RU2522154C2 - Cooling circuit of heat exchange unit - Google Patents
Cooling circuit of heat exchange unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2522154C2 RU2522154C2 RU2012103582/06A RU2012103582A RU2522154C2 RU 2522154 C2 RU2522154 C2 RU 2522154C2 RU 2012103582/06 A RU2012103582/06 A RU 2012103582/06A RU 2012103582 A RU2012103582 A RU 2012103582A RU 2522154 C2 RU2522154 C2 RU 2522154C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shell
- cryogenic
- channels
- passage
- cavity
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в криогенной технике для испарения газообразных сред, находящихся в жидком состоянии, в ракетно-космической технике и в народном хозяйстве, например, для газификации сжиженных газов и их смесей.The invention relates to the field of heat engineering and can be used in cryogenic technology for the vaporization of gaseous media in a liquid state, in space rocket technology and in the national economy, for example, for gasification of liquefied gases and mixtures thereof.
Для решения перспективных технических задач возникает необходимость в испарителе-газификаторе с развитой поверхностью нагрева, компактного, простого по конструкции, малой массы, для относительно больших расходов (более 10 кг/с) испаряемого теплоносителя и работоспособного при высоких давлениях (более 10 МПа).To solve promising technical problems, there is a need for an evaporator-gasifier with a developed heating surface, compact, simple in design, low weight, for relatively high flow rates (more than 10 kg / s) of the evaporated coolant and operable at high pressures (more than 10 MPa).
Известен испаритель криогенной жидкости (далее испаритель), содержащий корпус с расположенными в нем концентрично перегородками, змеевик с криогенным продуктом, выполненный из двух частей, одна из которых расположена между корпусом и перегородкой, а другая - между перегородками, электронагреватели, расположенные в центральной части корпуса. Пространство между корпусом и наружной перегородкой заполнено водой, образующей ледяной экран (а.с. №932094, МПК: F17C 9/02, 1982).Known evaporator of cryogenic liquid (hereinafter the evaporator), comprising a housing with concentric partitions located therein, a coil with a cryogenic product made of two parts, one of which is located between the housing and the partition, and the other between the partitions, electric heaters located in the central part of the housing . The space between the casing and the outer partition is filled with water forming an ice screen (AS No. 932094, IPC: F17C 9/02, 1982).
Основными недостатками данного испарителя являются:The main disadvantages of this evaporator are:
- использование воды в устройстве усложняет конструкцию, ограничивает выбор максимальных величин температуры и давления теплоносителя, что в свою очередь приводит к ограничению максимальной тепловой мощности, увеличению общей массы конструкции и увеличению времени выхода устройства на режим и, кроме того, накладывает дополнительные требования по соблюдению герметичности корпуса, а также к чистоте применяемой воды, кроме этого, электронагреватели имеют ограниченный срок службы и их наличие приводит к необходимости иметь источник электропитания к ним с аппаратурой управления.- the use of water in the device complicates the design, limits the choice of the maximum values of temperature and pressure of the coolant, which in turn leads to a limitation of the maximum thermal power, an increase in the total mass of the structure and an increase in the time the device goes into operation and, in addition, imposes additional requirements for maintaining tightness housing, as well as the purity of the water used, in addition, electric heaters have a limited service life and their presence leads to the need to have an electric source Tracking them with control equipment.
Известен тракт испаритель криогенной жидкости, содержащий корпус, в котором расположены теплообменные элементы, нагреватель, при этом корпус выполнен в виде двухслойных цилиндрических оболочек, образующих кольцевую полость для прохода греющего теплоносителя, каждая из оболочек состоит из двух жестко соединенных между собой цилиндров, между которыми образованы каналы, объединенные в коллекторы для подвода и отвода криогенного продукта, при этом на входе в кольцевую полость закреплена крышка, в которой установлены смесительные элементы и воспламеняющее устройство, а на выходе закреплен газовод (патент РФ №2347972, МПК: F17C 9/02, 10.07.2007 - прототип).A known path is an evaporator of cryogenic liquid, comprising a housing in which heat exchange elements, a heater are located, the housing being made in the form of two-layer cylindrical shells forming an annular cavity for passage of the heating fluid, each of the shells consists of two cylinders rigidly interconnected, between which are formed channels combined into collectors for supplying and discharging a cryogenic product, while at the entrance to the annular cavity a lid is fixed in which the mixing element is installed s and a flammable device, and a gas duct is fixed at the output (RF patent No. 2347972, IPC: F17C 9/02, 07/10/2007 - prototype).
Испаритель работает следующим образом.The evaporator operates as follows.
Испаряемая среда подается двумя потоками по подводящим трубам коллекторы и по каналам внутренней оболочки и наружной оболочки поступает, постепенно испаряясь, к коллекторам, из которых отводится по отводящим трубопроводам в сторону потребителя.The evaporated medium is supplied in two streams through the inlet pipes to the collectors and through the channels of the inner shell and the outer shell enters, gradually evaporating, to the collectors, from which it is discharged through the outlet pipelines towards the consumer.
Течение испаряемой среды может осуществляться как «по потоку», так и «противотоком» по отношению к движению греющей среды.The flow of the evaporated medium can be carried out both “downstream” and “counterflow” with respect to the movement of the heating medium.
Греющая среда - теплоноситель - продукты сгорания какого-либо горючего, например керосина, спирта, природного газа и т.д., температура которых может достигать от 900 К до 2200 К (регулируется соотношением расходов компонентов топлива) и лимитируется только свойствами применяемых материалов, движется от огневой стенки крышки в сторону газовода, по пути отдавая тепло испаряемой среде, протекающей по каналам оболочек.Heating medium - heat carrier - products of combustion of any fuel, for example kerosene, alcohol, natural gas, etc., the temperature of which can reach from 900 K to 2200 K (regulated by the ratio of fuel components) and is limited only by the properties of the materials used, moves from the fire wall of the cover towards the gas duct, giving off heat along the evaporated medium flowing through the channels of the shells along the way.
Подготовка компонентов топлива к процессу горения: перемешивание, распыл - осуществляется смесительными элементами, а для воспламенения смеси служит воспламеняющее устройство.Preparation of fuel components for the combustion process: mixing, spraying is carried out by mixing elements, and an ignition device is used to ignite the mixture.
Недостатками тракта охлаждения данного испарителя является значительная сложность конструкции и сборки, а также значительные габариты и вес, обусловленные принятой компоновкой элементов конструкции испарителя.The disadvantages of the cooling path of this evaporator is the significant complexity of the design and assembly, as well as the significant dimensions and weight due to the adopted layout of the structural elements of the evaporator.
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, улучшение технических характеристик и расширение функциональных возможностей испарителя.The objective of the invention is to remedy these disadvantages, improve technical characteristics and expand the functionality of the evaporator.
Поставленная задача достигается за счет того, что в предложенном тракте охлаждения теплообменного аппарата, содержащего корпус, выполненный в виде двух двухслойных оболочек, образующих кольцевую полость для прохода греющего теплоносителя, причем каждая из оболочек состоит из двух жестко соединенных между собой обечаек, между которыми образованы каналы, объединенные в коллекторы для подвода и отвода криогенного компонента, согласно изобретению, тракт выполнен профилированным и содержит, как минимум, цилиндрическую часть и сужающуюся часть в виде конфузора, предпочтительно коническую, с образованием кольцевой полости с каналами для прохода криогенного компонента между указанными частями, при этом ребра, образующие каналы для прохода криогенного компонента во внутренней оболочке, выполнены на внутренней поверхности цилиндрической части наружной обечайки, при этом на сужающейся части обечайки указанные ребра выполнены на внешней поверхности внутренней сужающейся части обечайки, причем внутри конической части, предпочтительно в ее центральной зоне, установлен патрубок, соединенный с полостью внутренней оболочки, а коллекторы подвода и отвода криогенного компонента во внутреннюю полость наружной оболочки расположены на упомянутой сужающейся части наружной оболочки.The problem is achieved due to the fact that in the proposed cooling path of the heat exchanger containing the housing, made in the form of two two-layer shells forming an annular cavity for the passage of the heating fluid, each of the shells consists of two shells rigidly interconnected, between which channels are formed combined into collectors for supplying and discharging a cryogenic component, according to the invention, the path is shaped and contains at least a cylindrical part and tapering part in the form of a confuser, preferably conical, with the formation of an annular cavity with channels for the passage of the cryogenic component between these parts, while the ribs forming channels for the passage of the cryogenic component in the inner shell are made on the inner surface of the cylindrical part of the outer shell, while on the tapering part these ribs are made on the outer surface of the inner tapering part of the shell, and inside the conical part, preferably in its central zone, patr side connected to the inner cavity of the shell, and the supply and discharge collectors cryogenic component into the internal cavity of the outer shell positioned on said tapered portion of the outer shell.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан продольный разрез испарителя, на фиг. 2 - поперечный разрез А-А цилиндрической части тракта внутренней оболочки, на фиг. 3 - поперечный разрез Б-Б конической части тракта внутренней оболочки. На фиг. 2 и 3 знаком «•» показано движение криогенной жидкости по направлению к смесительной головке, а знаком «+» - от нее.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a longitudinal section through an evaporator; FIG. 2 is a transverse section aa of the cylindrical part of the path of the inner shell, in FIG. 3 is a transverse section BB of the conical part of the tract of the inner shell. In FIG. 2 and 3, the “•" sign shows the movement of the cryogenic liquid towards the mixing head, and the “+" sign - from it.
Тракт предназначен для подачи криогенного компонента внутрь корпуса 1 испарителя криогенного компонента, который выполнен в виде двух двухслойных оболочек 2 и 3, образующих кольцевую полость 4 для прохода греющего теплоносителя. Каждая из оболочек 2 и 3 состоит из двух жестко соединенных между собой обечаек 5, 6 и 7, 8 соответственно.The tract is designed to supply the cryogenic component inside the casing 1 of the evaporator of the cryogenic component, which is made in the form of two two-layer shells 2 and 3, forming an annular cavity 4 for the passage of the heating coolant. Each of the shells 2 and 3 consists of two
Обечайки 5, 6 и 7, 8 корпуса 1 выполнены профилированными и содержат цилиндрические части 9, 10 и 11, 12 и сужающиеся части 13, 14 и 15, 16 соответственно.The
В каждой оболочке 2 и 3 выполнены каналы 17 и 18 соответственно.In each shell 2 and 3
Каналы 17 на цилиндрической части 10 оболочки 2 выполнены на внутренней поверхности обечайки 6, а на сужающейся части 13 оболочки 2 - на наружной поверхности указанной части. Между собой обечайки 5, 6 и 13, 14 соединены по вершинам ребер, образующим пазы.The
Каналы 17 внутренней оболочки 2 соединяются с коллекторами подвода 19 и отвода 20. Каналы 18 наружной оболочки 3 соединяются с коллекторами подвода 21 и отвода 22. На входе в кольцевую полость 4 закреплена крышка 23, в которой установлены смесительные элементы 24 и воспламеняющее устройство 25. На выходе из кольцевой полости 4 установлен газовод 26.The
Внутри газовода 26 установлена опора 27 с возможностью скольжения по внутренней цилиндрической части газовода при нагреве или охлаждении различных составных частей конструкции.Inside the gas duct 26, a support 27 is mounted with the possibility of sliding along the inner cylindrical part of the gas duct when heating or cooling the various components of the structure.
На наружной поверхности корпуса 1 установлен коллектор 28 для подвода одного из компонентов топлива к смесительным элементам 24.A collector 28 is mounted on the outer surface of the housing 1 for supplying one of the fuel components to the mixing elements 24.
Испаритель работает следующим образом.The evaporator operates as follows.
Испаряемая среда, например криогенный компонент, подается двумя потоками по подводящим трубам в коллекторы 19, 21 и по каналам 17 внутренней оболочки 2 и каналам 18 наружной оболочки 3 поступает, постепенно испаряясь, к коллекторам 20, 21, из которых отводится по отводящим трубопроводам в сторону потребителя.The evaporated medium, for example, the cryogenic component, is supplied in two streams through the supply pipes to the collectors 19, 21 and through the
Во внутреннюю полость 18 наружной оболочки 3 криогенный компонент подают из коллектора 21, расположенного на сужающейся части наружной оболочки, причем подают таким образом, что заполненные каналы равномерно чередуются с незаполненными, пропускают криогенный компонент через всю оболочку 3, затем разворачивают в начальной части цилиндрической оболочки и возвращают к выходному коллектору 22, расположенному в сужающейся части, через оставшуюся часть каналов.In the inner cavity 18 of the outer shell 3, the cryogenic component is supplied from the collector 21 located on the tapering part of the outer shell, and served so that the filled channels are evenly alternated with unfilled, pass the cryogenic component through the entire shell 3, then deploy in the initial part of the cylindrical shell and return to the output manifold 22, located in the tapering part, through the remainder of the channels.
Течение испаряемой среды - криогенного компонента может осуществляться «по потоку», так и «противотоком» по отношению к движению греющей среды.The flow of the evaporated medium — the cryogenic component — can be carried out “downstream” or “countercurrent” with respect to the movement of the heating medium.
Греющая среда - теплоноситель - продукты сгорания какого-либо топлива, например керосина, спирта, природного газа и т.д., температура которых может достигать от 900 К до 2200 К, движется от огневой стенки крышки 23 в сторону газовода 26, по пути отдавая тепло испаряемой среде - криогенному компоненту, протекающей по каналам 17 и 18 оболочек 2 и 3 соответственно.Heating medium - heat carrier - products of combustion of any fuel, for example kerosene, alcohol, natural gas, etc., the temperature of which can reach from 900 K to 2200 K, moves from the fire wall of the cover 23 towards the gas duct 26, giving away along the way heat of the evaporated medium — the cryogenic component flowing through the
Перемешивание и распыл осуществляется смесительными элементами 24, а для воспламенения смеси служит устройство 25.Mixing and spraying is carried out by the mixing elements 24, and the device 25 is used to ignite the mixture.
В варианте исполнения, коллектор 28 для подвода одного из компонентов топлива к смесительным элементам 24 установлен на внутренней поверхности корпуса 1.In an embodiment, a manifold 28 for supplying one of the fuel components to the mixing elements 24 is installed on the inner surface of the housing 1.
Использование предлагаемого изобретения позволит улучшить массово-габаритные характеристики испарителя, упростить его конструкцию и сборку.Using the proposed invention will improve the mass-dimensional characteristics of the evaporator, simplify its design and assembly.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012103582/06A RU2522154C2 (en) | 2012-02-02 | 2012-02-02 | Cooling circuit of heat exchange unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012103582/06A RU2522154C2 (en) | 2012-02-02 | 2012-02-02 | Cooling circuit of heat exchange unit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012103582A RU2012103582A (en) | 2013-08-10 |
| RU2522154C2 true RU2522154C2 (en) | 2014-07-10 |
Family
ID=49159208
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012103582/06A RU2522154C2 (en) | 2012-02-02 | 2012-02-02 | Cooling circuit of heat exchange unit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2522154C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2594833C1 (en) * | 2015-09-08 | 2016-08-20 | Владислав Юрьевич Климов | Vaporizer for liquefied hydrocarbon gas |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU932094A1 (en) * | 1978-07-10 | 1982-05-30 | Научно-Исследовательский Институт Технологии Криогенного Машиностроения | Cryogenic liquid evaporator |
| JP2002340326A (en) * | 2001-05-18 | 2002-11-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Liquefied gas vaporizer |
| RU2239121C2 (en) * | 2002-01-28 | 2004-10-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Сибирский химический комбинат" | Evaporator for cryogenic liquid |
| RU2347972C1 (en) * | 2007-07-10 | 2009-02-27 | Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" | Cryogenic liquid evaporator |
-
2012
- 2012-02-02 RU RU2012103582/06A patent/RU2522154C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU932094A1 (en) * | 1978-07-10 | 1982-05-30 | Научно-Исследовательский Институт Технологии Криогенного Машиностроения | Cryogenic liquid evaporator |
| JP2002340326A (en) * | 2001-05-18 | 2002-11-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Liquefied gas vaporizer |
| RU2239121C2 (en) * | 2002-01-28 | 2004-10-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Сибирский химический комбинат" | Evaporator for cryogenic liquid |
| RU2347972C1 (en) * | 2007-07-10 | 2009-02-27 | Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" | Cryogenic liquid evaporator |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2594833C1 (en) * | 2015-09-08 | 2016-08-20 | Владислав Юрьевич Климов | Vaporizer for liquefied hydrocarbon gas |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012103582A (en) | 2013-08-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2347972C1 (en) | Cryogenic liquid evaporator | |
| CN104048161A (en) | United gasification device of liquified natural gas (LNG) | |
| US11073278B2 (en) | Vaporization apparatus | |
| CN105444591B (en) | A kind of heat exchange injection apparatus for eliminating thermally stratified layer in cryogenic propellant storage tank | |
| RU2514802C2 (en) | Evaporator of cryogenic liquid | |
| US20100061838A1 (en) | Rotating Device | |
| CA2851858C (en) | Generation of steam by spraying water onto a duct within a chamber having divider walls | |
| CN109026444A (en) | Composite engine | |
| RU2529608C2 (en) | Cryogenic liquid evaporator tract | |
| RU2522154C2 (en) | Cooling circuit of heat exchange unit | |
| CN106287212A (en) | A kind of back-heating type gasifier | |
| RU2511805C2 (en) | Cryogenic liquid heating method | |
| RU2561513C2 (en) | Cryogenic liquid evaporator | |
| RU2561223C2 (en) | Cryogenic liquid evaporator | |
| CN108190048B (en) | Miniature modular butane propulsion system structure and propulsion method | |
| RU74813U1 (en) | FIRE EXTINGUISHING AEROSOL GENERATOR (OPTIONS) | |
| RU2611225C1 (en) | Cryogenic liquid evaporator | |
| RU2567466C1 (en) | Heat exchanger | |
| JP6033871B2 (en) | Device for heating fluid | |
| RU2316648C1 (en) | Downhole steam-gas generator | |
| RU2793269C1 (en) | Regasification and gas heater unit | |
| EA201001753A1 (en) | REACTOR FOR SOLID FUEL PROCESSING | |
| RU97488U1 (en) | HEAT BATTERY | |
| CN109179321B (en) | Online methanol reformer utilizing engine tail gas by adopting baffling separation mechanism | |
| RU2841343C1 (en) | Modular liquefied gas gasifier, embodiments |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150203 |