Теплообменный аппарат

Изобретение относится к теплообменной технике и может быть использовано при создании теплообменных аппаратов. Корпус теплообменного аппарата выполнен состоящим из входной, центральной и выходной частей. Центральная часть выполнена в виде полого цилиндра с двумя днищами, а входная и выходная части выполнены из нескольких полых цилиндрических обечаек, скрепленных между собой. Обечайки выполнены разного диаметра, увеличивающегося от входной части к центральной и уменьшающегося от центральной части к выходной. Количество обечаек входной части соответствует количеству обечаек выходной части. Обечайки установлены последовательно с обеих сторон центральной части корпуса таким образом, что образуют чередующиеся полости первого и второго компонентов. Теплообменные элементы выполнены в виде нескольких коаксиально установленных труб разного диаметра и разной длины. Трубы большего диаметра и меньшей длины образуют периферийную часть теплообменного элемента, а трубы меньшего диаметра и большей длины образуют его центральную часть. Технический результат – улучшение технических характеристик и расширение функциональных возможностей теплообменника. 3 ил.

 

Изобретение относится к теплообменной технике и может быть использовано при создании теплообменных аппаратов.

Известен теплообменник, содержащий корпус, состоящий из наружной и внутренней стенок, установленных коаксиально с кольцевым зазором и образующих полость для рабочего тела, подводящего и отводящего коллекторов с патрубками, теплообменные элементы, выполненные в виде двухслойных цилиндрических оболочек, соединенные между собой и корпусом при помощи пилонов, установленных на концах теплообменных элементов, при этом в пилонах выполнены каналы для подвода и отвода рабочего тела (патент РФ №2569990, Заявка №: 2014149786/06 от 09.12.2014, MПК: F28D 7/10 -прототип).

Предложенный теплообменник работает следующим образом. Во внутреннюю полость теплообменника подается теплоноситель. Теплоноситель равномерно распределяется в полости теплообменника и движется в кольцевых зазорах, расположенных между теплообменными элементами и внутренней стенкой корпуса. Рабочее тело через подводящий патрубок поступает в подводящий коллектор и далее в кольцевой зазор, расположенный между наружной стенкой и внутренней стенкой корпуса. В кольцевом зазоре рабочее тело разделяется на два потока. Первый поток рабочего тела проходит в кольцевом зазоре между наружной стенкой и внутренней стенкой корпуса, нагревается и отводится в отводящий коллектор. Второй поток рабочего тела поступает по пилонам в кольцевые зазоры, расположенные между стенками теплообменных элементов. Проходя по кольцевым зазорам, рабочее тело нагревается, после чего поток по пилонам поступает в отводящий коллектор. В отводящем коллекторе два потока рабочего тела смешиваются между собой. Рабочее тело выходит из отводящего коллектора через отводящий патрубок.

Основными недостатками является сложность конструкции, значительные габаритные размеры, обусловленные значительными конструктивными зазорами между кольцевыми теплообменными элементами, неравномерность нагрева оболочек, вызванная последовательностью прохождения теплоносителя от периферийной оболочки к центральной, что, в конечном итоге, снижает эффективность работы теплообменника.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, улучшение технических характеристик и расширение функциональных возможностей теплообменного аппарата.

Решение указанной задачи достигается тем, что в предложенном теплообменном аппарате, содержащем цилиндрический корпус с входными и выходными патрубками ввода и отвода первого и второго компонентов, расположенными на корпусе, теплообменные элементы, установленные внутри корпуса в определенном порядке, полости которых связаны с соответствующими полостями подвода и отвода компонентов, согласно изобретению, корпус теплообменного аппарата выполнен состоящим из входной, центральной и выходной частей, при этом центральная часть выполнена в виде полого цилиндра с двумя днищами, а входная и выходная части выполнены из нескольких полых цилиндрических обечаек, скрепленных между собой, причем каждая упомянутая обечайка содержит одно днище, при этом обечайки выполнены разного диаметра, увеличивающимся от входной части к центральной и уменьшающимся от центральной части к выходной, причем количество обечаек входной части соответствует количеству обечаек выходной части, при этом обечайки установлены последовательно с обеих сторон центральной части корпуса таким образом, что образуют чередующиеся входные полости первого и второго компонентов, и чередующиеся выходные полости первого и второго компонентов, при этом упомянутые входные и выходные полости первого компонента открываются в общие входной и выходной коллекторы первого компонента соответственно, установленные на корпусе теплообменного аппарата, и выполненные в виде труб с патрубками подачи или приема компонента, а упомянутые входные и выходные полости второго компонента открываются в общие входной и выходной коллекторы второго компонента соответственно, установленные на корпусе теплообменного аппарата, и выполненные в виде труб с патрубками подачи или приема компонента, при этом теплообменные элементы выполнены в виде нескольких коаксиально установленных труб разного диаметра и разной длины, причем трубы большего диаметра и меньшей длины образуют периферийную часть теплообменного элемента, а трубы меньшего диаметра и большей длины образуют его центральную часть, при этом входная и выходная часть наружной трубы теплообменного элемента установлена в днищах центральной части корпуса, а каждая последующая труба теплообменного элемента установлена в днищах входной и соответствующей ей выходной частей внутри предыдущей трубы с образованием кольцевых радиальных зазоров между стенками труб, соединенных с полостью первого или второго компонентов, при этом полости кольцевых радиальных зазоров первого и второго потоков монотонно чередуются между собой.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид теплообменного аппарата, продольный разрез, на фиг. 2 - входная часть теплообменного аппарата в увеличенном масштабе, на фиг. 3 - выходная часть теплообменного аппарата в увеличенном масштабе.

Предложенный теплообменный аппарат содержит цилиндрический корпус, состоящий из входной 1, центральной 2 и выходной 3 частей. Центральная часть 2 выполнена в виде полого цилиндра с двумя днищами. Входная 1 и выходная 3 части выполнены из нескольких полых цилиндрических обечаек 4, скрепленных между собой. Каждая обечайка 4 содержит одно днище. Обечайки 4 выполнены разного диаметра, увеличивающимся от входной части к центральной и уменьшающимся от центральной части к выходной, причем количество обечаек входной части соответствует количеству обечаек выходной части. Обечайки 4 установлены последовательно с обеих сторон центральной части 2 корпуса таким образом, что образуют чередующиеся входные полости 5 и 6 первого и второго компонентов соответственно, и чередующиеся выходные полости 7 и 8 первого и второго компонентов. Упомянутые входные 5 и выходные 7 полости первого компонента открываются в общие входной 9 и выходной 10 коллекторы первого компонента соответственно. Входные 6 и выходные 8 полости второго компонента открываются в общие входной Ни выходной 12 коллекторы второго компонента соответственно. Теплообменный элемент 13 выполнен в виде нескольких коаксиально установленных труб 14 разного диаметра и разной длины. Трубы 14 большего диаметра и меньшей длины образуют периферийную часть теплообменного элемента, а трубы меньшего диаметра и большей длины образуют его центральную часть. Входная и выходная часть наружной трубы теплообменного элемента установлена в днищах центральной части корпуса. Каждая последующая труба теплообменного элемента установлена в днищах входной и соответствующей ей выходной частей внутри предыдущей трубы с образованием кольцевых радиальных зазоров между стенками труб, соединенных с полостью первого или второго компонентов, при этом полости кольцевых радиальных зазоров первого и второго потоков монотонно чередуются между собой.

Предложенный теплообменный аппарат работает следующим образом.

Из входного коллектора 9 первого компонента компонент поступает в полости первого компонента 5, образованные обечайками 4, и из них в кольцевые зазоры теплообменного элемента 13, образованного из труб 14. Пройдя по кольцевым зазорам, первый компонент собирается в выходных полостях 7 первого компонента, после чего поступает в выходной коллектор 10 первого компонента и отводится далее для дальнейшего использования.

Из входного коллектора 11 второго компонента, компонент поступает в полости второго компонента 6, образованные обечайками 4, и из них в кольцевые зазоры теплообменного элемента 13, образованного из труб 14. Пройдя по кольцевым зазорам, второй компонент собирается в выходных полостях 8 второго компонента, после чего поступает в выходной коллектор 12 первого компонента и отводится далее для дальнейшего использования.

Теплообмен между компонентами осуществляется через стенки труб 14 теплообменного элемента 13.

Схема подачи компонентов в виде коаксиальных полых колец, между стенками труб 14 теплообменного элемента 13, позволяет увеличить в несколько раз площадь поверхности теплообмена с одновременным уменьшением толщины струи. Такое решение дает возможность реализовать схему подачи первого и второго компонентов с их чередованием, что, в конечном итоге, даст возможность повысить эффективность работы теплообменного аппарата и обеспечить требуемые характеристики по теплообмену при значительно меньших габаритных размерах теплообменного аппарата.

Направление подачи первого и второго компонентов может быть как попутным при подаче их в одну сторону, так и противоположным, при подаче навстречу друг другу.

Использование предложенного технического решения позволит улучшить технические характеристики и расширить функциональные возможности теплообменного аппарата.

Теплообменный аппарат, содержащий цилиндрический корпус с входными и выходными патрубками ввода и отвода первого и второго компонентов, расположенными на корпусе, теплообменные элементы, установленные внутри корпуса в определенном порядке, полости которых связаны с соответствующими полостями подвода и отвода компонентов, отличающийся тем, что корпус теплообменного аппарата выполнен состоящим из входной, центральной и выходной частей, при этом центральная часть выполнена в виде полого цилиндра с двумя днищами, а входная и выходная части выполнены из нескольких полых цилиндрических обечаек, скрепленных между собой, причем каждая упомянутая обечайка содержит одно днище, при этом обечайки выполнены разного диаметра, увеличивающегося от входной части к центральной и уменьшающегося от центральной части к выходной, причем количество обечаек входной части соответствует количеству обечаек выходной части, при этом обечайки установлены последовательно с обеих сторон центральной части корпуса таким образом, что образуют чередующиеся входные полости первого и второго компонентов и чередующиеся выходные полости первого и второго компонентов, при этом упомянутые входные и выходные полости первого компонента открываются в общие входной и выходной коллекторы первого компонента соответственно, установленные на корпусе теплообменного аппарата и выполненные в виде труб с патрубками подачи или приема компонента, а упомянутые входные и выходные полости второго компонента открываются в общие входной и выходной коллекторы второго компонента соответственно, установленные на корпусе теплообменного аппарата и выполненные в виде труб с патрубками подачи или приема компонента, при этом теплообменные элементы выполнены в виде нескольких коаксиально установленных труб разного диаметра и разной длины, причем трубы большего диаметра и меньшей длины образуют периферийную часть теплообменного элемента, а трубы меньшего диаметра и большей длины образуют его центральную часть, при этом входная и выходная части наружной трубы теплообменного элемента установлены в днищах центральной части корпуса, а каждая последующая труба теплообменного элемента установлена в днищах входной и соответствующей ей выходной части внутри предыдущей трубы с образованием кольцевых радиальных зазоров между стенками труб, соединенных с полостью первого или второго компонентов, при этом полости кольцевых радиальных зазоров первого и второго потоков монотонно чередуются между собой.



 

Похожие патенты:

Использование: для смесеобразования компонент топлива. Сущность изобретения заключается в том, что смесительная головка щелевого парогазогенератора содержит корпус с установленными в нем смесительными элементами для подачи компонентов топлива и парообразующей жидкости, характеризующаяся тем, что корпус выполнен состоящим из нескольких полых обечаек с одним днищем, последовательно установленных друг за другом с образованием замкнутых полостей для подачи компонентов топлива и парообразующей жидкости, при этом упомянутые смесительные элементы выполнены в виде нескольких коаксиально установленных труб разного диаметра и разной длины, входные части которых установлены в днищах полых обечаек, причем трубы большего диаметра и меньшей длины образуют периферийную часть каждого смесительного элемента, а трубы меньшего диаметра и большей длины образуют его центральную часть, причем на наружной поверхности выходной части труб выполнены кольцевые выступы со сквозными каналами, соединяющими полости между трубами с полостью камеры сгорания, при этом выходные части труб скреплены между собой с образованием каналов для подачи компонентов топлива и парообразующей жидкости в камеру сгорания, причем полости первого и второго компонентов топлива монотонно чередуются между собой, при этом полости подачи парообразующей жидкости расположены в центральной и в периферийной частях смесительной головки.

Использование: для смесеобразования компонентов топлива. Сущность изобретения заключается в том, что смесительная головка щелевого парогазогенератора содержит корпус с установленными в нем смесительными элементами для подачи компонентов топлива и парообразующей жидкости, при этом корпус выполнен состоящим из нескольких полых обечаек с одним днищем, последовательно установленных друг за другом с образованием замкнутых полостей для подачи компонентов топлива и парообразующей жидкости, при этом упомянутые смесительные элементы выполнены в виде нескольких коаксиально установленных труб разного диаметра и разной длины, входные части которых установлены в днищах полых обечаек, причем трубы большего диаметра и меньшей длины образуют периферийную часть каждого смесительного элемента, а трубы меньшего диаметра и большей длины образуют его центральную часть, причем трубы установлены таким образом, что величина кольцевого зазора между трубами постоянна по всему днищу смесительной головки, при этом выходные части труб скреплены между собой с образованием каналов для подачи компонентов топлива и парообразующей жидкости в камеру сгорания, причем полости первого и второго компонентов топлива монотонно чередуются между собой, при этом полости подачи парообразующей жидкости расположены в центральной и в периферийной частях смесительной головки.

Использование: для смесеобразования компонентов топлива. Сущность изобретения заключается в том, что смесительная головка щелевого парогазогенератора содержит корпус с установленными в нем смесительными элементами для подачи компонентов топлива и парообразующей жидкости, характеризуется тем, что корпус выполнен состоящим из нескольких полых обечаек с одним днищем, последовательно установленных друг за другом с образованием замкнутых полостей для подачи компонентов топлива и парообразующей жидкости, при этом упомянутые смесительные элементы выполнены в виде нескольких коаксиально установленных труб разного диаметра и разной длины, входные части которых установлены в днищах полых обечаек, причем трубы большего диаметра и меньшей длины образуют периферийную часть каждого смесительного элемента, а трубы меньшего диаметра и большей длины образуют его центральную часть, при этом на поверхности труб выполнены пилоны, расположенные по винтовой линии, а выходные части труб скреплены между собой с образованием каналов для подачи компонентов топлива и парообразующей жидкости в камеру сгорания, причем полости первого и второго компонентов топлива монотонно чередуются между собой, при этом полости подачи парообразующей жидкости расположены в центральной и в периферийной частях смесительной головки.

Использование: для смесеобразования компонентов топлива. Сущность изобретения заключается в том, что смесительная головка щелевого парогазогенератора содержит корпус с установленными в нем смесительными элементами для подачи компонентов топлива и парообразующей жидкости, при этом корпус выполнен состоящим из нескольких полых обечаек с одним днищем, последовательно установленных друг за другом с образованием замкнутых полостей для подачи компонентов топлива и парообразующей жидкости, при этом упомянутые смесительные элементы выполнены в виде нескольких коаксиально установленных труб разного диаметра и разной длины, входные части которых установлены в днищах полых обечаек, причем трубы большего диаметра и меньшей длины образуют периферийную часть каждого смесительного элемента, а трубы меньшего диаметра и большей длины образуют его центральную часть, причем на поверхности труб выполнены винтовые ребра, при этом выходные части труб скреплены между собой с образованием каналов для подачи компонентов топлива и парообразующей жидкости в камеру сгорания, причем полости первого и второго компонентов топлива монотонно чередуются между собой, при этом полости подачи парообразующей жидкости расположены в центральной и в периферийной частях смесительной головки.

Использование: для смесеобразования компонент топлива. Сущность изобретения заключается в том, что смесительная головка щелевого парогазогенератора содержит корпус с установленными в нем смесительными элементами для подачи компонентов топлива и парообразующей жидкости, характеризующаяся тем, что корпус выполнен состоящим из нескольких полых обечаек с одним днищем, последовательно установленных друг за другом с образованием замкнутых полостей для подачи компонентов топлива и парообразующей жидкости, при этом упомянутые смесительные элементы выполнены в виде нескольких коаксиально установленных труб разного диаметра и разной длины, входные части которых установлены в днищах полых обечаек, причем трубы большего диаметра и меньшей длины образуют периферийную часть каждого смесительного элемента, а трубы меньшего диаметра и большей длины образуют его центральную часть, при этом выходные части труб скреплены между собой с образованием каналов для подачи компонентов топлива и парообразующей жидкости в камеру сгорания, причем полости первого и второго компонентов топлива монотонно чередуются между собой, при этом полость подачи парообразующей жидкости расположена в периферийной части смесительной головки.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в рекуперативных теплообменных аппаратах. В противоточном рекуператоре для высокоэффективного теплообмена, состоящем из внутренней(-их) и внешней труб произвольной формы сечения, находящихся одна(-и) в другой, а также подводящих и отводящих коллекторов к ним для горячего и холодного теплоносителей, трубы состоят из теплопроводящих трубных отрезков и расположенных между ними теплоизолирующих прокладок, препятствующих распространению тепла вдоль труб, причем его внешняя труба либо дополнительно теплоизолирована снаружи, либо полностью выполнена из теплоизолирующего материала.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в рекуперативных теплообменных аппаратах. В противоточном рекуператоре для высокоэффективного теплообмена, состоящем из внутренней(-их) и внешней труб произвольной формы сечения, находящихся одна(-и) в другой, а также подводящих и отводящих коллекторов к ним для горячего и холодного теплоносителей, трубы состоят из теплопроводящих трубных отрезков и расположенных между ними теплоизолирующих прокладок, препятствующих распространению тепла вдоль труб, причем его внешняя труба либо дополнительно теплоизолирована снаружи, либо полностью выполнена из теплоизолирующего материала.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в теплообменниках отопительных котлов. Изобретение заключается в выполнении элемента (24) для сужения поперечного сечения в виде трубчатой вставки, выполненной по типу сопла, которая вдвинута в наружную трубу (10) в ее втором продольном участке (23).

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в теплообменниках отопительных котлов. Изобретение заключается в выполнении элемента (24) для сужения поперечного сечения в виде трубчатой вставки, выполненной по типу сопла, которая вдвинута в наружную трубу (10) в ее втором продольном участке (23).

Теплообменный элемент предназначен для использования в составе парогенератора судовых атомных паропроизводящих установок и атомных электростанций с водоводяным реактором под давлением.

Изобретение относится к теплообменной технике и может быть использовано при создании теплообменных аппаратов. Теплообменник содержит корпус с входными и выходными патрубками ввода и вывода горячего и холодного компонентов, пояса подачи горячего и холодного компонентов, соединенные с соответствующими полостями компонентов при помощи каналов. Пояса подачи горячего и холодного компонентов выполнены в виде нескольких коаксиально установленных обечаек, расположенных по отношению друг к другу с кольцевыми зазорами и образующих замкнутые кольцевые полости. В центральной части корпуса, между поясами подачи компонентов, установлен пояс подачи дополнительного компонента, с одной стороны взаимодействующий с обечайкой пояса подачи горячего компонента, с другой стороны - с обечайкой пояса подачи холодного компонента. На торцах обечаек со стороны входа установлены торцевые профилированные днища, скрепленные между собой и с корпусом и образующие последовательно расположенные торцевые кольцевые полости. В указанных днищах и полостях выполнены изолированные каналы, соединяющие упомянутые торцевые полости подачи горячего и холодного компонентов через одну между собой, при этом указанные кольцевые полости компонентов соединены с соответствующими полостями подвода компонентов через упомянутые торцевые полости, образованные профилированными днищами. Технический результат – улучшение технических характеристик и расширение функциональных возможностей теплообменника. 3 ил.

Изобретение относится к теплообменной технике и может быть использовано при создании теплообменных аппаратов. Теплообменник содержит корпус с входными и выходными патрубками ввода и вывода горячего и холодного компонентов, пояса подачи горячего и холодного компонентов, соединенные с соответствующими полостями компонентов при помощи каналов. Пояса подачи горячего и холодного компонентов выполнены в виде нескольких коаксиально установленных обечаек, расположенных друг по отношению к другу с кольцевыми зазорами, и образующими замкнутые кольцевые полости. В центральной части корпуса, между поясами подачи компонентов, установлен пояс подачи дополнительного компонента, с одной стороны взаимодействующий с обечайкой пояса подачи горячего компонента, с другой стороны с обечайкой пояса подачи холодного компонента. На торцах обечаек со стороны входа установлены торцевые профилированные днища, скрепленные между собой и с корпусом и образующие последовательно расположенные торцевые кольцевые полости. В указанных днищах и полостях выполнены изолированные каналы, соединяющие упомянутые торцевые полости подачи горячего и холодного компонентов через одну между собой, при этом указанные кольцевые полости компонентов соединены с соответствующими полостями подвода компонентов через упомянутые торцевые полости, образованные профилированными днищами. Технический результат – улучшение технических характеристик и расширение функциональных возможностей теплообменника. 3 ил.

Изобретение относится к теплообменной технике и может быть использовано при создании теплообменных аппаратов. Корпус теплообменного аппарата выполнен состоящим из входной, центральной и выходной частей. Центральная часть выполнена в виде полого цилиндра с двумя днищами, а входная и выходная части выполнены из нескольких полых цилиндрических обечаек, скрепленных между собой. Обечайки выполнены разного диаметра, увеличивающегося от входной части к центральной и уменьшающегося от центральной части к выходной. Количество обечаек входной части соответствует количеству обечаек выходной части. Обечайки установлены последовательно с обеих сторон центральной части корпуса таким образом, что образуют чередующиеся полости первого и второго компонентов. Теплообменные элементы выполнены в виде нескольких коаксиально установленных труб разного диаметра и разной длины. Трубы большего диаметра и меньшей длины образуют периферийную часть теплообменного элемента, а трубы меньшего диаметра и большей длины образуют его центральную часть. Технический результат – улучшение технических характеристик и расширение функциональных возможностей теплообменника. 3 ил.

Наверх