RU2690308C1 - Теплообменный аппарат - Google Patents
Теплообменный аппарат Download PDFInfo
- Publication number
- RU2690308C1 RU2690308C1 RU2018100459A RU2018100459A RU2690308C1 RU 2690308 C1 RU2690308 C1 RU 2690308C1 RU 2018100459 A RU2018100459 A RU 2018100459A RU 2018100459 A RU2018100459 A RU 2018100459A RU 2690308 C1 RU2690308 C1 RU 2690308C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- collectors
- water
- heat exchange
- steam
- heat exchanger
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 9
- 239000002826 coolant Substances 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/02—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being helically coiled
- F28D7/022—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being helically coiled the conduits of two or more media in heat-exchange relationship being helically coiled, the coils having a cylindrical configuration
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/007—Auxiliary supports for elements
- F28F9/013—Auxiliary supports for elements for tubes or tube-assemblies
- F28F9/0137—Auxiliary supports for elements for tubes or tube-assemblies formed by wires, e.g. helically coiled
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области теплообменного оборудования, используемого в различных отраслях промышленности, в частности к змеевиковым теплообменникам, которые могут быть применены в системах аварийного расхолаживания ядерных энергетических установок. В теплообменном аппарате, содержащем цилиндрический корпус с размещенной концентрично корпусу центральной обечайкой, образующей с корпусом кольцевую полость, в которой расположены теплообменные элементы, каждый из которых выполнен в виде многозаходных змеевиков с коллекторами подвода и отвода теплоносителя, выполненными в виде тора и соединенными через тройники с промежуточными трубопроводами, которые, в свою очередь, соединены с водяным и паровым коллекторами, расположенными под корпусом и над корпусом, промежуточные трубопроводы соединены с водяным и паровым коллекторами через соединительные трубы, расположенные в произвольной плоскости относительно плоскости коллекторов. Соединительные трубы могут быть снабжены тройниками, а теплообменные элементы объединены в группы несколькими паровыми и водяными коллекторами. Технический результат – уменьшение габаритов теплообменника путем сокращения расстояния между корпусом и коллекторами. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Предлагаемое техническое решение относится к области теплообменного оборудования, используемого в различных отраслях промышленности, в частности к змеевиковым теплообменникам, которые могут быть применены в системах аварийного расхолаживания ядерных энергетических установок.
Известны вертикальные змеевиковые теплообменники, содержащие цилиндрический корпус, по оси которого установлена цилиндрическая обечайка с рядами витков змеевиковых теплообменных труб, объединенных при помощи коллекторов, (см., например, а.с. №879237 опуб. 07.11.1981, кл. МПК F28D 7/02, а.с. №1206598 опуб. 23.01.1986, кл. МПК F28D 7/02)
Теплообменники имеют значительные габариты и металлоемкость, в таких теплообменниках затруднен ремонт текущих секций и невозможна их замена.
Известен вертикальный кольцевой теплообменник, содержащий цилиндрический корпус, концентрично размещенную обечайку и расположенные между ними изогнутые относительно вертикальной оси теплообменные элементы, заключенные в кожух и подключенные к первичным коллекторам подвода и отвода циркулирующего внутри труб теплоносителя образуя модули. Коллектора подвода и отвода соединены с трубопроводами подвода и отвода теплоносителя. (См., например, патент RU №2041439 опубл. 09.08.1995 по кл. МПК F28D 7/10.)
В теплообменнике такой конструкции упрощается поиск текущих модулей и повышается ремонтопригодность, так как появляется возможность замены вышедших из строя модулей.
Известен теплообменный аппарат, содержащий цилиндрический корпус с размещенной концентрично корпусу центральной обечайкой образующей с корпусом кольцевую полость, в которой расположены теплообменные элементы, каждый из которых выполнен в виде многозаходных змеевиков с коллекторами подвода и отвода теплоносителя, выполненными в виде тора и соединенными через тройники с промежуточными трубопроводами, которые в свою очередь соединены с водяным и паровым коллекторами, расположенными под корпусом и над корпусом. (См., например, патент на полезную модель Ru №146849 от 19.09.2014 г. по кл. МПК F28F 7/02)
Недостатком, обусловленным наличием непосредственного соединения промежуточных трубопроводов с водяным и паровым коллекторами, является проблематичность компенсации температурных расширений между корпусом теплообменника и паровым и водяным коллекторами, расположенными над крышкой и под днищем теплообменника, а также компенсация нагрузок на патрубки паровых и водяных коллекторов от подсоединяемых трубопроводов.
Кроме того, недостатками являются сложность и повышенные массогабаритные характеристики конструкции паровых и водяных коллекторов из-за наличия на них дополнительных штуцеров для поиска неплотного теплообменного элемента, а также отсутствие секционирования теплообменной поверхности.
По наибольшему числу общих признаков теплообменник по данному патенту выбран за прототип.
Технической задачей является создание теплообменника, в котором теплообменные элементы объединены в группы несколькими паровыми и водяными коллекторами, а соединительные трубы снабжены тройниками.
Решение поставленной задачи позволит не компенсировать подводящие трубопроводы, упростить конструкцию паровых и водяных коллекторов и, при увеличении мощности теплообменника, иметь пониженные массогабаритные характеристики системы аварийного расхолаживания.
Задача решается тем, что в теплообменном аппарате, содержащем цилиндрический корпус с размещенной концентрично корпусу центральной обечайкой образующей с корпусом кольцевую полость, в которой расположены теплообменные элементы, каждый из которых выполнен в виде многозаходных змеевиков с коллекторами подвода и отвода теплоносителя, выполненными в виде тора и соединенными через тройники с промежуточными трубопроводами, которые в свою очередь соединены с водяным и паровым коллекторами, расположенными под корпусом и над корпусом, промежуточные трубопроводы соединены с водяным и паровым коллекторами через соединительные трубы, расположенными в произвольной плоскости относительно плоскости коллекторов.
Кроме того соединительные трубы снабжены тройниками, а теплообменные элементы объединены в группы несколькими паровыми и водяными коллекторами.
Это дает возможность за счет дополнительных соединительных труб необходимой для компенсации температурных расширений конфигурации не компенсировать подводящие трубопроводы. Имея тройники на дополнительных трубах обеспечить через них поиск неплотных теплообменных элементов, тем самым исключить дополнительные штуцера на коллекторах, тем самым упростить их конструкцию. Наличие нескольких паровых и водяных коллекторов объединяющих группы теплообменных элементов позволяет иметь в системе аварийного расхолаживания несколько независимых контуров расхолаживания по второму контуру в одном корпусе, что существенно снижает массогабаритные характеристики всей системы, что особенно актуально для судовых ЯЭУ.
Сущность технического решения поясняется чертежами, где:
- фиг. 1 показан общий вид теплообменного аппарата, который предназначен для осуществления теплообмена между средой второго контура (пар-вода), циркулирующей во внутритрубном пространстве, и охлаждающей средой (вода-пар), циркулирующей в межтрубном пространстве. Теплообмен происходит в условиях естественной циркуляции по контуру охлаждающей и охлаждаемой сред в системе аварийного расхолаживания парогенерирующего блока ядерной энергетической установки при авариях, связанных с длительным обесточиванием;
- на фиг. 2 показан вид А на фиг. 1;
- на фиг. 3 показан выносной элемент Б на фиг. 1.
Теплообменный аппарат состоит из цилиндрического корпуса 1, снабженного крышкой 2 и днищем 3. Внутри корпуса 1 размещена цилиндрическая обечайка 4, которая закреплена на крышке 2 соосно с патрубком подвода 5 охлаждающего теплоносителя, циркулирующего в межтрубном пространстве. Обечайка 4 служит для организации циркуляции среды в межтрубном пространстве. В верхней части обечайки 4 выполнены отверстия 6, гидравлически связывающие внутреннюю полость обечайки 4 с кольцевой полостью 7, образованной обечайкой 4 и корпусом 1. В кольцевой полости расположена теплообменная поверхность, образованная теплообменными элементами 8, образующими модули и выполненными в виде нескольких рядов многозаходных змеевиков, навитых на оправку 9. Концы змеевиков теплообменных элементов 8 объединены по входу и выходу первичными коллекторами подвода 10 и отвода 11, выполненными в виде торов. Первичные коллекторы 10 и 11 через тройники 12, промежуточные трубопроводы 13, 14 и через соединительные трубы 15, 16, 17, 18 соединены с вторичными раздающими 19, 20 и собирающими 21, 22 коллекторами, расположенными соответственно под днищем 3 и над крышкой 2, которые также выполнены в виде тора. Таким образом, теплообменные элементы 8 объединены в независимые группы. Соединительные трубы 15, 16, 17, 18 снабжены тройниками 23 через которые обеспечивается поиск неплотного теплообменного элемента при его разгерметизации. На днище 3 корпуса 1 расположен штуцер 24 для соединения с емкостью запаса воды.
На наружной поверхности корпуса 1 закреплены опоры 25 для установки и закрепления теплообменного аппарата.
Во время нормальной эксплуатации реакторной установки теплообменный аппарат по внутритрубному и межтрубному пространству заполнен водой.
По внутритрубному пространству теплообменный аппарат подсоединен к парогенератору, а по межтрубному пространству к аварийной емкости с запасом воды (на чертежах не показано).
При авариях пар из парогенератора поступает во вторичные раздающие коллектора 19, 20, откуда через первичные коллектора 10 раздается по теплообменным элементам 8. Проходя через теплообменные элементы 8, пар конденсируется, охлаждаясь водой, находящейся в межтрубном пространстве, и поступает в собирающие коллектора 21, 22. Вода, находящаяся в межтрубном пространстве, испаряется, и пар или пароводяная смесь выходит из теплообменного аппарата в аварийную емкость с запасом воды.
Соединительные трубы 15, 16, 17, 18 за счет необходимой конфигурации компенсируют температурные расширения между корпусом теплообменника и вторичными раздающими 19, 20 и собирающими 21, 22 коллекторами, что позволяет сократить до минимума промежуточные трубопроводы 13 и тем самым уменьшить габариты теплообменника (при непосредственном соединении промежуточных трубопроводов со вторичными коллекторами компенсация температурных расширений достигается за счет увеличения расстояния между корпусом и коллекторами).
Поиск неплотного элемента осуществляется через тройники 23 на соединительных трубопроводах. При этом на них срезаются заглушки. К одному из тройников подсоединяется гидропресс при этом соединительный трубопровод, отсекается от коллектора, а другой - глушится, при этом соединительный трубопровод также отсекается от коллектора. Неплотный теплообменный элемент определяется по падению давления при гидравлических испытаниях. Данная операция проводится последовательно с каждым теплообменным элементом теплообменника.
Коллектора 19, 20 и 21, 22 объединяют теплообменные элементы 8 в независимые группы расхолаживания по второму контуру располагаемых в одном корпусе, тем самым позволяя сократить число корпусных конструкций теплообменников и снизить массогабаритные характеристики всей системы.
Таким образом, соединение промежуточных трубопроводов с водяным и паровым коллекторами через соединительные трубы, снабженные тройниками и расположенные в произвольной плоскости относительно плоскости коллекторов, позволяет не компенсировать подводящие трубопроводы, упростить конструкцию паровых и водяных коллекторов и иметь, при увеличении мощности теплообменника, пониженные массогабаритные характеристики системы аварийного расхолаживания.
Claims (3)
1. Теплообменный аппарат, содержащий цилиндрический корпус с размещенной концентрично корпусу центральной обечайкой, образующей с корпусом кольцевую полость, в которой расположены теплообменные элементы, каждый из которых выполнен в виде многозаходных змеевиков с коллекторами подвода и отвода теплоносителя, выполненными в виде тора и соединенными через тройники с промежуточными трубопроводами, которые, в свою очередь, соединены с водяным и паровым коллекторами, расположенными под корпусом и над корпусом, отличающийся тем, что промежуточные трубопроводы соединены с водяным и паровым коллекторами через соединительные трубы, расположенные в произвольной плоскости относительно плоскости коллекторов.
2. Теплообменный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что соединительные трубы снабжены тройниками.
3. Теплообменный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что теплообменные элементы объединены в группы несколькими паровыми и водяными коллекторами.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018100459A RU2690308C1 (ru) | 2018-01-09 | 2018-01-09 | Теплообменный аппарат |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018100459A RU2690308C1 (ru) | 2018-01-09 | 2018-01-09 | Теплообменный аппарат |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2690308C1 true RU2690308C1 (ru) | 2019-05-31 |
Family
ID=67037319
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018100459A RU2690308C1 (ru) | 2018-01-09 | 2018-01-09 | Теплообменный аппарат |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2690308C1 (ru) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2729566C1 (ru) * | 2019-12-19 | 2020-08-07 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром 335" | Устройство для подводного охлаждения потока углеводородной смеси и способ подводного охлаждения потока углеводородной смеси |
RU2744741C1 (ru) * | 2020-03-10 | 2021-03-15 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭнергоТехника" | Трубчатый теплообменный аппарат с модульным коллектором на высокие давления (варианты) |
WO2021137728A1 (ru) * | 2019-12-31 | 2021-07-08 | Акционерное Общество "Акмэ-Инжиниринг" | Ядерный реактор интегрального типа (варианты) |
US20210404752A1 (en) * | 2020-06-29 | 2021-12-30 | Lummus Technology Llc | Heat exchanger hanger system |
RU2796299C1 (ru) * | 2022-12-09 | 2023-05-22 | Владимир Викторович Михайлов | Теплообменник пневматических систем |
US11719141B2 (en) | 2020-06-29 | 2023-08-08 | Lummus Technology Llc | Recuperative heat exchanger system |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1206598A1 (ru) * | 1983-07-28 | 1986-01-23 | Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт Атомного Энергетического Машиностроения | Теплообменник |
RU2041439C1 (ru) * | 1991-01-03 | 1995-08-09 | Опытное конструкторское бюро машиностроения | Вертикальный кольцевой теплообменник |
WO2011120096A1 (en) * | 2010-03-31 | 2011-10-06 | Woodside Energy Limited | A main heat exchanger and a process for cooling a tube side stream |
EP1962042B1 (de) * | 2007-02-21 | 2012-10-17 | Heiko Erb | Druckgesteuerter Wärmetauscher sowie Verfahren zum dosierten Wärmeaustausch |
RU146849U1 (ru) * | 2014-07-22 | 2014-10-20 | Открытое акционерное общество "Опытное Конструкторское Бюро Машиностроения имени И.И. Африкантова" (ОАО "ОКБМ Африкантов") | Теплообменный аппарат |
-
2018
- 2018-01-09 RU RU2018100459A patent/RU2690308C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1206598A1 (ru) * | 1983-07-28 | 1986-01-23 | Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт Атомного Энергетического Машиностроения | Теплообменник |
RU2041439C1 (ru) * | 1991-01-03 | 1995-08-09 | Опытное конструкторское бюро машиностроения | Вертикальный кольцевой теплообменник |
EP1962042B1 (de) * | 2007-02-21 | 2012-10-17 | Heiko Erb | Druckgesteuerter Wärmetauscher sowie Verfahren zum dosierten Wärmeaustausch |
WO2011120096A1 (en) * | 2010-03-31 | 2011-10-06 | Woodside Energy Limited | A main heat exchanger and a process for cooling a tube side stream |
RU146849U1 (ru) * | 2014-07-22 | 2014-10-20 | Открытое акционерное общество "Опытное Конструкторское Бюро Машиностроения имени И.И. Африкантова" (ОАО "ОКБМ Африкантов") | Теплообменный аппарат |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2729566C1 (ru) * | 2019-12-19 | 2020-08-07 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром 335" | Устройство для подводного охлаждения потока углеводородной смеси и способ подводного охлаждения потока углеводородной смеси |
WO2021137728A1 (ru) * | 2019-12-31 | 2021-07-08 | Акционерное Общество "Акмэ-Инжиниринг" | Ядерный реактор интегрального типа (варианты) |
RU2744741C1 (ru) * | 2020-03-10 | 2021-03-15 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭнергоТехника" | Трубчатый теплообменный аппарат с модульным коллектором на высокие давления (варианты) |
US20210404752A1 (en) * | 2020-06-29 | 2021-12-30 | Lummus Technology Llc | Heat exchanger hanger system |
US11719141B2 (en) | 2020-06-29 | 2023-08-08 | Lummus Technology Llc | Recuperative heat exchanger system |
US11821699B2 (en) * | 2020-06-29 | 2023-11-21 | Lummus Technology Llc | Heat exchanger hanger system |
RU2796299C1 (ru) * | 2022-12-09 | 2023-05-22 | Владимир Викторович Михайлов | Теплообменник пневматических систем |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2690308C1 (ru) | Теплообменный аппарат | |
US10854344B2 (en) | Air-cooled heat exchanger and system and method of using the same to remove waste thermal energy from radioactive materials | |
US3768554A (en) | Steam generator heated with liquid metal | |
AU2018382368B2 (en) | Heat exchanger for a molten salt steam generator in a concentrated solar power plant (III) | |
US3245464A (en) | Liquid metal heated vapor generator | |
RU146849U1 (ru) | Теплообменный аппарат | |
EP3406998B1 (en) | Heat exchanger for molten salt steam generator in concentrated solar power plant | |
EP3502608B1 (en) | Heat exchanger for a molten salt steam generator in a concentrated solar power plant (iii) | |
US4073267A (en) | Vapor generator | |
US3438357A (en) | Apparatus and method for cooling a recirculating coolant medium | |
CN202442617U (zh) | 卧式固定管板式换热器 | |
KR100286518B1 (ko) | 분리된 관류식 나선형 증기발생기 | |
GB1586480A (en) | Tube bundle assembly for a heat exchanger | |
US3939804A (en) | Helium heated bayonet tube steam generator | |
KR102514159B1 (ko) | 집광형 태양열 발전소 (ⅲ) 의 용융 염 증기 발생기용 열교환기 | |
CN109959275B (zh) | 换热器以及包括至少一个换热器系列的熔盐蒸汽生成器 | |
RU2725120C1 (ru) | Теплообменник | |
RU2427776C2 (ru) | Устройство теплообмена между первой и второй текучими средами | |
RU2725068C1 (ru) | Теплообменник | |
RU2775748C1 (ru) | Пароперегреватель турбоустановки | |
KR102547983B1 (ko) | 판쉘형 열 교환기를 포함하는 일체형 원자로 | |
US3428119A (en) | Heat exchanger | |
SU735861A1 (ru) | Парогенератор | |
EP0012469A1 (en) | Nuclear reactor system | |
Chetal et al. | Design of PFBR steam generator |