Теплообменный элемент конденсатора

(505 Р 28 В 1/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ ашинострое- Н, Г. Ерченко СССР990.ЕМЕНТ КОНк кожухотрубжет быть исаппаратах и в н на тепловых Цель изобретести, ТеплообОфиг ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(54) ТЕПЛООБМЕННЫЙ ЭЛДЕН САТОРА(57) Изобретение относитсяным теплообменникам и мопользовано в теплообменныхконденсаторах паровых турбии атомных электростанциях,ния - повышение компактно ме н н ыи элемент конденсатора содержит расположенные друг под другом трубы 1 и 2, между которыми расположен соединительный элемент 3, Нижняя труба 2 выполнена с поперечными ребрами 4 и канавками на наружной поверхности и имеет в верхней части продольный паз 6 под элемент 3, а верхняя труба имеет гладкую поверхность и ее полость сообщена с канавками нижней трубы 2. Элемент 3 выполнен полым с полостью 8, сообщенной с полостью верхнейтрубы 1, при этом высота элемента 3 и глубина паза 6 равны высоте поперечного ребра 4 нижней трубы 2, а на боковых поверхностях 9 элемента 3 в зоне канавок выполнены отверстия 10, сообщающие полость 8 элемента 3 с канавками 5. 2 ил.5 10 20 Изобретение относится к кожухотрубным теплообменникам и может быть использовано в теплообменных аппаратах и в конденсаторах паровых турбин на тепловых и атомных электростанциях,Известна теплообменная труба, преимущественно конденсатора, снабженная на наружной поверхности спиральной канавкой, выполненной с образованием спиральных поясков. На спиральных поясках происходит конденсация рабочего тела (пара), Указанные пояски по сравнению с гладкой наружной поверхностью трубы увеличивают поверхность конденсации рабочего тела, Спиральные канавки служат для отвода конденсата со спиральных поясков,Недостатком такой теплообменной трубы является низкий коэффициент теплоотдачи из-за неэффективной работы верхней части теплообменной трубы вследствие малой скорости течения конденсата в канавках этой части трубы из-за затопления конденсатом нижней части трубы.Известна также горизонтальная тепло- обменная труба конденсатора с поперечным оребрением на наружной поверхности. На поперечных ребрах происходит конденсация рабочего тела (пара). Указанные ребра по сравнению с гладкой наружной поверхностью трубы увеличивают поверхность конденсации рабочего тела. Межреберные канавки служат для отвода конденсата с поперечных ребер.Недостатком указанной теплообменной трубы является низкий коэффициент теплоотдачи, так как верхняя часть трубы из-за малого наклона межреберных канавок, приводящего к малой скорости конденсата в них, работает неэффективно, а нижняя часть покрыта толстой пленкой конденсата. Поэтому максимальная интенсификация теплообмена на горизонтальных трубах с поперечными ребрами достигает не более 100 - 120 О, в то время как для вертикальных труб с продольным оребрением она достигает 500 - 600 О.Наиболее близким к предлагаемому является теплообменный элемент конденсатора, который содержит расположенные друг под другом и соединенные вертикальной пластиной трубы, причем на наружной поверхности пластины и нижней трубы выполнены поперечные ребра и канавки, а верхняя труба имеет гладкую поверхность, в ее нижней части выполнены два ряда отверстий, сообщенные с канавками пластин. В процессе работы конденсат, подаваемый насосом из нижней части конденсатора в верхнюю трубу теплообменного элемента,25 30 35 40 45 50 55 через отверстия последней поступает в канавки пластины и затем под действием сил тяжести и накопленной кинетической энергии движется по межреберным канавкам нижней трубы и далее - в ее донную часть, с которой стекает в конденсатор. При этом вследствие того, что в межреберные канавки нижней трубы конденсат поступает из канавок пластины с определенной скоростью, происходит ускорение процесса стягивания конденсата с поверхности ребер и уменьшение толщины пленки последнего,что приводит к интенсификации теплообмена,Недостатки известного теплообменного элемента конденсатора - увеличенные габариты конденсатора из-за наличия вертикальной пластины, соединяющей трубыпервого.Цель изобретения - повышение компактности, путем удаления вертикальной пластины, соединяющей трубы теплообменного элемента,Указанная цель достигается тем, что в теплообменном элементе конденсатора боковые стороны продольного паза расположены под углом, превышающим угол сектора трубы, охватывающего паз, элемент выполнен полым с полостью, сообщенной с полостью верхней трубы, при этом высота элемента и глубина паза равны высоте поперечного ребра нижней трубы, а на боковых поверхностях элемента в зоне канавок выполнены отверстия, сообщающие полость элемента с этими канавками.На фиг. 1 изображен теплообменный элемент конденсатора; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг, 1,Теплообменный элемент конденсатора (фиг, 1) содержит расположенные друг под другом трубы 1 и 2, между которыми расположен соединительный элемент 3 (фиг. 1,2), причем нижняя труба 2 выполнена с поперечными ребрами 4 и канавками 5 на наружной поверхности и имеет в верхней части продольный паз 6 под элемент 3, а верхняя труба 1 имеет гладкую поверхность и ее полость сообщена с канавками 5 нижней трубы 2, боковые стороны 7 продольного паза 6 расположены под углом р, превышающим уголь сектора трубы 2, охватывающего паз 6, элемент 3 выполнен полым с полостью 8, сообщенной с полостью верхней трубы 1, при этом высота элемента 3 и глубина паза 6 равны высоте поперечного ребра 4 нижней трубы 2, а на боковых поверхностях 9 элемента 3 в зоне канавок 5 выполнены отверстия 10, сообщающие полость 8 элемента 3 с канавками 5,1726950 50 В процессе работы конденсат, подаваемый насосом из нижней части конденсаторав верхнюю трубу 1 теплообменного элемента через отверстия 10, поступает в канавки5 наружной поверхности нижней трубы 2 и 5затем под действием сил тяжести и накопленной кинетической энергии движетсявниз по указанным канавкам 5 и далее - вдонную часть трубы 2, с которой стекает вконденсатор. 10Благодаря расположению отверстий 10,выполненных на боковых поверхностях 9элементов 3, непосредственно в канавках 5нижней трубы 2 достигается возможностьуменьшить высоту теплообменного элемента за счет удаления в прототипе соединительной пластины между трубами,Выход конденсата из отверстий 10 элемента 3 верхней трубы 1 осуществляется соскоростью, обеспечивающей безотрывное 20его движение по канавке 5 нижней трубы 2.Для того чтобы конденсат, выходящий изотверстий 10, поступал в канавки 5 и невыходил из отверстий, не соприкасаясь споверхностью канавки 5, боковые стороны 257 продольного паза 6 расположены под углом р, превышающим угол Р сектора трубы2, охватывающего паз 6, В этом случае конденсат выходит из отверстий 10 элемента 3не по касательной в плоскости выхода конденсата к окружности, описываемой радиусом, равным расстоянию от оси трубы 2 дооси отверстия 10, а под острым углом к указанной касательной, величина которого зависит от скорости выхода струи конденсата 35из отверстий 10, а следовательно, от давления внутри верхней трубы 1.В отдельных случаях высота элемента 3может превышать глубину паза 6, равноговысоте поперечного ребра 4 нижней трубы 402, что определяется отсутствием капиллярного эффекта в месте соединения двух труб,т. е, отсутствием удержания конденсатамежду двумя трубами. Последнее возможно45 при малой высоте поперечного ребра 4 нижней трубы 2. Это возможное превышение высоты поперечного ребра 4 является столь незначительным, что выигрыш в габарите за счет удаления в прототипе пластины оказывается существенным.Выполнение соединительного элемента 3 как целое с верхней трубой 1 может быть осуществлено с помощью специального штампа, который несложно изготовить. При этом одновременно упрощается технология соединения двух труб теплообменного элемента конденсатора и повышается его надежность.Таким образом, предложенное техническое решение теплообменного элемента конденсатора позволяет повысить компактность теплообменного элемента, а следовательно, и сократить габариты самого конденсатора, не ухудшая коэффициент теплоотдачи с наружной стороны теплообменного элемента,Формула изобретения Теплообменный элемент конденсатора, содержащий расположенные друг под другом трубы, между которыми расположен соединительный элемент, причем нижняя труба выполнена с поперечными ребрами и канавками на наружной поверхности и имеет в верхней части продольный паз под элемент, а верхняя труба имеет гладкую поверхность и ее полость сообщена с канавками нижнейтрубы, отл и ч а ю щи й с я тем, что, с целью повышения компактности, боковые стороны продольного паза расположены под углом, превышающим угол сектора трубы, охватывающего паз, элемент(выполнен полым с полостью, сообщенной с полостью верхней трубы, при этом высота элемента и глубина паза равны высоте поперечного ребра нижней трубы, а на боковых поверхностях элемента в зоне канавок выполнены отверстия, сообщающие полость элемента с этими канавками.1726950 г Составитель Г.Ерченкоедактор М.Бандура Техред М,Моргентал Корректор А,Осауленко оизводственно-издательский комбинат "Патент город, ул,Гагарина, 1 аказ 1270 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб.,4/5