Способ изготовления теплообменника

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в качестве технологического способа изготовления теплообменника ядерной энергетическрой установки, работающей на жидкометаллическом теплоносителе в режиме переменных нагрузок. Изобретение заключается в том, что в способе изготовления теплообменника, содержащего установленный в корпусе пучок теплообменных труб зигзагообразной формы с наружным винтовым оребрением, заключающемся в размещении внутренней трубы внутри наружной и их совместной гибке, на внутреннюю трубу навивают интенсификатор, в полость, по всей длине внутренней трубы с плотным прилеганием помещают интенсификатор-ретардер с толщиной не менее толщины стенки внутренней трубы, причем в месте гиба, предварительно с внутренней и наружной труб, интенсификатор удаляют. Технический результат - предлагаемый способ изготовления теплообменника исключает появление микротрещин при выполнении гибов, что необходимо для достижения показателей эксплуатационной надежности. 3 ил.

 

Изобретение относится к теплообменной технике и предназначено для использования в качестве технологического способа изготовления высокотеплонапряженного теплообменника (ТО) модульного типа ядерной энергетической установки (ЯЭУ), работающей на жидкометаллическом теплоносителе в режиме переменных нагрузок.

Известен способ изготовления теплообменника типа "труба в трубе" путем предварительного формирования турбулизирующих элементов и установки их в виде пакета во внутренней трубе и в межтрубном пространстве с образованием поперечного оребрения, причем турбулиэирующие элементы формируют двух типоразмеров, соответствующих сечению внутренней трубы и межтрубного пространства, жестко закрепляют их на внутренней трубе по обе стороны с образованием пакета, который затем вводят в наружную трубу, а при изготовлении турбулизирующих элементов из спеченного металла пакет к внутренней трубе крепят путем спекания в восстановительной среде [1].

Недостатком этого технического решения является повышенная вибрация пакета турбулизирующих элементов совместно с внутренней трубой в составе внешней трубы, так как этому будет способствовать движение жидкостей за счет турбулизаторов. В связи с тем, что не предусмотрены смесительные камеры для движущихся жидкостей, по поперечному сечению стенок труб будет иметь место температурная разверка. Эти вышеуказанные недостатки приводят к повреждению теплообменных труб с последующим разрушением, приводящим к межконтурной неплотности, подтвержденное опытом эксплуатации.

Известен способ изготовления теплообменника типа "труба в трубе" путем установки в трубе центрального стержня с винтовым ребром, причем винтовое ребро выполнено с наружным диаметром, равным внутреннему диаметру наружной трубы, и симметричным ступенчатым профилем с широким участком, примыкающим к стержню, затем на выступы между участками наматывают ленту, имеющую ширину, равную расстоянию между узкими участками ребра, и герметизируют стыки с образованием цилиндрической трубы, после чего образовавшуюся сборку помещают в наружную трубу, а ленту выполняют из медной фольги, снабженной с обеих сторон выступами [2].

Недостатком этого технического решения является относительно узкая область применения при недостаточно необходимой эксплуатационной надежности конструкции ТО в целом, так как применение меди в каналах теплообменных труб следует исключать в связи с тем, что наличие меди приводит, даже в отсутствии кислорода, к коррозионным повреждениям стенок теплообменных труб, а недостаточно интенсивный теплообмен повлечет увеличение весогабаритных параметров.

Технический результат изобретения - упрощение и надежность технологического процесса изготовления ТО модульного типа для получения малых габаритов последнего за счет повышения равномерности температурного поля в поперечном сечении трубного пучка и уменьшение относительной деформации труб при температурных удлинениях.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе изготовления теплообменника, содержащего установленный в корпусе пучок теплообменных труб зигзагообразной формы с наружным винтовым оребрением, заключающемся в размещении внутренней трубы внутри наружной и их совместной гибке, на внутреннюю трубу навивают интенсификатор, в полость, по всей длине внутренней трубы с плотным прилеганием помещают интенсификатор-ретардер с толщиной не менее толщины стенки внутренней трубы, причем в месте гиба, предварительно с внутренней и наружной труб, интенсификатор удаляют.

Изложенная сущность изобретения поясняется чертежами, где:

на фиг.1 - ТО при проведении первых двух гибов с показом интенсификатора-ретардера, внутренней и внешней труб, а также гибочных роликов;

на фиг.2 - поперечный разрез А-А фиг.1.

Для способа изготовления ТО необходимы следующие элементы: внутренняя труба 0 с интенсификатором в виде ребра 1 на внешней поверхности, внутри которой устанавливают интенсификатор-ретардер 2, внешняя труба 3 с интенсификатором в виде ребра 4 на внешней поверхности и гибочные ролики 5 и 6.

Способ изготовления ТО осуществляется следующим образом.

В полость, по всей длине внутренней трубы 0, с плотным прилеганием помещают интенсификатор-ретардер 2 с толщиной не менее толщины стенки внутренней трубы 0. Причем увеличение толщины интенсификатора-ретардера 2 ограничивается проходным сечением полости внутренней трубы 0. Далее, внутреннюю трубу 0 помещают в полость внешней трубы 3, но предварительно с внутренней трубы 0 через соответствующие промежутки в местах предполагаемого гиба удаляют ребро 1. Кроме того, с внешней трубы 3 также в местах предполагаемого гиба через такие же промежутки удаляют ребро 4. Все элементы ТО закрепляют с одного конца для того, чтобы при проведении гибов перемещения элементов относительно друг друга происходило в одном направлении. Участок L удаления ребер 1 и 4 определяется из условия проведения гиба для одной трубы.

Применение технологического способа изготовления конструкции ТО предлагаемого вида исключает появление микротрещин при выполнении гибов, вибрацию элементов ТО при эксплуатации, повысит интенсивность теплообмена, а также эксплуатационную надежность конструкции в целом.

Литература

1. Чередников Н.С. и др. Способ изготовления теплообменника типа "труба в трубе". SU. А.с. № 1011994. F28D 7/10. Приоритет - 16.04.63. Опубл. бюллетень изобретений № 14. 15.04.1983 - аналог.

2. Асакавичус Й.П. и др. Способ изготовления теплообменника типа "труба в трубе". SU. А.с. № 1636679. F28D 7/10. Приоритет - 23.05.88. Опубл. бюллетень изобретений № 11. 23.03.91 - прототип.

Способ изготовления теплообменника, содержащего установленный в корпусе пучок теплообменных труб зигзагообразной формы с наружным винтовым оребрением, заключающийся в размещении внутренней трубы внутри наружной и их совместной гибке, отличающийся тем, что на внутреннюю трубу навивают интенсификатор, в полость по всей длине внутренней трубы с плотным прилеганием помещают интенсификатор-ретардер с толщиной не менее толщины стенки внутренней трубы, причем в месте гиба, предварительно с внутренней и наружной труб, интенсификатор удаляют.