Теплообменный элемент горизонтального конденсатора

 

Использование; в теплообменных аппаратах и конденсаторах паровых турбин. Сущность изобретения: в теплообменном элементе горизонтального конденсатора, содержащем расположенные друг под другом конденсатоподводное устройство и трубу с поперечными ребрами и канавками на наружной поверхности, в верхней части которой выполнен паз для соединения с конденсатоподводным устройством, причем полость паза сообщена отверстиями выполненными в его нижней части, с канавками на трубе, устройство выполнено в виде желоба с торцевыми перегородками, высота которых меньше высоты его боковых сторон. При этом желоб может иметь ступенчатый профиль: паз у основания может иметь дополнительные продольные выступы, на которых с зазором устано влены продольные пластины, прилегающие к боковым сторонам паза, и желоб образован вышеуказанными пластинами и основанием паза. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

2000529 С

ВЩдя pl g

ИБ/ 1 О тЕ „

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4811483/06 (22) 09.04.90 (46) 07.09.93. Бюл. М 33-36 (71) Санкт-Петербургский институт машиностроения (72) Ерченко Г.Н., Богов И.А.. Ерченко Н.Г. (73) Ерченко Г.Н., Богов И.А., Ерченко Н.Г. (54) ТЕПЛООБМЕННЫЙ ЭЛЕМЕНТ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО КОНДЕНСАТОРА (57) Использование; в теплообменных аппаратах и конденсаторах паровых турбин.

Сущность изобретения: в теплообменном элементе горизонтального конденсатора, содержащем расположенные друг под другом конденсатоподводное устройство и трубу с поперечными ребрами и канавками на

Изобретение относится к кожухотрубным теплообменникам и может быть использовано в теплообменных аппаратах и конденсаторах паровых турбин.

Известна теплообменная.труба преимущественно конденсатора, снабженная на наружной поверхности спиральной канавкой, выполненной с образованием спиральных поясков. На спиральных поясках происходит конденсация рабочего тела (пара). Укаэанные пояски по сравнению с гладкой наружной поверхностью трубы увеличивают поверхность конденсации рабочего тела. Спиральные канавки служат для отвода конденсата со спиральных поясков, Недостатком такой теплообменной трубы является нижний коэффициент теплоотдачи из-за неэффективной работы верх(5нс F 28 В 1/10, F 28 F 1/24 наружной поверхности, в верхней части которой выполнен паз для соединения с конденсатоподводным устройством, причем полость паза сообщена отверстиями выполненными в его нижней части, с канавками на трубе, устройство выполнено в виде желоба с торцевыми перегородками, высота которых меньше высоты его боковых сторон.

При этом желоб может иметь ступенчатый профиль: паз у основания может иметь дополнительные продольные выступы, на которых с зазором установлены продольные пластины, прилегающие к боковым сторонам паза, и желоб образован вышеуказанными пластинами и основанием паза. 2 з,п. ф-лы, 4 ил. ней части теплообменной трубы вследствие малой скорости течения конденсата в канавках этой части трубы и из-за затопления О конденсатом нижней части трубы, 1 )

Известна также горизонтальная тепло- (Я обменная труба конденсатора с попереч- Я ным оребрением на наружной поверхности. О

На поперечных ребрах происходит конденсация рабочего тела (пара). Указанные ре- Г) бра по сравнению с гладкой наружной поверхностью трубы увеличивают поверхность конденсации рабочего тела. Межреберные канавки служат для отвода конденсата с поперечных ребер, Недостатком такой теплообменной трубы является низкий коэффициент теплоотдачи, так к верхняя часть трубы иэ-за малого наклона межреберных канавок приводяще2000529 го к малой скорости конденсата в них, работает неэффективно, а нижняя часть покрыта толстой пленкой конденсата. Поэтому макcèмальная интенсификация теплообмена на горизонтальных трубах с поперечными ребрами достигает не более 100-120, в то время как для вертикальных труб с продольным оребрением она достигает 500-600 .

Наиболее близким к предложенному теплообменному элементу горизонтального конденсатора является теплообменный элемент конденсатора, содержащий расположенные друг под другом трубы, между которыми расположен соединительный элемент, причем нижняя труба выполнена с поперечными ребрами и канавками на наружной поверхности и имеет в верхней части продольный паэ под элемент, а верхняя труба имеет гладкую поверхность и ее полость сообщена с канавками нижней трубы, боковые стороны продольного паза расположены под углом, превышающим угол сектора трубы, охватывающего паз, элемент выполнен полым с полостью, сообщенной с полостью верхней трубы, при этом высота 25 элемента и глубина паза равны высоте поперечного ребра нижней трубы, а на боковых поверхностях элемента в зоне канавок выполнены отверстия, сообщающие nonock элемента с этими канавками. 30

Недостатками прототипа являются большие габариты, сложность конструкции и низкий коэффициент теплоотдачи вследствие принудительной подачи конденсата к отверстиям, отсутствия средства для сброса и транспортировки конденсата, стекающего в вышерасположенных труб, к трубным доскам.

Целью изобретения является уменьшение габаритов. 40

Указанная цель достигается тем, что в предложенном теплообменном элементе горизонтального конденсата, содержащем расположенные друг под другом конденсатоподводное устройство и трубу с попереч- 45 ными ребрами и канавками на наружной поверхности, в верхней части которой выполнен паз для соединения с конденсатоподводным устройством, причем полость последнего сообщена отверстиями, выпол- 50 ненными в et.o нижней части, с канавками на трубе, устройство выполнено в виде желоба

С торцевыми перегородками, высота которых меньше высоты его боковь .х сторон.

При этом желоб может иметь ступенча- 55 тый профиль, нижняя ступень которого выполнена в виде горизонтального плоского участка, примыкающего к основанию паза, а также паэ у основания может иметь дополнительные продольные выступы, боковые стороны которых расположены под углом, равным углу сектора, охватывающего нижнюю часть паза, а верхние поверхности выступов расположены перпендикулярно радиальным плоскостям, проходящим через их середины, причем на выступах с зазором установлены продольные пластины, прилегающие к боковым сторонам паза, и желоб образован вышеуказанными пластинами и основанием паза.

На фиг. 1 представлен теплообменный элемент горизонтального конденсатора; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг, 1; на фиг. 3— сечение Б-Б на фиг. 1 (при отсутствии желоба): на фиг. 4 — сечение Б-Б на фиг. 1

В теплообменном элементе горизонтального конденсатора, содержащем расположенные друг под другом конденсатоподводное устройство 1 и трубу

2 с поперечными ребрами 3 и канавками 4 на наружной поверхности, в верхней части которой выполнен паз 5 для соединения с конденсатоподводным устройством 1, причем полость последнего сообщена отверстиями 6, выполненными в его нижней части, с канавками 4 на трубе 2, устройство

1 выполнено в виде желоба 7 (фиг. 2) с торцевыми перегородками 8, высота которых меньше высоты его боковых сторон. При этом желоб 7 может иметь ступенчатый профиль (фиг, 2), нижняя ступень 9 которого выполнена в виде горизонтального плоского участка, примыкающего к основанию паза 5; паз 5 у основания (фиг. 3) может иметь дополнительные продольные выступы 10, боковые стороны 11 которых расположены под углом р, равным углу /3сектора, охватывающего нижнюю часть паза 5, а верхние поверхности 12 выступов 10 расположены перпендикулярно радиальным плоскостям, проходящим через их середины, причем на выступах с зазором установлены продольные пластины 13 (фиг. 4), прилегающие к боковым сторонам 11 паза 5, и желоб 7 образован пластинами 13 и основанием паза.

Теплообменный элемент горизонтального конденсатора работает следующим образом. Конденсат, стекающий с донной части вышерасположенного теплообменного элемента в конденсатоподводное устройство 1, выполненное в виде желоба 7, нижерасположенного теплообменного элемента, через отверс ия 6 поступает в канавки 4 и за счет кинетической энергии вытекающих струй из отверстий 6 и под действием сил тяжести движется по межреберным канавкам 4 трубы 2, стягивая при этом пленку конденсатора с поверхности ребер

3, и далее в ее донну о часть. с которой стекает в конденсзтоподводное устройство

2000529

1 нажерасположенного теплообменного элемента. Достижение оптимальной скорости выхода струй конденсата в канавки 4 трубы 2 происходит за счет потенциальной энергии столба жидкости в конденсатоподводном устройстве 1, определяемого высотой торцевых перегородок 8 желоба 7 (фиг.

2). Излишки конденсата в желобе переливаются через торцевые перегородки 8 и стекают по трубным доскам вниз конденсатора.

Высота торцевых перегородок 8 и соответственно желоба 7 выбирается из условия достижения приемлемого коэффициента теплоотдачи при уменьшении габаритов теплообменного элемента конденсатора, Выполнение паза 5 у основания (фиг, 3) с дополнительными продольными выступами 10, боковые стороны 11 которых расположены под углом р, равном углу

/3 сектора, охватывающего нижнюю часть паза 5, а верхние поверхности 12 выступов

10 расположены перпендикулярно радиальным плоскостям, проходящими через их середины, и установка на поверхности 12 выступов 10 продольных пластин 13 (фиг. 4), прилегающих к боковым сторонам 11 паза

5, позволяет при прочих равных условиях увеличить коэффициент теплоотдачи, а следовательно, уменьшить габариты теплообменного элемента, упростить технологию изготовления последнего, так как в этом случае отверстия б (фиг. 2) образуются между основанием канавки 4 трубы 2 и низом продольных пластин 13, установленных на верхние поверхности 12 выступов 10, и при этом выход конденсата в канавку 4 через вышеуказанные отверстия происходит в виде оформившегося ручья и процесс стягивания пленки начинается сразу за выходным сечением образовавшихся отверстий.

Проходное сечение полученных отверстий определяется достижением максимального коэффициента теплоотдачи и регулируется высотой выступов 10, При этом верхние поверхности 12 выступов 10 могут быть расположены не только перпендикулярно радиальным плоскостям, проходящим через ось трубы и середины верхних

45 поверхност.й 12 выступов 10. но и под другим углом в случае толщины продольных пластин, так как в данном случае указанное расположение не отразится на характере движения вытекающей струи конденсата их этих отверстий, Ширина паза 5 трубы 2 выбирается из условия обеспечения свободного доступа конденсата к отверстиям желоба 7 и технологических соображений.

Использование изобретения в теплообменных аппаратах и кондесаторах паровых турбин позволяет уменьшить габариты последних, упростить технологию их изготовления и уменьшить паровое сопротивление.

Формула изобретения

1. Теплообменный элемент горизонтального конденсатора. содержащий расположенные друг под другом конденсатоподводное устройство и трубу. в верхнеи части которой выполнен паз для соединения с конденсатоподводным устройством, причем полость последнего сообщена отверстиями в его нижней части с канавками на трубе,отл ичаю щийся тем, что. r; целью уменьшения габаритов, конденсатоподводное устройство выполнено в виде желоба с торцевыми перегородками, высота которых меньше высоты его боковых сторон.

2, Элемент по и. 1. отл и ч а ю щи и с я тем, что желоб имеет ступенчатый профиль, нижняя ступень которого выполнена в виде горизонтального плоского участка, примыкающего к основанию паза.

3, Элемент по. 1, отличающийся тем, что паз у основания имеет дополнительнь,е продольные выступы, боковые стороны которых расположены под углом, равным углу сектора, охватывающего нижнюю часть паза, а верхние поверхности выступов расположены перпендикулярно радиальным плоскостям, проходящим через их середины, причем на выступах с зазором установлены продольные пластины, прилегающие к боковым сторонам паза. а желоб образован указанными пластинами и основанием паза.

2000529

АР З

Редактор

Тираж Подписное

НПО " Поиск" Роспатента

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Заказ 3075

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 А д уиН

Составитель Г. Ерченко

Техред М.Моргентал Корректор М. Шароши