Теплообменный элемент горизонтального конденсатора

3 ЩяяййТЕКТнц. ти ИБЛИОтЕр,ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК ПАТЕНТУ Комитет Российской Фелерации по патентам и товарным знакам(54) ТЕПЛООБМЕННЫЙ ЭЛЕМЕНТ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО КОНДЕНСАТОРА(57) Использование; в теплообменных аппаратах и конденсаторах паровых турбин.Сущность изобретения: в теплообменномэлементе горизонтального конденсатора,содержащем расположенные друг под другом конденсатоподводное устройство и трубу с поперечными ребрами и канавками на Изобретение относится к кожухотрубным теплообменникам и может быть использовано в теплообменных аппаратах и конденсаторах паровых турбин.Известна теплообменная.труба преимущественно конденсатора, снабженная на наружной поверхности спиральной канавкой, выполненной с образованием спиральных поясков. На спиральных поясках происходит конденсация рабочего тела (пара). Укаэанные пояски по сравнению с гладкой наружной поверхногтью трубы увеличивают поверхность конденсации рабочего тела. Спиральные канавки служат для отвода конденсата со спиральных поясков, Недостатком такой теплообменной трубы является нижний коэффициент тепло- отдачи из-за неэффективной работы верх,ЯО 2000529 С(нс Г 28 В 1/10, Г 28 Г 1/24 наружной поверхности, в верхней части которой выполнен паз для соединения с конденсатоподводным устройством, причем полость паза сообщена отверстиями выполненными в его нижней части, с канавками на трубе, устройство выполнено в виде желоба с торцевыми перегородками, высота которых меньше высоты его боковых сторон. При этом желоб может иметь ступенчатый профиль: паз у основания может иметь дополнительные продольные выступы, на которых с зазором установлены продольные пластины, прилегающие к боковым сторонам паза, и желоб образован вышеуказанными пластинами и основанием паза. 2 з,п. ф-лы, 4 ил. ней части теплообменной трубы вследствие малой скорости течения конденсата в канавках этой части трубы и из-за затопления С конденсатом нижней части трубы,Известна также горизонтальная тепло- (Я обменная труба конденсатора с попереч- Я ным оребрением на наружной поверхности. К) На поперечных ребрах происходит конденсация рабочего тела (пара). Указанные ре- Г) бра по сравнению с гладкой наружной поверхностью трубы увеличивают поверхность конденсации рабочего тела, Межреберные канавки служат для отвода конденсата с поперечных ребер,Недостатком такой теплообменной трубы является низкий коэффициент теплоотдачи, так к верхняя часть трубы иэ-за малого наклона межреберных канавок приводяще 2000529го к малой скорости конденсата в них, работает неэффективно, а нижняя часть покрыта толстой пленкой конденсата. Поэтому максимальная интенсификация теплообмена на горизонтальных трубах с поперечными 5 ребрами достигает не более 100-120 , в то время как для вертикальных труб с продольным оребрением она достигает 500-6006.Наиболее близким к предложенному теплообменному элементу горизонтального 10 конденсатора является теплообменный элемент конденсатора, содержащий расположенные друг под другом трубы, между которыми расположен соединительный элемент, причем нижняя труба выполнена с 15 поперечными ребрами и канавками на наружной поверхности и имеет в верхней части продольный паэ под элемент, а верхняя труба имеет гладкую поверхность и ее полость сообщена с канавками нижней трубы, 20 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 25 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, 30Недостатками прототипа являются большие габариты, сложность конструкции и низкий коэффициент теплоотдачи вследствие принудительной подачи конденсата к отверстиям, отсутствия средства для сброса 35 и транспортировки конденсата, стекающего в вышерасположенных труб, к трубным доскам.Целью изобретения является уменьшение габаритов. 40Указанная цель достигается тем, что в предложенном теплообменном элементе горизонтального конденсата, содержащем расположенные друг под другом конденсатоподводное устройство и трубу с попереч ными ребрами и канавками на наружной поверхности, в верхней части которой выполнен паз для соединения с конденсатоподводным устройством, причем полость последнего сообщена отверстиями, выпол ненными в его нижней части, с канавками на трубе, устройство выполнено в виде желоба С торцевыми перегородками, высота которых меньше высоты его боковь х сторон.При этом желоб может иметь ступенча тый профиль, нижняя ступень которого выполнена в виде горизонтального плоского участка, примыкающего к основанию паза, а также паз у основания может иметь дополнительные продольные выступы, боковые стороны которых расположены под углом, равным углу сектора, охватывающего нижнюю часть паза, а верхние поверхности выступов расположены перпендикулярно радиальным плоскостям, проходящим через их середины, причем на выступах с зазором установлены продольные пластины, прилегающие к боковым сторонам паза, и желоб образован вышеуказанными пластинами и основанием паза.На фиг. 1 представлен теплообменный элемент горизонтального конденсатора; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг, 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1 (при отсутствии желоба): на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 1В теплообменном элементе горизонтального конденсатора, содержащем расположенные друг под другом конденсатоподводное устройство 1 и трубу 2 с поперечными ребрами 3 и канавками 4 на наружной поверхности, в верхней части которой выполнен паз 5 для соединения с конденсатоподводным устройством 1, причем полость последнего сообщена отверстиями 6, выполненными в его нижней части, с канавками 4 на трубе 2, устройство 1 выполнено в виде желоба 7 (фиг. 2) с торцевыми перегородками 8, высота которых меньше высоты его боковых сторон. При этом желоб 7 может иметь ступенчатый профиль (фиг, 2), нижняя ступень 9 которого выполнена в виде горизонтального плоского участка, примыкающего к основанию паза 5; паз 5 у основания (фиг. 3) может иметь дополнительные продольные выступы 10, боковые стороны 11 которых расположены под углом р, равным углу /3 сектора, охватывающего нижнюю часть паза 5, а верхние поверхности 12 выступов 10 расположены перпендикулярно радиальным плоскостям, проходящим через их середины, причем на выступах с зазором установлены продольные пластины 13 (фиг. 4), прилегающие к боковым сторонам 11 паза 5, и желоб 7 образован пластинами 13 и основанием паза.Теплообменный элемент горизонтального конденсатора работает следующим образом. Конденсат, стекающий с донной части вышерасположенного теплообменного элемента в конденсатоподводное устройство 1, выполненное в виде желоба 7, нижерасположенного теплообменного элемента, через отверс ия 6 поступает в канавки 4 и за счет кинетической энергии вытекающих струй из отверстий 6 и под действием сил тяжести движется по межреберным канавкам 4 трубы 2, стягивая при этом пленку конденсатора с поверхности ребер 3, и далее в ее донну;о часть, с которой стекает в конденсатоподводное устройство1 нажерасположенного теплообменного элемента, Достижение оптимальной скорости выхода струй конденсата в канавки 4 трубы 2 происходит за счет потенциальной энергии столба жидкости в конденсатоподводном устройстве 1, определяемого высотой торцевых перегородок 8 желоба 7 (фиг.2). Излишки конденсата в желобе переливаются через торцевые перегородки 8 и стекают по трубным доскам вниз конденсатора.Высота торцевых перегородок 8 и соответственно желоба 7 выбирается из условия достижения приемлемого коэффициента теплоотдачи при уменьшении габаритов теплообменного элемента конденсатора,Выполнение паза 5 у основания (фиг, 3) с дополнительными продольными выступами 10, боковые стороны 11 которых расположены под углом р, равном углу ф сектора, охватывающего нижнюю часть паза 5, а верхние поверхности 12 выступов 10 расположены перпендикулярно радиальным плоскостям, проходящими через их середины, и установка на поверхности 12 выступов 10 продольных пластин 13 (фиг. 4), прилегающих к боковым сторонам 11 паза 5, позволяет при прочих равных условиях увеличить коэффициент теплоотдачи, а следовательно, уменьшить габариты теплообменного элемента, упростить технологию изготовления последнего, так как в этом случае отверстия б (фиг. 2) образуются между основанием канавки 4 трубы 2 и низом продольных пластин 13, установленных на верхние поверхности 12 выступов 10, и при этом выход конденсата в канавку 4 через вышеуказанные отверстия происходит в виде оформившегося ручья и процесс стягивания пленки начинается сразу за выходным сечением образовавшихся отверстий.Проходное сечение полученных отверстий определяется достижением максимального коэффициента теплоотдачи и регулируется высотой выступов 10, При этом верхние поверхности 12 выступов 10 могут быть расположены не только перпендикулярно радиальным плоскостям, проходящим через ось трубы и середины верхних 5 10 15 20 25 30 35 40 45 поверхностей 12 выступов 10, но и под другим углом в случае толщины продольных пластин, так как в данном случае указанное расположение не отразится на характере движения вытекающей струи конденсата их этих отверстий,Ширина паза 5 трубы 2 выбирается из условия обеспечения свободного доступа конденсата к отверстиям желоба 7 и технологических соображений.Использование изобретения в теплообменных аппаратах и кондесаторах паровых турбин позволяет уменьшить габариты последних, упростить технологию их изготовления и уменьшить паровое сопротивление.Формула изобретения 1. Теплообменный элемент горизонтального конденсатора. содержащий расположенные друг под другом конденсатоподводное устройство и трубу. в верхнеи части которой выполнен паз для соединения с конденсатоподводным устройством, причем полость последнего сообщена отверстиями в его нижней части с канавками на трубе,отл ичаю щийся тем, что, с целью уменьшения габаритов, конденсатоподводное устройство выполнено в виде желоба с торцевыми перегородками, высота которых меньше высоты его боковых сторон,2, Элемент по и, 1, отл и ч а ю щи й с я тем, что желоб имеет ступенчатый профиль, нижняя ступень которого выполнена в виде горизонтального плоского участка, примыкающего к основанию паза.3, Элемент по. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что паз у основания имеет дополнительные продольные выступы, боковые стороны которых расположены под углом, равным углу сектора, охватывающего нижнюю часть паза, а верхние поверхности выступов расположены перпендикулярно радиальным плоскостям, проходящим через их середины, причем на выступах с зазором установлены продольные пластины, прилегающие к боковым сторонам паза. а желоб образован указанными пластинами и основанием паза2000529 орректор М. Шароши едакто Тираж Подписно НПО " Поиск" Роспатента13035. Москва, Ж, Раушская наб 4/5 каз 30 роиэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 л офиг Г ставитель Г. Ерченкхред М.Моргентал