Вертикальная труба конденсатора

 

Использование: для конденсации пара в энергетике и химической промышленности . Сущность изобретения: в вертикальной трубе конденсатора с продольными канавками 1 на наружной поверхности и соответствующими им выступами 2 на внутренней поверхности в полости трубы размещены равномерно по ее длине внутренние поперечные кольца 3, установленные с натягом относительно вершины 4 выступоп 2 внутренней поверхности трубы, При этом каждое кольцо 3 может быть жестко соединено с вершинами по крайней мере нескольких выступов 2. В зоне установки каждого кольца 3 на вершинах 4 выступов 2 могут быть выполнены дополнительные впадины под кольца 3. В зоне установки колец 3 на вершинах 4 по крайней пере каждого второгочетвертого выступа 2 могут быть выполнены полусферические ребра, а на наружной поверхности колец 3 - ответные пазы. Радиус наружной поверхности каждого кольца 3 может превышать радиус окружности, проходящей через вершины 4 выступов 2, при этом на указанной поверхности каждого кольца 3 выполнены ответные углубления под выступы 2, а верхняя кромка кольца 3 имеет форму усеченного конуса. На наружной поверхности трубы в зоне установки внутренних поперечных колец 3 могут быть установлены с натягом внешние кольца. 5 з.п. ф-лы, 4 ил. 73 С ю о о о ел со о

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

О

О

О (Л

A риг 1

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4931836/06 (22) 25.04.91 (46) 07.09.93. Бюл. hh 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) ВЕРТИКАЛЬНАЯ ТРУБА КОНДЕНСАТОРА (57) Использование: для конденсации пара в энергетике и химической промышленности. Сущность изобретения: в вертикальной трубе конденсатора с продольными канавками 1 на наружной поверхности и соответствующими им выступами 2 на внутренней поверхности в полости трубы размещены равномерно по ее длине внутренние поперечные кольца 3, установленные с натягом относительно вершины 4 выступов 2 внутренней поверхности трубы, При этом каж„„ЯЫ„Ä 2000531 C (снс Г 28 F 1/08, F 28 В 1/02, Г 28

F 1/04 дое кольцо 3 может быть жестко соединено с вершинами по крайней мере нескольких выступов 2. В зоне установки каждого кольца 3 на вершинах 4 выступов 2 могут быть выполнены дополнительные впадины под кольца 3. В зоне установки колец 3 на вершинах 4 по крайней пере каждого второгочетвертого выступа 2 могут быть выполнены полусферические ребра, а на наружной поверхности колец 3 — ответные пазы. Радиус наружной поверхности каждого кольца 3 может превышать радиус окружности, проходящей через вершины 4 выступов 2, при этом на указанной поверхности каждого кольца 3 выполнены ответные углубления под выступы 2, а верхняя кромка кольца 3 имеет форму усеченного конуса. На наружной поверхности трубы в зоне установки внутренних поперечных колец 3 могут быть установлены с натягом внешние кольца. 5 з,п. ф-лы, 4 ил.

2000531

Изобретение относится к элементам конструкции теплообменных аппаратов, используемых для конденсации пара о энергетике и химической промышленности, Известны вертикальные гладкие теплообменные трубы с установленными на них по высоте трубы конденсатоотводными колпачками.

Недостатком таких теплообменных труб с конденсатоотводными колпачками является низкий коэффициент топлоотдачи на стороне конденсации, т.е, на наружной поверхности трубы, При конденсации на внутренней поверхности трубы коэффициент оказывается еще ниже, чем на наружной поверхности ее, Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой вертикальной трубе конденсатора является теплопередающая поверхность конденсатора листотрубного или трубного конденсатора для рабочих жидкостей с поверхностным натяжением

<35 дин/см, имеющая продольные канавки с шагом 142 мм и глубиной 0.3-0,6 мм, при этом по мере уменьшения поверхностного натяжения шаг увеличивается в диапазоне

1-2 мм, а глубина составляет примерно 1/3 от шага, Недостатком известной конструкции является низкая эксплуатационная надежность при повышенном давлении наружной среды, а также низкий коэффициент теплоотдачи при конденсации пара на внутренней поверхности трубы.

Цель изобретения — повышение эксплуатационной надежности при повышенном давлении наружной среды, Указанная цель достигается тем, что в конструкции трубы конденсатора с продольными канавками на наружной поверхности и соответствующими им выступами на внутренней поверхности в полости трубы дополнительно размещены равномерно по ее длине внутренние поперечные кольца. взаимодействующие с выступами поверхности трубы.

На фиг. 1 представлена предложенная вертикальная труба конденсатора; на фиг, 2 — кольцо; на фиг. 3 — то же; на фиг, 4— вертикальная труба конденсатора.

В вертикальной трубе конденсатора с продольными канавками 1 на наружной поверхности и соответствующими им выступами 2 на внутренней поверхности s полости трубы дополнительно размещены равномерно по ее длине внутренние поперечные кольца 3 взаимодействующие с выступами

2 внутренней поверхности трубы, При этом каждое кольцо 3 может быть жестко соединено с вершинами 4 по крэй5

45 ней мере нескольких выступов 2 (фиг. 1). На выступах 2 в зоне установки каждого кольца

3 дополнительно могут быть выполнены поперечные впадины под кольца 3 (фиг. 1), имеющие глубину, не превышающую 0,3 высоты выступа 2, и ширину, соответствующую ширине кольца 3. В зоне установки колец 3 на вершинах по крайней мере каждого второго-четвертого выступа 2 могут быть выполнены полусферические ребра, а на наружной поверхности 5 колец 3 — ответные пазы 6 (фиг, 2), Радиус наружной поверхности 5 каждого кольца 3 превышает радиус окружности, проходящей через вершины 4 выступов 2, на величину, не превышающую половины высоты выступа 2, при этом на поверхности 5 каждого кольца 3 выполнены ответные углубления 7 под выступы 2, в углублениях 7 каждого кольца 3 выполнены полусферические пазы 8 (фиг. 3), на вершинах выступов 2 в зоне установки колец 3— ответные ребра, а верхняя кромка 9 кольца

3 имеет форму усеченного конуса. большее основание 10 которого расположено выше его меньшего основания 11 (фиг. 2). На наружной поверхности трубы в зоне установки внутренних поперечных колец 3 могут быть установлены с натягом внешние кольца 12 (фиг. 4), Вертикальная труба конденсатора работает следующим образом, Внутри трубыпроисходит конденсация пара, а наружную ее поверхность омывает охлаждающая среда. Наличие внутренних продольных выступов, 2 образующих внутреннее оребрение трубы, обеспечивает высокий коэффициент теплоотдачи при конденсации пара на указанной стороне последней за счет увеличенной поверхности теплообмена и в большей мере за счет использования стягивающего эффекта вследствие действия сил поверхностного натяжения при стекании ручья конденсата по канавкам образованным выступами 2, Равномерно размещенные по длине трубы внутренние поперечные кольца 3, установленные с натягом относительно sepшины 4 выступов 2 внутренней поверхности трубы, повышают эксплуатационную надежность последней при повь шенном давлении наружной среды за счет предотвращения возможной деформации трубы под воздействием наружных сжимающих усилий. Внутренние поперечные кольца 3 одновременно приводят к дополнительной интенсификации теплообмена нэ внутренней поверхности трубы зэ счет гурбулизирующего воздействия колец

3 нэ движущийся по трубе пар, 2000531

Для исключения смещения поперечных колец 3 внутри трубы при эксплуатации конденсатора каждое кольцо 3 может быть жестко соединено с вершинами llo крайней мере нескольких выступов 2 с помощью дуговой контактной сварки. Кроме того, укаэанное может быть обеспечено путем выполнения в зоне установки каждого кольца 3 на вершинах 4 выступов 2 дополнительных впадин под кольца 3 (фиг. 1) глубиной, не превышающей 0,3 высоты выступа. и шириной, соответствующей ширине кольца 3, в которые за счет упругой деформации трубы установлены кольца 3. Глубина впадин определяется иэ условий обеспечения надежности конструкции.

Также для исключения смещения поперечных колец 3 в зо е их установки на вершинах 4 по крайней мере каждого второго-четвертого выступа 2 могут быть выполнены плусферические ребра, э на наружной поверхности 5 колец 3 — ответные пазы 5. Высота ребер и соответствующая им глубина ответных пазов б выбираются из условий обеспечения надежной работы трубы. Число ребер и пазов определяется диаметром трубы и числом выступов 2 на ней.

Кольца 3 за счет упругой деформации трубы устанавливаются с натягом, Для исключения любых смещений выступов 2 и колец 3 при работе трубы радиус наружной поверхности 5 каждого кольца 3 может превышать радиус окружности, проходящей через вершины 4 выступов 2, на величину, не превышающую половины высоты выступа 2, при этом на поверхности 5 каждого кольца 3 выполнены ответные углубления 7 под выступы 2, в углублениях каждого кольца 3 выполнены полусферические пазы 8, а на вершинах выступов 2 о зоне установки колец 3 — ответные ребра. Наличие зазора между канавками, образованной смежными выступами 2, и внутренней поверхностью кольца 3 обеспечивает надежный пропуск стекающего ручья конденсата по указанной канавке. При высоте ручья, перекрывающей зазор, часть конденсата сбрасывается по наклонной верхней кромке 9 каждого кольца 3 вниз конденсатора. что способствует дополнительной интенсификации теплообмена на внутренней поверхности трубы.

Для исключения возможного смещения поперечных колец 3, установленных внутри трубы, при транспортировке, хранении, а также эксплуатации последних с наружной стороны трубы в зоне установки внутренних поперечных колец 3 могут быть установлены с натягом внешние кольца 12. Интервал установки колец 12 определяется надежностью конструкции, Кольца 12 при этом одно5

55 временно способствует турбулизэции потока, обтекающего трубу снаружи, что увеличивает коэффициент теплопередачи.

Расстояние между поперечными кольцами 3 внутри трубы зависит от перепада давлений снаружи и внутри трубы, толщины трубы, ее материала. ширины и толщины кольца и т.д. и определяется из условия обеспечения надежной работы трубы.

Таким образом. использование вертикальной трубы конденсатора для конденсации пара внутри трубы при наличии в полости ее внутренних поперечных колец позволяет повысить эксплуатационную надежность при повышенном давлении наружной среды, интенсифицировать теплообмен эа счет увеличения коэффициента теплопередачи и уменьшить массу и длину трубы, а соответственно сократить габариты и уменьшить массу конденсатора.

Предложенная конструкция трубы при укаэанных достоинствах обеспечивает также снижение металлоемкости эа счет уменьшения толщины стенки трубы.

Формула изобретения !. Вертикальная труба конденсатора с продольными канавками на наружной поверхности и соответствующими им выступами на внутренней поверхности, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности при повышенном давлении наружной среды, в полости трубы дополнительно размещены равномерно по ее длине внутренние поперечные кольца, взаимодействующие с выступами внутренней поверхности трубы.

2. Труба по и. 1, отличающаяся тем, что каждое кольцо жестко соединено с вершинами по крайней мере нескольких выступов.

3. Труба по п. 1, отличающаяся тем, что на выступах в зоне установки каждого кольца дополнительно выполнены поперечные впадинь под кольца, имеющие глубину. не превышающую 0,3 высоты выСтупа, и ширину. соответствующую ширине кольца

4. Труба, по и. 1, о т л и ч а ю щ а я c a тем, что в зоне установки колец на вершинах по крайней мере каждого второго-четвертого выступа выполнены полусферические ребра, э на наружной поверхности колец— ответные пазы, 5. Труба по п. 1, о т л и ч а ю щ э я с я тем, что радиус наружной поверхности к<" ждого кольца превышает радиус окружности, проходящей, через вершины выступов на величину, не превыiиающую половины высоты выступа. при этом на каждой вершине

BblcTvllë в зоне установки колец выполнены

2000531

Ю

Составитель Г, Ерченко

Техред М.Моргентэл Корректор И. Шароши

Редактор

Заказ 3075

Тираж Подписное

НПО " Поиск" Роспатента

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, yn,Гагарина, 101 полусферические ребра, а на наружной поверхности каждого кольца выполнены углубления под выступы, причем ответные пазы под ребра расположены в упомянутых углублениях, а верхняя кромка кольца имеет форму усеченного конуса, большее основание которого расположено выше его меньшего основания.

6, Труба по оп. 1-5, отличающаяся тем, что на ее наружной поверхности в зоне

5 установки внутренних поперечных колец дополнительно установлены внешние кольца,