Теплопередающее устройство

)5 Г 28 О 15/ ТЕН обладаения, т,к.рубопротва, трергии на,автономрмосифон спользова зервуара, т его устрой шней эне отсутствии т ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ И К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Институт технической теплофизики АНУССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 1052829, кл. Р 28 О 15/00, 1982,Изобретение относится к теплообменным аппаратам с промежуточным теплоносителем и может быть использовано в горнодобывающей промышленности для извлечения тепла шахтных отвалов.Известен термосифон, содержащий корпус с зонами испарения и конденсации, последняя иэ которых помещена в емкость с теплоносителем второго контура. При этом над емкостью размещен автономный резервуар, соединенный с емкостью с помощью подьемного и опускного трубопроводов, На последнем установлено переключающее устройство, соединяющее емкость с подводящей магистралью. Однако данный тузким диапазоном ивследствие наличия рводов и переключающбующего затрат внпереключение, т,е. при(54) ТЕПЛОПЕРЕДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к термосифонам, используемым для извлечения тепла шахтных отвалов. Цель изобретения - повышение надежности термосифона за счет регулирования интенсивности охлаждения. Теплопередающее устройство содержит термосифон, размещенный внутри охлаждающей резервной емкости, Новым в изобретении является снабжение резервной емкости наружным оребрением и заключение ее в изолирующий кожух, снабженный заслонкой с приводом от сильфона, расположенного в полости термосифона. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. ности, он непригоден для извлечения геотермальной энергии шахтных отвалов.Наиболее близким к предлагаемому является теплопередающее устройство, содержащее соединенные между собой посредством трубопровода термосифон и резервную емкость, заполненные теплоносителем, Термосифон размещен внутри резервной емкости, служащей его охлаждающей рубашкой, Трубопровод в месте подсоединения к термосифону снабжен подпружиненным обратным клапаном, имеющим калиброванное отверстие,Однако в данном теплопередающем устройстве при аварийном отключении подачи теплоносителя второго контура температура в первом контуре резко возрастает, сопровождаясь выкипанием теплоносителя и пережогом стенки термосифона. Вследствие этого известное устройство не может быть использовано для извлечения термальной энергии.Целью изобретения является повышение надежности теплопередающего устройства за счет саморегулирования интенсивности его охлаждения. Укаэанная цель достигается тем, что втеплопередающем устройстве, содержащем термосифон, зона конденсации которого размещена внутри резервной емкости,последняя дополнительно снабжена наружным оребрением и заключена в теплоизолирующий кожух, на одном торце которогоустановлена с возмокностью перемещениязаслонка, снабкенная приводом, который,в свою очередь, выполнен в виде сильфона,расположенного в полости термосифона иукрепленного одним из концов на его боковой поверхности.Такое конструктивное решение, предотвращающее повышение давления внутритермосифона выше допустимого, позволяетиспользовать теплопередающее устройстводля извлечения и полезного использованиягеотермальной энергии, тепла шахтных отвалов и т.п. и обеспечивает надежную егорабст у в случае полного и частичного отключения потребителя теплоты, в том числе приремонте и монтаже (до включения потребителя),На фиг.1 показано теплопередающееустройство, продольный разрез; на фиг,2 -разрез А - А на фйг,1: на фиг,3 - исполнительный механизм (узел 1 на фиг.1).Теплопередающее устройство состоитиз термосифона Б, имеющего испаритель 1,частично заполненный теплоносителемпервого контура, и конденсатор 2, размещенный внутри резервной емкости 3, частично заполненной теплоносителемвторого контура. Резервная емкость 3 снабжена наружным оребрением 4, закрытымцилиндрическим кожухом 5. К резервнойемкости 3 присоединены подводящий 6 иотводящий 7 патрубки с вентилями 8, Наподводящем патрубе 6 установлен обратный клапан 9, соединяющий его с атмосферой. Конец патрубка 6 заглублен в слойтеплоносителя второго контура, Внутри термосифона Б размещен сильфон 10, внутрикоторого расположен шток 11 с пружиной12, Шток 11 через подвижную систему рычагов (Г-образного 13, имеющего опору 14, ипрямого 15) соединен с кольцевой воздушной заслонкой 16.На испарителе 1 закреплено ленточнаспиральное оребрение 17. К верхнему торцуконденсатора 2 прикреплена головка 18 своздушником 19.Теплопередающее устройство работает. следующим образом, 30 35 ступ воздуха в кольцевой зазор 55 5 10 15 Через воздушник 19 заправляют термосифон Б теплоносителем первого контура на всю высоту испарителя 1, Затем воздушник 19 закрывают. Через вентили 8 заправляют теплоноситель второго контура в резервную емкость 3 на 1/3 ее внутреннего обьема. Вентили 8 закрывают. В нормальном погожении обратный клапан 9 закрыт, Буровая машина захватывает термосифон Б за головку 18 и, вращая, заго яет его в породу. При этом оребренный испаритель 1 выполняет роль бура. Теплота, выделяемая в породе (земле и т,п.) нагревает через стенку испарителя 1 теплоноситель первого контура, который кипит, Пар теплоносителя оттесняет воздух, имеющийся в конденсаторе 2, в его верхнюю часть,Воздушник 19 открывают и стравливают воздух из термосифона Б в атмосферу, увеличивая тем самь 1 м поверхность конденсации. Давление в термосифоне Б растет до тех пор, пока пар не начнет одавать теплоту фазового перехода теплоносителю второго контура и резервной емкости 3. Теплоноситель второго контура нагревается, а затем закипает. Его пар также оттесняет воздух в резервной емкости 3 в верхнюю часть, Затем его стравливают в атмосферу через вентиль 8 на оводящем патрубке 7, В начальный момент времени пружина 12 растягивает сильфон 10 и, соответственно, шток 11, который через систему рычагов 13 и 15 удерживает воздушную заслонку 16 в верхнем положении. в котором заслонка 16 закрывает дообразованный наружной поверхностью резервной емкости 3 и цилиндрическим кожухом 5, Поскольку вследствие этого коэффициент теплопередачи от теплоносителя первого контура через теплоноситель второго контура к окружающему воздуху мал, в термосифоне Б продолжает расти давление паров теплоносителя, При заданном давлении усилие сильфона 10 превысит силу сжатия пружины 12 и сильфон 10 сожмется, В результате этого откроется воздушная заслонка 16 и начнется циркуляция окружающего воздуха вдоль наружной поверхности резервной емкости 3 и ее наружного оребрения 4, то обеспечит охлаждение паров теплоносителей первого и второго контуров. Таким образом, термосифон Б будет работать в автономном режиме, После подсоединения резервной емкости 3 к системе теплоснабжения открывают вентили 8 и подают теплоноситель второго контура по подводящему патрубку 6. При заданном расходе и входной температуре теплоносителя второго контура давление паров теплоносителя первого контура снизится,сильфон 10 за счет усилия пружины 12 расширится, и шток 11 через систему рычагов.13 и 15 закроет воздушную заслонку 16, чтоснизит до минимума тепловые потери в окружающую среду. 5При аварии системы теплоснабжениявозможно засасывание теплоносителя второго контура в подводящий патрубок 6,Вследствие этого уровень теплоносителя врезервной емкости 3 будет понижаться до 10среза нижнего торца подводящего патрубка6. В последующем возникнет разряжение врезервной емкости 3, обратный клапан 9откроется и произойдет разрыв струи. Таким образом, в резервной емкости 3 всегда ",5обеспечивается определенное количествотеплоносителя второго контура, После этоготеплопередающее устройство будет работать в автономном режиме (давление паровтеплоносителя второго кснтура в резервной 20емкости 3 будет равно атмосферному).Таким образом. теплопередающее устройство, являясь автономным, способно успешно работать в различных областяхтехники, в том числе для извлечения теплоты земли, отвалов горных пород,По данным теоретических расчетов и проведенных экспериментальных исследований модели предлагаемого устройства было установлено, что внедрение его в народном хозяйстве позволит за счет ранее не утилизированной теплоты шахтных отвалов уменьшить затраты энергии на теплоснабжение шахт на 35 - 40 О.Формула изобретения1, Теплопередающее устройство, содержащее термосифон, зона конденсации которого размещена внутри резервной емкости, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, резервная емкость дополнительно снабжена наружным оребрением и заключена в теплоизолирующий кожух, на одном из торцов которого установлена с возможностью перемещения заслонка, снабженная приводом.2, Устройство по п.1, отл и ч а ю щеес я тем, что привод выполнен в виде силь- фона, расположенного в полости термосифона и укрепленного одним из концов на его боковой поверхности,1719865 Составитель С,ТихоновскийТехред М,Моргентэл Корректор В Гирняк Редактор М.Цитки Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 э 762 Тираж ПодписноеВНИИПИ ГоСударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГККТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5