RU2064146C1 - Direct-contact heat exchanger - Google Patents

Abstract

FIELD: power engineering; chemical, metal-working, and other industries. SUBSTANCE: gas is admitted to heat-transfer member in the form of annular conical blade-type swirler; liquid goes to interblade channels through liquid piping and annular header, then through radial holes (nozzles) to interblade channels of conical swirler of heat-transfer member wherein it comes in contact with swirling gas. Gas flow and liquid dispersed into small fragments form extended contact surface wherein intensive heat transfer occurs. Then gas and liquid are swirled in annular conical blade-type swirler of heat-transfer member, accelerated, and brought out into separation chamber, wherein liquid keeps flowing over inner wall of case due to centrifugal forces, drains through flaps and cap to pan and through drain pipe it is discharged from heat exchanger while gas separated from liquid in separation chamber is evacuated from heat exchanger through central gas outlet pipe. EFFECT: enlarged functional capabilities. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к энергетической, химической, металлургической и другим отраслям промышленности, где осуществляется отвод ( подвод) тепла при непосредственном контакте теплоносителей. The invention relates to energy, chemical, metallurgical and other industries, where heat is removed (supplied) by direct contact of coolants.

Известен контактный теплообменник (градирня), содержащий трубопровод теплой воды, теплообменные элементы, вытяжную башню, водосборный бассейн, трубопровод отвода охлаждающей воды [1]
Недостатком аналога является громоздкость сооружения и большой унос охлаждающей воды.Known contact heat exchanger (cooling tower) containing a pipeline of warm water, heat exchange elements, exhaust tower, drainage basin, cooling water pipe [1]
The disadvantage of the analogue is the bulkiness of the structure and the large ablation of cooling water.

Известен контактный теплообменник, выбранный в качестве прототипа, содержащий патрубки подачи и отвода газа, трубопровод подачи воды (жидкости), теплообменный элемент, сепарационную камеру, сливную трубу [2]
Недостатком прототипа является относительно низкая его эффективность.Known contact heat exchanger, selected as a prototype, containing nozzles for supplying and discharging gas, a pipeline for supplying water (liquid), a heat exchange element, a separation chamber, a drain pipe [2]
The disadvantage of the prototype is its relatively low efficiency.

Предлагаемый контактный теплообменник решает задачу повышения его эффективности. The proposed contact heat exchanger solves the problem of increasing its efficiency.

Решаемая задача достигается тем, что контактный теплообменник, содержащий сепарационную камеру, сообщенную на входе с теплообменным элементом, выполненным в виде кольцевого лопаточного завихрителя с каналами между лопатками, а на выходе с поддоном, имеющим сливную трубу, а также патрубок отвода газа и трубопровод подвода жидкости снабжен патрубком подвода газа и кольцевым коллектором с внутренними радиальными отверстиями, причем лопаточный завихритель выполнен в виде конуса, сообщенного с сепарационной камерой через его меньшее основание и с патрубком подвода газа через большее основание, а кольцевой коллектор подключен к трубопроводу подвода жидкости и установлен вокруг большего основания конуса, при этом радиальные отверстия коллектора, выполненные в виде сопел, размещены в упомянутых каналах между лопатками. The problem to be solved is achieved in that a contact heat exchanger containing a separation chamber communicated at the inlet with a heat exchange element made in the form of an annular blade swirler with channels between the blades, and at the outlet with a tray having a drain pipe, as well as a gas outlet pipe and a liquid supply pipe equipped with a gas supply pipe and an annular collector with internal radial holes, and the blade swirl is made in the form of a cone in communication with the separation chamber through its smaller base Maintenance and nozzle gas inlet through the larger base, and the collector is connected to the annular fluid inlet conduit and is mounted around the larger base of the cone, the manifold radial holes made in the form of nozzles arranged in said channels between the blades.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлено продольное сечение предлагаемого контактного теплообменника. The invention is illustrated in the drawing, which shows a longitudinal section of the proposed contact heat exchanger.

Контактный теплообменник содержит патрубок 1 подачи газа, патрубок 2 отвода газа, трубопровод 3 подачи жидкости, теплообменный элемент 4, сепарационную камеру 5, включающую корпус 6, подсоединенный к выходу теплообменного элемента 4, закрылки 7, колпачок 8, поддон 9, сливную трубу 10, кольцевой коллектор жидкости 11, с радиальными отверстиями (соплами) 12. The contact heat exchanger comprises a gas supply pipe 1, a gas discharge pipe 2, a liquid supply pipe 3, a heat exchange element 4, a separation chamber 5 including a housing 6 connected to the outlet of the heat exchange element 4, flaps 7, cap 8, pan 9, drain pipe 10, annular fluid manifold 11, with radial holes (nozzles) 12.

Контактный теплообменник работает следующим образом. По патрубку 1 подвода газ поступает в теплообменный элемент 4 кольцевой конусный лопаточный завихритель, в межлопаточные каналы которого по трубопроводу 3 подачи жидкости, поступает жидкость в кольцевой коллектор 11 жидкости и далее через радиальные отверстия (сопла) 12, в межлопаточные каналы конусного завихрителя теплообменного элемента 4, где контактирует с закрученным газом. Поток газа с диспергируемой на мелкие частицы жидкости образует развитую поверхность контакта, где и происходит интенсивный теплообмен. Contact heat exchanger operates as follows. Through the supply pipe 1, gas enters the heat exchanger element 4 of the annular conical vane swirl, into the interscapular channels of which through the liquid supply pipe 3, the liquid enters the annular fluid collector 11 and then through the radial holes (nozzles) 12, into the interscapular channels of the conical swirl of the heat exchange element 4 where it contacts the swirling gas. The gas flow from a liquid dispersed into small particles forms a developed contact surface, where intense heat exchange occurs.

Продолжая контактировать газ вместе с жидкостью закручивается в кольцевом конусном лопаточном завихрителе теплообменного элемента 4, ускоряется и выходит в сепарационную камеру 5, в которой в результате центробежного эффекта капли жидкости продолжают двигаться по внутренней стенке корпуса 6, далее стекает по закрылкам 7, колпачку 8 в поддон 9 и через сливную трубу 10 жидкость выводится из контактного теплообменника, а газ, отделенный от жидкости в сепарационной камере 5, через центральный патрубок 2 отвода газа удаляется из контактного теплообменника. Continuing to contact the gas together with the liquid, it is twisted in an annular conical vane swirl of the heat exchange element 4, accelerated and goes into the separation chamber 5, in which, as a result of the centrifugal effect, the liquid droplets continue to move along the inner wall of the housing 6, then flows down the flaps 7, the cap 8 into the pallet 9 and through the drain pipe 10, the liquid is removed from the contact heat exchanger, and the gas separated from the liquid in the separation chamber 5, through the central pipe 2 of the gas outlet is removed from the contact heat exchanger.

Выполнение теплообменного элемента в виде кольцевого конусного лопаточного завихрителя позволяет в 1,5 раза увеличить интенсивность теплообмена и теплонапряженность объема реактивного пространства. The implementation of the heat exchange element in the form of an annular conical blade vortex swirl allows 1.5 times to increase the heat transfer intensity and heat stress of the volume of the reaction space.

Claims (2)

1. Контактный теплообменник, содержащий сепарационную камеру, сообщенную на входе с теплообменным элементом, выполненным в виде кольцевого лопаточного завихрителя с каналами между лопатками, а на выходе с поддоном, имеющим сливную трубу, а также патрубок отвода газа и трубопровод подвода жидкости, отличающийся, тем, что снабжен патрубком подвода газа и кольцевым коллектором с внутренними радиальными отверстиями, причем лопаточный завихритель выполнен в виде усеченного конуса, сообщенного с сепарационной камерой через его меньшее основание и патрубок отвода газа через большее основание, а кольцевой коллектор подключен к трубопроводу подвода жидкости и установлен вокруг большего основания конуса, при этом радиальные отверстия коллектора размещены в упомянутых каналах между лопатками. 1. A contact heat exchanger comprising a separation chamber communicated at the inlet with a heat exchange element made in the form of an annular blade swirler with channels between the blades, and at the outlet with a tray having a drain pipe, as well as a gas outlet pipe and a liquid supply pipe, characterized in that is equipped with a gas supply pipe and an annular collector with internal radial holes, and the blade swirl is made in the form of a truncated cone in communication with the separation chamber through its smaller base and of the gas outlet pipe through the larger base, and the collector is connected to the annular fluid inlet conduit and is mounted around the larger base of the cone, wherein the radial openings are arranged in said manifold channels between the blades. 2. Теплообменник по п.1, отличающийся тем, что радиальные отверстия коллектора выполнены в виде сопел. 2. The heat exchanger according to claim 1, characterized in that the radial holes of the collector are made in the form of nozzles.