным отводится из камеры через патрубок 15. Теплоноситель k при подводе тепла в зоне испарения кипит, испаряется и по кольцевому каналу 8 через отверстия 11 отбортовки 10 вставки 7 поступает в зону 6 конденсации, где охлаждается средой, которая поступает в камеру 16 через патрубок 17 и отводится нагретой через патрубок 18. В нагреватель 12 поступает дополнительно греющая с.реда, подаваемая через патрубок 19 и отводимая через патрубок 20. Находящийся в жидкой фазе в кольцевом канале 8 теплоноситель испаряется на участке, где установлен нагреватель, и поступает в зону 6 конденсации, где конденсируется. Скопивщийся конденсат пара теплоносителя удаляется из зоны 6 конденсации через вставку 7 и поступает вновь в кольцевой канал 8. Далее процесс повторяется. Если температура технологического газа, поступающего в камеру 13, оказывается ниже температуры кипения теплоносителя, которым заполнена тепловая труба, то нагреватель 12 обеспечивает надежную работу тепловой трубы вследствие постоянной циркуляции теплоносителя внутри корпуса вне зависимости от температуры технологического газа. Таким образом, установка на корпусе дополнительного нагревателя позволяет регулировать тепловую мощность каждой из тепловых труб. Формула изобретения Тепловая труба по авт.св. №566117, отли чающаяся, тем, что, с целью повышения надежности при использовании трубы в теплообменных аппаратах сернокислотного производства, труба дополнительно содержит нагреватель, установленный снаружи корпуса над зоной испарения под отбортовкой вставки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 382910, кл. F 28 О 15/00, 1971. 2.Патент США N 3965970, кл. 165-32, опублик., 1977. 3.Авторское свидетельство СССР М- 566117, кл. F 28 D 15/00, 1975.

6

.i

/7

W