RU2056033C1

RU2056033C1 - Heat exchanger

Info

Publication number: RU2056033C1
Authority: RU
Inventors: А.С. Шамароков; Г.А. Филиппов; В.И. Хоруж; М.В. Копанев; С.В. Емельяненко
Original assignee: Шамароков Александр Сергеевич
Priority date: 1990-09-14
Filing date: 1990-09-14
Publication date: 1996-03-10

Abstract

FIELD: thermal engineering. SUBSTANCE: coolant pipe connections 5,6 are placed in bottom 4 of header 2 which is spherical in shape and its curvature is greater than that of end wall 3 of case 1; bottom 4 is joined with wall 3 over perimeter of its axial bore. EFFECT: reduced metal input. 3 dwg

Description

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано при проектировании теплообменного оборудования атомных электростанций. The invention relates to energy and can be used in the design of heat exchange equipment of nuclear power plants.

Известен теплообменник, содержащий корпус и размещенный под ним коллектор с горизонтальной трубной доской и сферическим днищем, в котором выполнены патрубки подвода и отвода теплоносителя. A heat exchanger is known, comprising a housing and a collector placed under it with a horizontal tube plate and a spherical bottom, in which pipes for supplying and discharging a coolant are made.

Недостатком такого теплообменника является пониженная эксплуатационная надежность, обусловленная горизонтальным расположением трубной доски, скоплением шлама на последней и дальнейшим коррозионным повреждением теплообменника. Другим недостатком такого теплообменника является повышенная металлоемкость из-за большой толщины трубной доски, которая резко возрастает с увеличением ее диаметра. The disadvantage of this heat exchanger is reduced operational reliability due to the horizontal arrangement of the tube plate, accumulation of sludge on the latter and further corrosion damage to the heat exchanger. Another disadvantage of such a heat exchanger is the increased metal consumption due to the large thickness of the tube plate, which increases sharply with an increase in its diameter.

К изобретению наиболее близким техническим решением из известных является теплообменник, содержащий корпус и размещенный в нем вертикальный коллектор, в торцовой стенке первого из которых выполнено осевое отверстие, а коллектор установлен соосно относительно последнего и выполнен с днищем и патрубками подвода и отвода теплоносителя, причем торцовая стенка корпуса в зоне примыкания к отверстию и днище коллектора выполнены выпуклыми и скреплены между собой. The closest technical solution known to the invention is a heat exchanger containing a housing and a vertical collector located in it, in the end wall of the first of which an axial hole is made, and the collector is mounted coaxially relative to the latter and is made with a bottom and nozzles for supplying and discharging the coolant, and the end wall the housing in the area adjacent to the hole and the bottom of the collector are convex and fastened together.

Недостатком такого теплообменника является повышенная металлоемкость. Этот недостаток обусловлен большой толщиной торцовой стенки корпуса из-за ослабления ее осевым отверстием под коллектор, а также использованием части боковой стенки коллектора для организации подвода и отвода теплоносителя, которая имеет существенный вес и расположена за пределами корпуса теплообменника. The disadvantage of this heat exchanger is the increased metal consumption. This disadvantage is due to the large thickness of the end wall of the housing due to the weakening of its axial hole for the collector, as well as the use of part of the side wall of the collector to organize the inlet and outlet of the coolant, which has significant weight and is located outside the heat exchanger body.

Целью изобретения является снижение металлоемкости теплообменника. The aim of the invention is to reduce the metal consumption of the heat exchanger.

В теплообменнике, содержащем корпус и размещенный в нем коллектор, в торцовой стенке первого из которых выполнено осевое отверстие, а коллектор установлен соосно относительно последнего и выполнен с днищем и патрубками для теплоносителя, причем торцовая стенка корпуса в зоне отверстия и днище коллектора выполнены выпуклыми и соединены между собой, поставленная цель достигается тем, что днище коллектора выполнено сферическим с кривизной, большей кривизны торцовой стенки корпуса в зоне отверстия, и установлено в последнем, а, по меньшей мере, один патрубок размещен в днище коллектора. In the heat exchanger containing the housing and the manifold disposed therein, an axial hole is made in the end wall of the first of which the collector is mounted coaxially with respect to the latter and is made with a bottom and nozzles for the coolant, and the end wall of the housing in the opening and bottom of the collector is convex and connected among themselves, the goal is achieved by the fact that the bottom of the collector is made spherical with a curvature greater than the curvature of the end wall of the housing in the area of the hole, and installed in the latter, and at least m Here, one pipe is located at the bottom of the collector.

Выполнение днища коллектора сферическим с кривизной, большей кривизны торцовой стенки корпуса в зоне осевого отверстия, и размещение патрубков для теплоносителя в днище коллектора позволяет избавиться от части последнего, расположенной за пределами корпуса, и организовать подвод и (или) отвод теплоносителя через днище коллектора, что снижает металлоемкость этого коллектора, а значит и теплообменника. Performing the bottom of the collector spherical with a curvature, greater curvature of the end wall of the housing in the area of the axial hole, and placing the nozzles for the coolant in the bottom of the collector allows you to get rid of the part of the latter located outside the housing, and organize the inlet and (or) removal of the coolant through the bottom of the collector, which reduces the metal consumption of this collector, and hence the heat exchanger.

Установка днища коллектора в осевом отверстии торцовой стенки корпуса закрывает это отверстие, делает эту стенку как бы без отверстия, что по условию прочности снижает требуемую толщину, а значит и металлоемкость этой стенки. The installation of the bottom of the collector in the axial hole of the end wall of the housing closes this hole, makes this wall as if without a hole, which, according to the strength condition, reduces the required thickness, and hence the metal consumption of this wall.

Таким образом, благодаря совокупности отличительных признаков у заявляемого теплообменника появляется новое свойство, ведущее к достижению нового положительного эффекта, заключающегося в снижении металлоемкости теплообменника, поэтому предлагаемое устройство соответствует критерию "существенные отличия". Thus, due to the combination of distinctive features of the inventive heat exchanger, a new property appears, leading to the achievement of a new positive effect, which consists in reducing the metal consumption of the heat exchanger, therefore, the proposed device meets the criterion of "significant differences".

На фиг. 1 изображен общий вид теплообменника; на фиг. 2 узел I на фиг. 1; на фиг. 3 вид на стрелке А на фиг. 1. In FIG. 1 shows a general view of a heat exchanger; in FIG. 2 node I in FIG. 1; in FIG. 3 is a view on arrow A in FIG. 1.

Теплообменник, в качестве которого используется парогенератор, содержит корпус 1 и размещенный в нем коллектор 2. В торцовой стенке 3 корпуса 1 выполнено осевое отверстие, в котором установлено днище 4 коллектора 2. Коллектор 2 установлен соосно относительно упомянутого отверстия в стенке 3 корпуса 1 и выполнен с патрубками 5 и 6 соответственно, подвода и отвода теплоносителя. Торцовая стенка 3 корпуса 1 и днище 4 коллектора 2 выполнены выпуклыми и скреплены между собой. The heat exchanger, which is used as a steam generator, comprises a housing 1 and a collector 2 located therein. An axial hole is made in the end wall 3 of the housing 1, in which a bottom 4 of the collector 2 is installed. The collector 2 is mounted coaxially with respect to the aforementioned hole in the wall 3 of the housing 1 and is made with pipes 5 and 6, respectively, of the inlet and outlet of the coolant. The end wall 3 of the housing 1 and the bottom 4 of the collector 2 are made convex and fastened together.

Днище 4 коллектора 2 выполнено сферическим с кривизной, большей кривизны эллиптической (или сферической) торцовой стенки 3 корпуса 1 в зоне осевого отверстия, т.е. днище 4 выполнено с радиусом R₁ сферы, который меньше радиуса R₂, который используется для построения эллипса (сферы) стенки 3 в зоне осевого отверстия, в котором установлено днище 4 коллектора 2.The bottom 4 of the collector 2 is made spherical with a curvature greater than the curvature of the elliptical (or spherical) end wall 3 of the housing 1 in the area of the axial hole, i.e. the bottom 4 is made with a radius R _{1 of the} sphere, which is smaller than the radius R ₂ , which is used to build an ellipse (sphere) of the wall 3 in the zone of the axial hole in which the bottom 4 of the collector 2 is installed.

Коллектор 2 разделен обечайкой 7 на входную и выходную камеры 8 и 9 соответственно, к которым подключены теплообменные трубы 10. Корпус имеет патрубки 11 и 12 подвода питательной воды и отвода пара соответственно. Днище 4 коллектора 2 снабжено лазом 13. The collector 2 is divided by the shell 7 into the inlet and outlet chambers 8 and 9, respectively, to which the heat exchange pipes 10 are connected. The housing has nozzles 11 and 12 for supplying feed water and steam outlet, respectively. The bottom 4 of the collector 2 is equipped with a manhole 13.

Теплообменник работает следующим образом. The heat exchanger operates as follows.

Греющий теплоноситель последовательно проходит патрубок 5, обечайку 7 камеры 8, трубы 10, камеру 9 и патрубок 6. В трубах 10 теплоноситель охлаждается, отдавая свое тепло воде, кипящей в межтрубном пространстве корпуса 1. Подпитка парогенератора производится через патрубок 11, а отвода пара через патрубок 12. The heating fluid sequentially passes through the pipe 5, the shell 7 of the chamber 8, the pipe 10, the chamber 9 and the pipe 6. In the pipes 10, the coolant is cooled, giving its heat to the water boiling in the annulus of the housing 1. The steam generator is fed through the pipe 11, and the steam is removed through nozzle 12.

В таком теплообменнике осевое отверстие в стенке 3 корпуса 1 закрыто днищем 4 коллектора 2 (можно считать, что это отверстия в собранном теплообменнике нет), поэтому стенка 3 корпуса 1 выполняется тонкостенной. Сферическая форма днища 4 коллектора 2 позволила разместить патрубки 5 и 6 в этом днище 4, что приводит к резкому сокращению длины коллектора 2, так как теперь нет необходимости выносить часть боковой стенки коллектора 2 за пределы корпуса 1 для закрепления на ней патрубков подвода и отвода теплоносителя. In such a heat exchanger, the axial hole in the wall 3 of the housing 1 is closed by the bottom 4 of the collector 2 (we can assume that there are no holes in the assembled heat exchanger), therefore, the wall 3 of the housing 1 is thin-walled. The spherical shape of the bottom 4 of the collector 2 made it possible to place the nozzles 5 and 6 in this bottom 4, which leads to a sharp reduction in the length of the collector 2, since now there is no need to take out part of the side wall of the collector 2 outside the housing 1 to fix the inlet and outlet pipes of the coolant on it .

Таким образом, в предлагаемом теплообменнике стенка 3 корпуса 1 выполнена тонкостенной, весь коллектор 2 размещен внутри корпуса 1 и имеет уменьшенный диаметр в верхней части, что снижает металлоемкость теплообменника. Thus, in the proposed heat exchanger, the wall 3 of the housing 1 is made thin-walled, the entire collector 2 is placed inside the housing 1 and has a reduced diameter in the upper part, which reduces the heat intensity of the heat exchanger.

Claims

A HEAT EXCHANGER comprising a housing with an axial hole in the end wall and a collector with a bottom and nozzles for a coolant placed coaxially with the hole, the end wall of the housing in the area of the axial hole and the bottom of the collector are convex and interconnected, characterized in that, in order to reduce the metal consumption, at least one pipe for the coolant is placed in the bottom of the collector, which is made spherical with a curvature greater than the curvature of the end wall of the housing in the area of the axial hole, and setting but in the latter.