[go: up one dir, main page]

RU2384802C1 - Heat exchanger - Google Patents

Heat exchanger Download PDF

Info

Publication number
RU2384802C1
RU2384802C1 RU2008150115/06A RU2008150115A RU2384802C1 RU 2384802 C1 RU2384802 C1 RU 2384802C1 RU 2008150115/06 A RU2008150115/06 A RU 2008150115/06A RU 2008150115 A RU2008150115 A RU 2008150115A RU 2384802 C1 RU2384802 C1 RU 2384802C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat exchanger
bundle
tube
mixing chambers
heat exchange
Prior art date
Application number
RU2008150115/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Иван Федорович Пивин (RU)
Иван Федорович Пивин
Original Assignee
Иван Федорович Пивин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Иван Федорович Пивин filed Critical Иван Федорович Пивин
Priority to RU2008150115/06A priority Critical patent/RU2384802C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2384802C1 publication Critical patent/RU2384802C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

FIELD: heating.
SUBSTANCE: invention refers to heat engineering and can be used as heat exchanger of nuclear power plant operating in variable load conditions. In heat exchanger containing a bundle of heat exchange zigzag-shaped tubes with external finning in straight sections, which is installed in the housing, spacers arranged between tubes of the bundle so that mixing chambers are formed in the bending area of the latter, the spacers have thickenings in straight tube sections and grooves evenly spaced relative to them so that an individual channel is formed around each tube, which interconnects mixing chambers to each other.
EFFECT: providing forced heat exchange for obtaining small overall dimensions of equipment owing to increasing uniform temperature field in cross section of tube bundle, and decreasing relative tube deformation at thermal elongations.
4 dwg

Description

Изобретение относится к теплообменной технике и предназначено для использования в качестве теплообменника (ТО) ядерной энергетической установки (ЯЭУ), работающей на жидкометаллическом теплоносителе в режиме переменных нагрузок.The invention relates to a heat exchange technique and is intended for use as a heat exchanger (TO) of a nuclear power plant (NPP) operating on a liquid metal coolant in a variable load mode.

Известен теплообменник, содержащий пучок труб с поперечными перегородками, внутренний и наружный корпусы с отверстиями для входа и выхода теплоносителя и уплотнениями, причем внутренний корпус выполнен в виде спирально-навитой оболочки, охватывающей пучок труб с перегородками, а уплотнения установлены у выхода теплоносителя, при этом наружный корпус в местах установки уплотнений выполнен с разъемами [1].A heat exchanger is known that contains a bundle of pipes with transverse partitions, an inner and outer shell with openings for entering and exiting the coolant, and seals, the inner shell being made in the form of a spiral wound shell covering the bundle of tubes with bulkheads, and the seals are installed at the coolant outlet, the outer casing in the places of installation of seals is made with connectors [1].

Недостатком этого технического решения является низкая вибропрочность конструкции теплообменника и недостаточно интенсивный теплообмен.The disadvantage of this technical solution is the low vibration resistance of the design of the heat exchanger and insufficiently intense heat transfer.

Известен кожухотрубчатый теплобменник с гофрированными листами в межтрубном пространстве для направления потока теплоносителя, причем листы выполнены с вырезами на вершинах гофр, равными половине сечения труб и примыкающими своими кромками к поверхности соответствующей трубы [2].Known shell-and-tube heat exchanger with corrugated sheets in the annular space to direct the flow of coolant, and the sheets are made with cutouts on the corrugation vertices equal to half the pipe section and adjacent their edges to the surface of the corresponding pipe [2].

Недостатком этого технического решения является недостаточно интенсивный теплообмен, что приводит к увеличению весогабаритных параметров, невысокая надежность при технологическом процессе, связанная с тем, что в районе контакта кромок выреза с трубой большая вероятность перетирания труб из-за неравномерности температурного поля в поперечном сечении трубного пучка, а также незащищенность трубной доски со стороны первого контура от тепловых ударов теплоносителя.The disadvantage of this technical solution is insufficient heat exchange, which leads to an increase in weight and size parameters, low reliability during the process, due to the fact that in the area of contact of the edges of the cut with the pipe there is a high probability of grinding of the pipes due to the uneven temperature field in the cross section of the tube bundle, as well as the insecurity of the tube plate from the side of the primary circuit from thermal shock of the coolant.

Технический результат изобретения - форсированный теплообмен для получения малых габаритов оборудования за счет повышения равномерности температурного поля в поперечном сечении трубного пучка и уменьшение относительной деформации труб при температурных удлинениях.The technical result of the invention is forced heat transfer to obtain small dimensions of the equipment by increasing the uniformity of the temperature field in the cross section of the tube bundle and reducing the relative deformation of the pipes at temperature elongations.

Указанный технический результат достигается тем, что в теплообменнике, содержащем установленный в корпусе пучок теплообменных труб зигзагообразной формы с наружным винтовым оребрением на прямых участках, дистанционирующие пластины, размещенные между трубами пучка с образованием смесительных камер в зоне гиба последних, согласно изобретению пластины имеют утолщения на прямых участках труб и эквидистантные им выемки с образованием вокруг каждой из труб индивидуального канала, сообщающего смесительные камеры между собой.The specified technical result is achieved by the fact that in the heat exchanger containing a bundle of heat-exchanging tubes of a zigzag shape with external screw fins in straight sections, spacer plates placed between the tubes of the bundle with the formation of mixing chambers in the bending zone of the latter, according to the invention, the plates have thickenings on straight lines sections of pipes and recesses equidistant to them with the formation around each of the pipes of an individual channel connecting the mixing chambers to each other.

Изложенная сущность изобретения поясняется чертежами, где:The essence of the invention is illustrated by drawings, where:

на фиг.1 представлен продольный разрез теплообменника;figure 1 presents a longitudinal section of a heat exchanger;

на фиг.2 - участок поперечного разреза;figure 2 is a section of a cross section;

на фиг.3 - продольный разрез пластины межтрубного пространства;figure 3 is a longitudinal section of the plate annular space;

на фиг.4 - фронтальный вид пластины.figure 4 is a front view of the plate.

Теплообменник содержит корпус 0 с патрубками входа 1 питательной воды и выхода 2 пара, входа 3 жидкометаллического теплоносителя и его выхода 4, с расположенным внутри корпуса 0 пучком теплообменных труб 5, дистанционируемых пакетом гофрированных пластин 6 межтрубного пространства, причем теплообменные трубы 5 на прямых участках имеют наружное винтовое оребрение 7. Пластины 6 имеют утолщения 8 на прямых участках и эквидистантные трубам 5 выемки 9 с образованием вокруг каждой трубы индивидуального винтового канала 10, сообщенного со смесительной камерой 11, образованного в районе гибов труб 5 и пластин 6.The heat exchanger comprises a housing 0 with nozzles for the inlet 1 of feed water and the outlet 2 steam, the inlet 3 of the liquid metal coolant and its outlet 4, with a bundle of heat exchange tubes 5 located inside the housing 0, spaced apart by a package of corrugated plates 6 of the annulus, and the heat exchange tubes 5 in straight sections have external screw fins 7. The plates 6 have thickenings 8 in straight sections and are equidistant to the pipes 5 of the recess 9 with the formation around each pipe of an individual screw channel 10 in communication with the mixer second chamber 11 formed near the pipe bends 5 and 6 of plates.

Теплообменник работает следующим образом.The heat exchanger operates as follows.

Тепловой процесс обмена в конструкции теплообменника организуется по противоточной схеме движения жидкостей. Жидкометаллический теплоноситель через патрубок 3 входа поступает в межтрубное пространство пучка теплообменных труб 5, далее, за счет некоторого сжатия проходного сечения пакетом гофрированных пластин 6 межтрубного пространства, обеспечивается гидравлическая равномерность раздачи по винтовым каналам 10, образованным винтовым оребрением 7 труб 5 и пластинами 6. В смесительных камерах 11, образованных за счет выборки ребер 7 в местах гибов труб 5 и соответствующего удаления утолщений 8 в пластинах 6, происходит смешение теплоносителя для исключения разверки температурного поля в поперечном сечении всего теплообменника, который далее выходит через патрубок 4 выхода жидкометаллического теплоносителя. Питательная вода через патрубок 1 входа поступает в раздающую камеру, где обеспечивается гидравлическая равномерность раздачи по теплообменным трубам 5, и далее, закручиваясь с помощью внутритрубного вытеснителя с изменяющимся углом закрутки, превращается в пар, поступающий в собирающую камеру, откуда выходит через патрубок 2 выхода пара.The thermal exchange process in the design of the heat exchanger is organized according to the countercurrent flow pattern of liquids. The liquid metal coolant through the inlet pipe 3 enters the annular space of the bundle of heat exchange tubes 5, then, due to some compression of the bore through the package of corrugated plates 6 of the annular space, hydraulic uniformity of distribution through the screw channels 10 formed by the screw fins 7 of the pipes 5 and plates 6. is provided. mixing chambers 11 formed due to the selection of ribs 7 in the places of pipe bends 5 and the corresponding removal of bulges 8 in the plates 6, the coolant is mixed for radiation temperature field in the cross section of the entire heat exchanger, which then goes through the pipe 4 of the output of the liquid metal coolant. Feed water through the inlet pipe 1 enters the distribution chamber, where the hydraulic uniformity of distribution through the heat exchange pipes 5 is ensured, and then, twisting with the help of an in-line displacer with a varying twist angle, turns into steam entering the collecting chamber, from where it leaves the steam outlet 2 .

Применение конструкции теплообменника предлагаемого вида позволит исключить вибрацию пакета пластин межтрубного пространства в районе входа теплоносителя при технологическом процессе, улучшит интенсивность теплообмена, а в местах гибов теплообменных труб и, соответственно, пластин теплоноситель из-за наличия смесительных камер достигает равномерности температурного поля в поперечном сечении теплообменника, что повысит эксплуатационную надежность конструкции в целом.The use of the design of the heat exchanger of the proposed type will eliminate vibration of the package of plates of the annular space in the region of the coolant inlet during the process, improve the heat transfer rate, and in the places of bending of the heat transfer pipes and, accordingly, the heat transfer medium, due to the presence of mixing chambers, the temperature field will be uniform in the cross section of the heat exchanger , which will increase the operational reliability of the design as a whole.

Источники информацииInformation sources

1. Науменко В.В. и др. Теплообменник. SU а.с. №293490. F28D 7/00. Приоритет - 16.04.63. Опубл. бюллетень изобретений №42. 19.09.1973 - аналог.1. Naumenko V.V. etc. Heat exchanger. SU a.s. No. 293490. F28D 7/00. Priority - 04.16.63. Publ. Bulletin of inventions No. 42. 09/19/1973 - analogue.

2. Ткач Г.А. и др. Кожухотрубчатый теплообменник. SU а.с. №370441. F28D 7/00. Приоритет - 23.09.68. Опубл. бюллетень изобретений №11. 15.02.73 - прототип.2. Weaver G.A. Shell-and-tube heat exchanger. SU a.s. No. 370441. F28D 7/00. Priority - 09/23/68. Publ. Bulletin of inventions No. 11. 02/15/73 - a prototype.

Claims (1)

Теплообменник, содержащий установленный в корпусе пучок теплообменных труб зигзагообразной формы с наружным винтовым оребрением на прямых участках, дистанционирующие пластины, размещенные между трубами пучка с образованием смесительных камер в зоне гиба последних, отличающийся тем, что пластины имеют утолщения на прямых участках труб и эквидистантные им выемки с образованием вокруг каждой из труб индивидуального канала, сообщающего смесительные камеры между собой. A heat exchanger containing a bundle of zigzag shaped heat exchange tubes with external screw finning in straight sections mounted in the housing, spacer plates placed between the beam pipes with the formation of mixing chambers in the bending zone of the latter, characterized in that the plates have thickenings in the straight pipe sections and recesses that are equidistant to them with the formation around each of the pipes of an individual channel communicating the mixing chambers with each other.
RU2008150115/06A 2008-12-19 2008-12-19 Heat exchanger RU2384802C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008150115/06A RU2384802C1 (en) 2008-12-19 2008-12-19 Heat exchanger

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008150115/06A RU2384802C1 (en) 2008-12-19 2008-12-19 Heat exchanger

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2384802C1 true RU2384802C1 (en) 2010-03-20

Family

ID=42137451

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008150115/06A RU2384802C1 (en) 2008-12-19 2008-12-19 Heat exchanger

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2384802C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2669441C1 (en) * 2017-08-03 2018-10-11 Виталий Григорьевич Барон Heat exchanging device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU370441A1 (en) * 1968-09-23 1973-02-15 AND
SU293490A1 (en) * 1963-04-16 1973-10-19 В. В. Науменко, В. Н. Ткачук , Б. Г. Гайворонский HEAT EXCHANGER
DE2333757A1 (en) * 1973-07-03 1975-01-23 Babcock & Wilcox Ag Heat exchanger with helical ribbed pipes - has cylindrical slotted supports between coils for holding pipe clamps
SU1071064A1 (en) * 1982-06-11 2006-05-27 М.С. Рыжик Shell-and-tube heat exchanger, heat exchange element and method of manufacturing a heat exchanger

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU293490A1 (en) * 1963-04-16 1973-10-19 В. В. Науменко, В. Н. Ткачук , Б. Г. Гайворонский HEAT EXCHANGER
SU370441A1 (en) * 1968-09-23 1973-02-15 AND
DE2333757A1 (en) * 1973-07-03 1975-01-23 Babcock & Wilcox Ag Heat exchanger with helical ribbed pipes - has cylindrical slotted supports between coils for holding pipe clamps
SU1071064A1 (en) * 1982-06-11 2006-05-27 М.С. Рыжик Shell-and-tube heat exchanger, heat exchange element and method of manufacturing a heat exchanger

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2669441C1 (en) * 2017-08-03 2018-10-11 Виталий Григорьевич Барон Heat exchanging device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20180216893A1 (en) Nested-flow heat exchangers
CN105823360B (en) Plate type heat exchanger containing wrong heat exhausting pipe array
EP2622297B1 (en) Waste heat boiler
CN109579573A (en) A kind of spiral lattice board shell-and-tube heat exchanger
CN104913663A (en) Tube shell pass volume-adjustable longitudinal turbulence oil cooler
CN201281561Y (en) Shell-pipe head exchanger by double helix flowing of fluid medium in or out of heat exchange tube
RU2378594C1 (en) Heat exchanger
CN209279723U (en) A kind of spherical heat exchanger with Dual heat exchange effect
RU2384802C1 (en) Heat exchanger
CN205537257U (en) Plate heat exchanger who contains misalignment heat pipe array
CN108519007A (en) A self-supporting double helical finned tube heat exchanger
CN219797992U (en) Improved efficient heat exchange tube condenser
CN218210150U (en) Medium-deep geothermal heat large-flow heat exchanger
CN101672581A (en) Heat exchanger
RU2332246C1 (en) Film-type enthalpy exchanger
RU2534396C1 (en) Heat exchanger and displacer used in it
CN114963802A (en) Curved baffle assembly for shell and tube heat exchangers and shell and tube heat exchangers
CN110749210B (en) Shell-and-tube heat exchanger with variable tube diameter
RU176496U1 (en) HEAT EXCHANGE DEVICE
RU2739962C2 (en) Radial-tube cross flow heat-mass exchange apparatus
CN103644755A (en) Heat transfer pipe and gas heat exchanger where heat transfer pipe is used
CN222703871U (en) Quenching waste boiler with double tube plates at two ends
CN203758309U (en) Direct-turbulent flow oil cooler with variable pipe and shell side space
RU2009429C1 (en) Heat exchanger
CN113804021B (en) Shell-and-tube heat exchanger with linear drainage plate with total radian changing along length