Теплообмінна труба парогенератора

Реферат: Теплообмінна труба парогенератора із кільцевими каналами, вхідним та вихідними кінцями, що можуть закріплюватися у трубних решітках. Кільцеві канали виконані у вигляді вставок із полімерного композиційного матеріалу, коефіцієнт теплового розширення якого не менший аналогічного показника матеріалу труби. UA 99889 U (54) ТЕПЛООБМІННА ТРУБА ПАРОГЕНЕРАТОРА UA 99889 U UA 99889 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до теплообмінних апаратів пари і може бути використана в харчовій, хімічній, нафтопереробній промисловості. Відомий теплообмінний елемент, що містить трубу, укладену в оболонку, що має із трубою зони поверхневого контакту, у тому числі зі змінним їхнім числом на одиницю довжини теплообмінного елемента, а також повітряні прошарки між цими зонами, які не повідомляються як між собою, так і із зовнішнім середовищем, труба виконана профільною з виступаючими усередину кільцевими, гвинтовими або іншого типу турбулізаторами [1]. Недоліком рішення є наявність повітряних прошарки між зонами контакту, що створює додатковий термічний опір теплопередачі і робить процес малоефективним. Виконання кожного із теплообмінних елементів є складним, що призводить до зростання ціни виготовлення виробу в цілому. Найбільш близьким до рішення, що заявляється, є теплообмінна труба парогенератора із кільцевими каналами, вхідним та вихідними кінцями, що можуть закріплюватися у трубних решітках [2]. До недоліків відомого рішення слід віднести складність виконання процесу кільцевого накатування, а також сам процес деформування теплообмінної поверхні, що знижує надійність, а тому слід приймати до експлуатації трубу із збільшеною товщиною стінки, що знижує теплопередачу. При цьому застосування труб із деформованою поверхнею обмежує застосування пристрою в системах високого тиску. В основу корисної моделі поставлена задача за рахунок виконання кільцевих каналів у вигляді вставок із полімерного матеріалу, коефіцієнт теплового розширення якого не менший аналогічного показника матеріалу труби збільшити теплопередачу між середовищами, що знаходяться у внутрішній і зовнішній поверхні труби за рахунок турбулізації теплоносія всередині труби. Поставлена задача вирішується в теплообмінній трубі парогенератора із кільцевими каналами, вхідним та вихідними кінцями, що можуть закріплюватися у трубних решітках, за рахунок того, що кільцеві канали виконані у вигляді вставок із полімерного композиційного матеріалу, коефіцієнт теплового розширення якого не менший аналогічного показника матеріалу труби. Поставлена задача вирішується також за рахунок виконання кільцевих каналів у формі відокремлених гвинтових кілець, при цьому напрям гвинтового обертання найближчих кілець може бути різнонаправлений. Завдяки обладнанню трубного простору кільцевими каналами, виконаними у вигляді вставок із полімерного композиційного матеріалу спрощується і здешевлюється виробництво теплообмінних елементів зі штучними турбулізаторами потоку теплоносія, виключає механічний вплив на поверхню труб, а використання полімерного композиційного матеріалу із коефіцієнтом теплового розширення, що не менший аналогічного показника матеріалу труби, досягається фіксація штучних турбулізаторів за рахунок фрикційних властивостей матеріалу. Виконанням кільцевих каналів у формі відокремлених гвинтових кілець, при цьому напрям гвинтового обертання у найближчих кілець може бути різнонаправлений, досягається ефективна турбулізація потоку, наприклад, пари шляхом надання потоку обертового руху, що мінімізує зростання місцевого опору. Виконання кільцевих каналів із полімерного композиційного матеріалу, наприклад СооlРоlу [3], зменшує втрати напору на тертя порівно із сталлю, без зниження теплопровідності (для порівняння, теплопровідність нержавіючої сталі - 18 Вт/м·K, сплавів з алюмінію 50-80 Вт/м·K, СооlРоlу до 40 Вт/м·К). В комплексі досягається зростання теплопередачі за рахунок турбулізації теплоносія, а виробництво теплообмінної поверхні стає дешевшим і, що важливо, не впливає на міцність труб. На кресленні зображена схема теплообмінної труби у перерізі. Теплообмінна труба парогенератора, складається з теплообмінної поверхні (стандартної труби) 1, в якій розташовані кільцеві канали 2 із полімерного композиційного матеріалу, виконані у формі відокремлених гвинтових кілець. Корисна модель працює наступним чином. Нагріваючий теплоносій надходить у внутрішній простір труби 1, в якій періодично розташовані кільцеві канали із полімерного композиційного матеріалу у формі відокремлених гвинтових кілець. Потік теплоносія турбулізується шляхом надання йому обертового руху, що сприяє інтенсифікації процесу тепловіддачі стінці труби 2 і теплопередачі середовищу на зовнішній простір. 1 UA 99889 U 5 10 15 Використання полімерного композиційного матеріалу, коефіцієнт теплового розширення якого не менший аналогічного показника матеріалу труби дозволяє фіксувати турбулізатори за рахунок фрикційного щеплення незалежно від зростання температури. Новим у рішенні, що пропонується є виконання кільцевих каналів у вигляді вставок із полімерного композиційного матеріалу, при цьому їх фіксація досягається за рахунок фрикційної взаємодії елементів, для яких передбачене узгодження коефіцієнтів теплового розширення. Останній параметр слід розглядати у поєднанні із формою виконання відокремлених гвинтових кілець, котрі здатні притискатись до поверхні труби без деформування у її внутрішній простір при підвищенні температури. Реалізація рішення не вимагає зміни компоновочних схем теплообмінного обладнання і дозволяє використовувати дані труби в тісних пучках і не міняти існуючої технології складання теплообмінних апаратів, вони можуть закріплюватися у трубних решітках. Джерела інформації: 1. Патент. RU 2088872, F28D 7/00, заявл. 29.12.1994, 27.08.1997. 2. Теплообмінні апарати з профільованими кільцевими каналами - альтернатива пластинчастим в цукровій промисловості / В.П. Петренко, М.О. Прядко, В.І. Бурлака, В.Ф. Мокляк // Цукор України. - 2013. - № 1 (85). 3. Теплорассеивающие полимерные композитыв микроэлектронике. А. Криваткин, Ю. Сакуненко. Технологии в электронной промышленности, № 6, 2009. 20 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 1. Теплообмінна труба парогенератора із кільцевими каналами, вхідним та вихідними кінцями, що можуть закріплюватися у трубних решітках, яка відрізняється тим, що кільцеві канали виконані у вигляді вставок із полімерного композиційного матеріалу, коефіцієнт теплового розширення якого не менший аналогічного показника матеріалу труби. 2. Теплообмінна труба парогенератора, за п. 1, яка відрізняється тим, кільцеві канали виконані у формі відокремлених гвинтових кілець, при цьому напрям гвинтового обертання найближчих кілець може бути різнонаправлений. 2 UA 99889 U Комп’ютерна верстка М. Шамоніна Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3