[go: up one dir, main page]

RU2747651C1 - Disk heat exchanger - Google Patents

Disk heat exchanger Download PDF

Info

Publication number
RU2747651C1
RU2747651C1 RU2020134764A RU2020134764A RU2747651C1 RU 2747651 C1 RU2747651 C1 RU 2747651C1 RU 2020134764 A RU2020134764 A RU 2020134764A RU 2020134764 A RU2020134764 A RU 2020134764A RU 2747651 C1 RU2747651 C1 RU 2747651C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat
conducting sheets
thin
heat exchanger
channels
Prior art date
Application number
RU2020134764A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Яковлевич Печенегов
Владимир Владимирович Олискевич
Александр Владимирович Царюнов
Андрей Викторович Косов
Ольга Юрьевна Косова
Виктор Андреевич Косов
Михаил Андреевич Косов
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно - Исследовательский Институт Технологий Органической, Неорганической Химии И Биотехнологий"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно - Исследовательский Институт Технологий Органической, Неорганической Химии И Биотехнологий" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно - Исследовательский Институт Технологий Органической, Неорганической Химии И Биотехнологий"
Priority to RU2020134764A priority Critical patent/RU2747651C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2747651C1 publication Critical patent/RU2747651C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/04Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being formed by spirally-wound plates or laminae

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

FIELD: transport; warehousing.SUBSTANCE: invention relates to a method for drying transport and / or storage containers for radioactive waste, in particular for spent fuel elements. Disclosed is a method for drying transport and / or storage containers for radioactive waste, in particular for spent fuel elements, wherein the container is first dewatered or mechanically dewatered. Then the inner space of the container is continuously evacuated or maintained under vacuum, and simultaneously helium gas is continuously supplied to the inner space of the container. The evacuation and / or supply of helium gas is carried out under the condition that the helium content in the inner space of the container is 50-95 vol.%, in particular 55-90 vol.%.EFFECT: invention makes it possible to dry containers with high efficiency and is suitable for containers with high heat output.11 cl; 1 dwg

Description

Изобретение относится к рекуперативным теплообменным устройствам для текучих сред и может быть использовано в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей и пищевой промышленности, энергетике и других отраслях техники для нагревания и охлаждения преимущественно однофазных теплоносителей.The invention relates to recuperative heat exchange devices for fluids and can be used in the chemical, petrochemical, oil refining and food industries, energy and other industries for heating and cooling mainly single-phase heat carriers.

Известен рекуперативный теплообменник типа «труба в трубе» с многозаходными винтовыми ребрами на наружной поверхности внутренней трубы, образующими в межтрубном пространстве винтовые каналы [1]. Движение теплоносителей в винтовых каналах отличается повышенной интенсивностью теплообмена. Данная конструкция является металлоемкой и сложной в изготовлении.Known recuperative heat exchanger type "pipe in pipe" with multiple helical ribs on the outer surface of the inner pipe, forming in the annular space of the screw channels [1]. The movement of coolants in the screw channels is characterized by an increased intensity of heat transfer. This design is metal-intensive and difficult to manufacture.

Известен теплообменник с цилиндрической оболочкой, внутри которой размещена теплопередающая поверхность из винтовых ребер, образующих два винтовых канала для теплоносителей [2]. Теплообменник имеет повышенную интенсивность теплообмена. Недостатком его является сложность изготовления и невозможность обеспечить высокие единичные мощности передаваемого теплового потока.Known heat exchanger with a cylindrical shell, inside which is placed a heat transfer surface of helical fins, forming two helical channels for heat transfer fluids [2]. The heat exchanger has an increased heat exchange rate. Its disadvantage is the complexity of manufacture and the impossibility of providing high unit power of the transmitted heat flow.

Известны спиральные теплообменники, в которых имеется два спиральных канала, образованных рулонным материалом, навитым по спирали Архимеда вокруг центральной разделительной перегородки [3]. Спиральные теплообменники компактны, в них нет застойных зон у поверхности теплообмена, рабочая среда перемещается по одному каналу большой длины. Гидравлическое сопротивление при одинаковой скорости движения жидкости меньше, чем у широко распространённых кожухотрубчатых теплообменников. Недостатком спиральных теплообменников является сложность их изготовления, высокая удельная металлоемкость и плохая ремонтопригодность.Known spiral heat exchangers, in which there are two spiral channels formed by roll material, wound in an Archimedes spiral around the central dividing wall [3]. Spiral heat exchangers are compact, there are no stagnant zones at the heat exchange surface, the working medium moves along one long channel. The hydraulic resistance at the same fluid velocity is less than that of the widespread shell-and-tube heat exchangers. The disadvantage of spiral heat exchangers is the complexity of their manufacture, high specific metal consumption and poor maintainability.

Известен пластинчатый теплообменник, содержащий теплопередающую поверхность, выполненную в виде пакета из тонких теплопроводящих листов с отверстиями для прохода горячего и холодного теплоносителей, прокладки из эластичного материала между тонкими теплопроводящими листами с образованием чередующихся между собой четных и нечетных щелевых каналов для прохода горячего и холодного теплоносителей, нажимные пластины, входные и выходные штуцеры для теплоносителей, стягивающие шпильки, соединяющие друг с другом нажимные пластины по их периферии [4] - прототип.Known plate heat exchanger containing a heat-transfer surface, made in the form of a package of thin heat-conducting sheets with holes for the passage of hot and cold heat carriers, gaskets of elastic material between thin heat-conducting sheets with the formation of alternating between even and odd slotted channels for the passage of hot and cold heat carriers, pressure plates, inlet and outlet fittings for coolants, tightening pins connecting pressure plates to each other along their periphery [4] - a prototype.

Движение теплоносителей в данном пластинчатом теплообменнике осуществляется в щелевых каналах с малым поперечным размером, что способствует повышенной интенсивности теплообмена и компактности устройства. К достоинствам пластинчатого теплообменника относится исполнение теплопередающей поверхности из листового материала малой толщины, что снижает его материалоемкость.The movement of heat carriers in this plate heat exchanger is carried out in slotted channels with a small transverse dimension, which contributes to an increased intensity of heat transfer and a compactness of the device. The advantages of the plate heat exchanger include the design of the heat transfer surface made of sheet material of small thickness, which reduces its material consumption.

Недостатком известного пластинчатого теплообменника являются сложность его изготовления, малая длина одного хода рабочей жидкости, что во многих случаях приводит к необходимости применять многоходовое ее движение со многими поворотами и, следовательно, к высокому гидравлическому сопротивлению устройства. Допускается работа лишь при близких значениях давлений теплоносителей, чтобы исключить их перетоки из канала в канал и смешение. Причиной возможных перетоков является отсутствие прокладок на части периметра кромки одной из сторон теплопроводящих листов вокруг отверстий и, как следствие, прогибом этой части листов под действием разности давлений теплоносителей.The disadvantage of the known plate heat exchanger is the complexity of its manufacture, the small length of one stroke of the working fluid, which in many cases leads to the need to use its multi-pass movement with many turns and, consequently, to a high hydraulic resistance of the device. It is allowed to work only at close values of the coolant pressures in order to exclude their overflows from channel to channel and mixing. The reason for possible overflows is the absence of gaskets on a part of the edge perimeter of one of the sides of the heat-conducting sheets around the holes and, as a consequence, the deflection of this part of the sheets under the influence of the pressure difference of the coolants.

Техническая проблема, на решение которой направлено настоящее изобретение, состоит в упрощении конструкции и повышении эффективности работы устройства.The technical problem to be solved by the present invention is to simplify the structure and increase the efficiency of the device.

Поставленная проблема решается тем, что дисковый теплообменник, содержащий теплопередающую поверхность, выполненную в виде пакета из тонких теплопроводящих листов с отверстиями для прохода горячего и холодного теплоносителей, прокладки из эластичного материала между тонкими теплопроводящими листами с образованием чередующихся между собой четных и нечетных щелевых каналов для прохода горячего и холодного теплоносителей, нажимные пластины, входные и выходные штуцеры для теплоносителей, стягивающие шпильки, соединяющие друг с другом нажимные пластины по их обводам, выполнен так, что тонкие теплопроводящие листы и нажимные пластины имеют форму дисков, отверстия для прохода теплоносителей в тонких теплопроводящих листах и штуцеры для прохода теплоносителей попарно расположены в центральной и в периферийной частях дисков, большие прокладки из эластичного материала между тонкими теплопроводящими листами выполнены в виде непрерывной концентрической навивки с образованием спиральных щелевых каналов для теплоносителей, на концах спиральных щелевых каналов имеются проточники, которые примыкают к кромкам тонких теплопроводящих листов вокруг отверстий, установлены дополнительные стягивающие шпильки, размещенные в отверстиях тонких теплопроводящих листов. Кроме того, на плоскостях проточников имеются прокладки из эластичного материала, тонкие теплопроводящие листы имеют канавки для размещения в них проточников, больших и малых прокладок из эластичного материала, тонкие теплопроводящие листы имеют дискретную шероховатость в виде выступов и впадин, внешние замкнутые кольца больших прокладок выполнены армированными.The problem posed is solved by the fact that a disk heat exchanger containing a heat transfer surface made in the form of a package of thin heat-conducting sheets with holes for the passage of hot and cold heat carriers, a gasket of elastic material between thin heat-conducting sheets with the formation of alternating even and odd slot channels for the passage hot and cold heat carriers, pressure plates, inlet and outlet fittings for heat carriers, tightening pins connecting the pressure plates to each other along their contours, designed so that thin heat-conducting sheets and pressure plates have the shape of discs, holes for the passage of heat-transfer agents in thin heat-conducting sheets and fittings for the passage of coolants are located in pairs in the central and peripheral parts of the disks, large gaskets of elastic material between thin heat-conducting sheets are made in the form of a continuous concentric winding with the formation of spiral slotted channels There are flow channels at the ends of the spiral slotted channels that adjoin the edges of the thin heat-conducting sheets around the holes; additional tightening pins are installed, placed in the holes of the thin heat-conducting sheets. In addition, there are gaskets made of elastic material on the planes of the flow channels, thin heat-conducting sheets have grooves for accommodating flow channels, large and small spacers made of elastic material, thin heat-conducting sheets have discrete roughness in the form of protrusions and depressions, the outer closed rings of large spacers are made reinforced ...

В отличии от известного устройства [4], исполнение тонких теплопроводящих листов и нажимных пластин в форме дисков, размещение отверстий для прохода теплоносителей в тонких теплопроводящих листах и штуцеров для теплоносителей попарно в центральной и в периферийной частях дисков, выполнение больших прокладок из эластичного материала между тонкими теплопроводящими листами в виде непрерывной концентрической навивки с образованием спиральных щелевых каналов для теплоносителей, наличие на концах спиральных щелевых каналов проточников, которые примыкают к кромкам тонких теплопроводящих листов вокруг отверстий, установка дополнительных стягивающих шпилек, которые размещены в отверстиях тонких теплопроводящих листов, приводят к упрощению конструкции теплообменника, делают ее полностью разборной с высокой степенью унификации. Тонкие теплопроводящие листы имеют двухстороннее зажатие большими и малыми прокладками из эластичного материала и проточниками по всей площади их сопряжения, что обеспечивает надежную работу устройства, без перетоков теплоносителей, при значительных их разностях давлений. Теплообменник является одноходовым, что способствует уменьшению гидравлического сопротивления. Длина спиральных щелевых каналов для теплоносителей может устанавливаться в широких пределах и при необходимости быть достаточно большой. Движение теплоносителей по спиральной траектории приводит к повышению интенсивности теплообмена из-за воздействия на поток центробежных массовых сил.Unlike the known device [4], the execution of thin heat-conducting sheets and pressure plates in the form of discs, the placement of holes for the passage of heat carriers in thin heat-conducting sheets and fittings for heat carriers in pairs in the central and peripheral parts of the discs, the implementation of large spacers of elastic material between thin heat-conducting sheets in the form of continuous concentric winding with the formation of spiral slotted channels for coolants, the presence of flow channels at the ends of the spiral slotted channels that adjoin the edges of thin heat-conducting sheets around the holes, the installation of additional tie rods that are placed in the holes of thin heat-conducting sheets, lead to a simplification of the design heat exchanger, make it completely collapsible with a high degree of unification. Thin heat-conducting sheets are clamped on both sides by large and small gaskets made of elastic material and flow channels over the entire area of their interface, which ensures reliable operation of the device, without overflows of heat carriers, with significant pressure differences. The heat exchanger is single-pass, which helps to reduce the hydraulic resistance. The length of the spiral slotted channels for coolants can be set within a wide range and, if necessary, be large enough. The movement of coolants along a spiral trajectory leads to an increase in the intensity of heat transfer due to the impact on the flow of centrifugal mass forces.

Наличие на плоскостях проточников прокладок из эластичного материала способствует устранению влияния неровностей плоскостей и неточностей при изготовлении проточников при уплотнении малыми прокладками. Канавки в тонких теплопроводящих листах для размещения в них проточников, больших и малых прокладок из эластичного материала позволяют фиксировать их положение в установленных местах. Дискретная шероховатость в виде выступов и впадин на тонких теплопроводящих листах дополнительно интенсифицируют теплообмен, что в совокупности с интенсифицирующим эффектом от движения теплоносителей по спирали в щелевых каналах позволяет повысить компактность теплообменного устройства. Армирование внешних замкнутых колец больших прокладок расширяет допустимый диапазон рабочих давлений теплоносителей в теплообменнике. Наличие арматуры дает возможность осуществлять работу при повышенных внутренних давлениях в устройстве.The presence of gaskets made of elastic material on the planes of the grooves helps to eliminate the influence of uneven planes and inaccuracies in the manufacture of grooves when sealing with small gaskets. The grooves in thin heat-conducting sheets for placement of grooves, large and small gaskets made of elastic material allow fixing their position in specified places. Discrete roughness in the form of protrusions and depressions on thin heat-conducting sheets additionally intensifies heat transfer, which, together with the intensifying effect of the spiral movement of coolants in slotted channels, makes it possible to increase the compactness of the heat exchanger. Reinforcement of the outer closed rings of large gaskets expands the permissible operating pressure range of the heat transfer fluids in the heat exchanger. The presence of fittings makes it possible to work at increased internal pressures in the device.

Дисковый теплообменник может работать как по схеме противотока, так и по схеме прямотока.The disk heat exchanger can operate both in a counter-flow and a forward-flow scheme.

Таким образом отличительные признаки изобретения позволяют решить поставленную проблему.Thus, the distinctive features of the invention solve the problem posed.

Сопоставительный анализ заявляемого технического решения с прототипом показывает, что заявляемое устройство соответствует критерию изобретения «новизна».Comparative analysis of the proposed technical solution with the prototype shows that the claimed device meets the criterion of the invention "novelty".

Известные теплообменники [1], [2] и [3] имеют сложную конструкцию, не являются полностью разборными и менее эффективны.The known heat exchangers [1], [2] and [3] have a complex design, are not completely collapsible and are less efficient.

Все это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию изобретения «существенные отличия».All this allows us to conclude that the proposed technical solution meets the criterion of the invention "significant differences".

Изобретение поясняется чертежами: фиг. 1 - фиг. 8.The invention is illustrated by drawings: FIG. 1 to FIG. eight.

На фиг. 1 показан общий вид дискового теплообменника; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение в плоскости четного спирального щелевого канала для теплоносителя; фиг. 4 - сечение в плоскости нечетного спирального щелевого канала для теплоносителя; фиг. 5 - проточник; фиг. 6 - вид слева на фиг. 5; фиг. 7 - элемент 23 на фиг. 2; фиг. 8 - элемент 24 на фиг. 2.FIG. 1 shows a general view of a disk heat exchanger; in fig. 2 - section a-a in Fig. one; in fig. 3 - section in the plane of an even spiral slotted channel for the coolant; fig. 4 is a section in the plane of an odd spiral slotted channel for a coolant; fig. 5 - flow pipe; fig. 6 is a left side view of FIG. five; fig. 7 - element 23 in FIG. 2; fig. 8 - element 24 in FIG. 2.

Дисковый теплообменник содержит теплопередающую поверхность, выполненную в виде пакета из тонких теплопроводящих листов 1, и нажимные пластины 2. Тонкие теплопроводящие листы 1 и одна из двух нажимных пластин 2, имеющие форму дисков, имеют соответственно отверстия 3 и штуцеры 4 для прохода горячего и холодного теплоносителей, расположенные попарно в центральной и периферийной частях дисков. Между тонкими теплопроводящими листами расположены прокладки 5 и 6, выполненные из эластичного материала (например, техпластины 2Н-1-ТМКЩ-С-2С). Прокладки 5 выполнены в виде непрерывной концентрической навивки с образованием чередующихся между собой четных и нечетных спиральных щелевых каналов 7. На концах спиральных щелевых каналов 7 имеются проточники 8, которые примыкают к кромкам тонких теплопроводящих листов 1 вокруг отверстий 3. Проточники 8 состоят из двух плоских колец 9, соединенных между собой проставками 10. На плоскостях колец 9 имеются прокладки 11 из того же эластичного материала, из которого изготовлены прокладки 5 и 6. Проточники 8, прокладки 5 и 6 размещаются в канавках 12 тонких теплопроводящих листов 1, как показано на выносках 23 и 24 (фиг. 7, фиг. 8). По обводам нажимных пластин 2 расположены стягивающие шпильки 13. Дополнительные стягивающие шпильки 14 проходят через отверстия 3 в тонких теплопроводящих листах 1 и через входные и выходные штуцеры 4.The disk heat exchanger contains a heat-transfer surface made in the form of a package of thin heat-conducting sheets 1, and pressure plates 2. Thin heat-conducting sheets 1 and one of two pressure plates 2, shaped as discs, have holes 3 and fittings 4 for the passage of hot and cold heat carriers, respectively located in pairs in the central and peripheral parts of the discs. Between the thin heat-conducting sheets are spacers 5 and 6, made of elastic material (for example, technical plates 2N-1-TMKShch-S-2S). The gaskets 5 are made in the form of a continuous concentric winding with the formation of alternating even and odd spiral slotted channels 7. At the ends of the spiral slotted channels 7 there are flow channels 8, which adjoin the edges of thin heat-conducting sheets 1 around the holes 3. The flow tubes 8 consist of two flat rings 9, interconnected by spacers 10. On the planes of the rings 9 there are gaskets 11 made of the same elastic material from which the gaskets 5 and 6 are made. The flutes 8, gaskets 5 and 6 are placed in grooves 12 of thin heat-conducting sheets 1, as shown in the callouts 23 and 24 (Fig. 7, Fig. 8). Tightening pins 13 are located along the contours of the pressure plates 2. Additional tightening pins 14 pass through holes 3 in the thin heat-conducting sheets 1 and through the inlet and outlet fittings 4.

Для придания жесткости, нажимные пластины 2 снабжены радиальными 15 и кольцевыми 16 ребрами. На внешних кольцевых ребрах 16 закреплены опорные втулки 17 для гаек 18 стягивающих шпилек 13. Опорные втулки 19 для гаек 20 дополнительных стягивающих шпилек 14 закреплены на крестовинах 21, размещенных на штуцерах 4. В рабочем состоянии дискового теплообменника гайки 18 и 20 находятся в затянутом положении. Возможность работы дискового теплообменника при повышенных давлениях горячего и холодного теплоносителей обеспечивается наличием арматуры 22 во внешних замкнутых кольцах прокладок 5.To give rigidity, the pressure plates 2 are provided with radial 15 and annular 16 ribs. On the outer annular ribs 16, support bushings 17 are fixed for the nuts 18 of the tie rods 13. Support bushings 19 for the nuts 20 of the additional tie rods 14 are fixed on the crosses 21 located on the fittings 4. In the operating state of the disc heat exchanger, the nuts 18 and 20 are in a tightened position. The possibility of operation of a disk heat exchanger at elevated pressures of hot and cold heat carriers is ensured by the presence of fittings 22 in the outer closed rings of gaskets 5.

Работа дискового теплообменника по схеме противотока осуществляется следующим образом.The disc heat exchanger operates according to the counterflow scheme as follows.

Какой-либо теплоноситель, например горячий, поступает через входной штуцер 4, расположенный в центральной части нажимной пластины 2, и, пройдя его, заполняет коллекторное цилиндрическое пространство, образованное отверстиями 3 в тонких теплопроводящих листах 1, малыми прокладками 6 и проточниками 8. Из коллекторного пространства горячий теплоноситель проходит между проставками 10 проточников 8, установленных в начале четных спиральных щелевых каналов 7, перемещается в каналах 7 по спиральной траектории от центра дисков к их периферии. Отдав тепло в процессе теплопередачи через теплопередающую поверхность из тонких листов 1 в форме дисков холодному теплоносителю, поток горячего теплоносителя проходит через проточники 8, установленные в конце четных спиральных щелевых каналов 7, и поступает в сборное коллекторное цилиндрическое пространство, соединенное с выходным штуцером, расположенным на периферии дисковой нажимной пластины 2. Таким образом, горячий теплоноситель проходит через дисковый теплообменник от центрального коллекторного пространства до периферийного множеством параллельных потоков в четных спиральных щелевых каналах 7.Any coolant, for example hot, enters through the inlet nozzle 4, located in the central part of the pressure plate 2, and, passing through it, fills the collector cylindrical space formed by holes 3 in thin heat-conducting sheets 1, small gaskets 6 and flow channels 8. From the collector space, the hot coolant passes between the spacers 10 of the flow channels 8 installed at the beginning of the even spiral slotted channels 7, moves in the channels 7 along a spiral path from the center of the discs to their periphery. Having given off heat in the process of heat transfer through the heat transfer surface from thin sheets 1 in the form of discs to the cold coolant, the flow of the hot coolant passes through the ducts 8 installed at the end of the even spiral slotted channels 7 and enters the collecting cylindrical collector space connected to the outlet fitting located on the periphery of the disk pressure plate 2. Thus, the hot coolant passes through the disk heat exchanger from the central collector space to the peripheral with a multitude of parallel flows in even spiral slotted channels 7.

Холодный теплоноситель поступает через входной штуцер 4, расположенный на периферии нажимной пластины 2, в коллекторное пространство, являющееся продолжением входного штуцера 4, откуда через проточники 8, расположенные в нечетных спиральных щелевых каналах 7, множеством параллельных потоков перемещается по спиральной траектории в каналах встречно горячему теплоносителю, протекающему в смежных четных каналах. В процессе теплопередачи через тонкие теплопроводящие листы 1 холодный теплоноситель нагревается и через проточники 8, расположенные вокруг отверстий в центральной части тонких теплопроводящих листов, поступает в сборное коллекторное пространство, соединенное с выходным штуцером 4 на нажимной пластине 2, и выводится через этот выходной штуцер 4.The cold coolant enters through the inlet nozzle 4, located on the periphery of the pressure plate 2, into the collector space, which is a continuation of the inlet nozzle 4, from where, through the flow pipes 8 located in odd spiral slotted channels 7, many parallel flows move along a spiral trajectory in the channels opposite to the hot coolant flowing in adjacent even channels. In the process of heat transfer through thin heat-conducting sheets 1, the cold coolant is heated and through the flow channels 8 located around the holes in the central part of the thin heat-conducting sheets, it enters the collecting collector space connected to the outlet 4 on the pressure plate 2, and is discharged through this outlet 4.

Таким образом, каждый из теплоносителей, горячий и холодный, перемещается в дисковом теплообменнике по своей обособленной системе включающей входной и выходной штуцеры, раздающее и сборное коллекторные пространства, проточники вокруг коллекторных пространств, совокупность параллельных четных и нечетный спиральных щелевых каналов.Thus, each of the coolants, hot and cold, moves in a disk heat exchanger along its separate system, including inlet and outlet fittings, distributing and collecting collector spaces, flow channels around the collector spaces, a set of parallel even and odd spiral slotted channels.

Пример исполнения предлагаемого устройства. При расстоянии между тонкими теплопроводящими листами 3 мм дисковый теплообменник имеет удельную площадь теплопередачи, отнесенную к единице объема теплообменника, равной 333 м23, а при расстоянии между тонкими теплопроводящими листами 2 мм данный параметр составит 500 м23. Для сравнения отметим, что данный показатель компактности для современных энергетических теплообменников составляет величину 150 м23, то есть существенно меньше, чем для предлагаемого устройства.An example of the implementation of the proposed device. With a distance between thin heat-conducting sheets of 3 mm, the disc heat exchanger has a specific heat transfer area per unit volume of the heat exchanger equal to 333 m 2 / m 3 , and with a distance between thin heat-conducting sheets of 2 mm, this parameter will be 500 m 2 / m 3 . For comparison, we note that this indicator of compactness for modern energy heat exchangers is 150 m 2 / m 3 , that is, significantly less than for the proposed device.

Удельный весовой показатель предлагаемого дискового теплообменника, теплопередающая поверхность которого выполнена из листов, например, поликарбоната толщиной 0,25 мм с расстоянием между листами 3 мм, составляет 250 кг/м3, что гораздо меньше значений данного показателя для используемых в промышленности теплообменников общего назначения с теплопередающей поверхностью из металла.The specific gravity of the proposed disk heat exchanger, the heat transfer surface of which is made of sheets, for example, polycarbonate with a thickness of 0.25 mm with a distance between the sheets of 3 mm, is 250 kg / m 3 , which is much less than the values of this indicator for general-purpose heat exchangers used in industry with heat transfer surface made of metal.

Предлагаемое устройство имеет следующие преимущества:The proposed device has the following advantages:

• конструкция проста и технологична в изготовлении;• the design is simple and easy to manufacture;

• высокая степень унификации;• a high degree of unification;

• высокая ремонтопригодность;• high maintainability;

• компактность и малый вес;• compactness and low weight;

• интенсифицированный теплообмен при умеренном гидравлическом сопротивлении;• intensified heat exchange with moderate hydraulic resistance;

• возможность работы при повышенных давлениях теплоносителей;• the ability to work at high pressures of coolants;

• возможность изменять площадь поверхности теплопередачи в процессе эксплуатации путем добавления или удаления тонких теплопроводящих листов;• the ability to change the surface area of the heat transfer during operation by adding or removing thin heat-conducting sheets;

• малая загрязняемость поверхности теплопередачи из-за отсутствия застойных зон.• low contamination of the heat transfer surface due to the absence of stagnant zones.

Источники информацииInformation sources

1. Авторское свидетельство СССР № 1062496. Кл. F28D 7/10, опубл. 23.12.83, бюл. 47.1. USSR author's certificate No. 1062496. Cl. F28D 7/10, publ. 12/23/83, bul. 47.

2. Патент RU № 2269080. МПК F28D 7/10, опубл. 27.01.2006.2. Patent RU No. 2269080. IPC F28D 7/10, publ. January 27, 2006.

3. Барановский Н. В. Пластинчатые и спиральные теплообменники / Н.В. Барановский, Л.М. Коваленко, А.Р. Ястребенецкий - М.: Машиностроение, 1973. с. 265.3. Baranovskiy NV Plate and spiral heat exchangers / NV Baranovskiy. Baranovsky, L.M. Kovalenko, A.R. Yastrebenetsky - M .: Mechanical Engineering, 1973. p. 265.

4. Тимонин А. С. Машины и аппараты химических производств / А.С. Тимонин, Б.Г. Балдин, В.Я. Борщев, Ю.И. Гусев и др. - Калуга: Изд-во Н.Ф. Бочкаревой, 2008. с. 486, рис. 6.1.3.1.4. Timonin AS Machines and devices of chemical production / AS Timonin. Timonin, B.G. Baldin, V. Ya. Borshchev, Yu.I. Gusev and others - Kaluga: N.F. Bochkareva, 2008. 486, fig. 6.1.3.1.

Claims (5)

1. Дисковый теплообменник, содержащий теплопередающую поверхность, выполненную в виде пакета из тонких теплопроводящих листов с отверстиями для прохода горячего и холодного теплоносителей, прокладки из эластичного материала между тонкими теплопроводящими листами с образованием чередующихся между собой четных и нечетных щелевых каналов для прохода горячего и холодного теплоносителей, нажимные пластины, входные и выходные штуцеры для теплоносителей, стягивающие шпильки, соединяющие друг с другом нажимные пластины по их обводам, отличающийся тем, что тонкие теплопроводящие листы и нажимные пластины имеют форму дисков, отверстия для прохода теплоносителей в тонких теплопроводящих листах и штуцеры для теплоносителей попарно расположены в центральной и в периферийной частях дисков, большие прокладки из эластичного материала между тонкими теплопроводящими листами выполнены в виде непрерывной концентрической навивки с образованием спиральных щелевых каналов для теплоносителей, на концах спиральных щелевых каналов имеются проточники, которые примыкают к кромкам тонких теплопроводящих листов вокруг отверстий, кроме того, установлены дополнительные стягивающие шпильки, размещенные в отверстиях тонких теплопроводящих листов.1. A disk heat exchanger containing a heat-transfer surface made in the form of a package of thin heat-conducting sheets with holes for the passage of hot and cold heat-transfer agents, gaskets of elastic material between thin heat-transfer sheets with the formation of alternating even and odd slot channels for the passage of hot and cold heat transfer agents , pressure plates, inlet and outlet fittings for heat carriers, tightening pins connecting the pressure plates to each other along their contours, characterized in that thin heat-conducting sheets and pressure plates are disc-shaped, holes for the passage of heat carriers in thin heat-conducting sheets and fittings for heat carriers are arranged in pairs in the central and peripheral parts of the disks, large spacers of elastic material between thin heat-conducting sheets are made in the form of a continuous concentric winding with the formation of spiral slotted channels for coolants, at the ends of the spirals In the slotted channels, there are flow channels that adjoin the edges of the thin heat-conducting sheets around the holes; in addition, additional tightening pins are installed, located in the holes of the thin heat-conducting sheets. 2. Дисковый теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что на плоскостях проточников расположены прокладки из эластичного материала.2. A disk heat exchanger according to claim 1, characterized in that gaskets made of elastic material are located on the planes of the flow channels. 3. Дисковый теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что на тонких теплопроводящих листах выполнены канавки для размещения в них проточников, больших и малых прокладок из эластичного материала.3. A disk heat exchanger according to claim 1, characterized in that grooves are made on the thin heat-conducting sheets to accommodate flow channels, large and small gaskets made of elastic material. 4. Дисковый теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что тонкие теплопроводящие листы имеют дискретную шероховатость в виде выступов и впадин.4. A disk heat exchanger according to claim 1, characterized in that the thin heat-conducting sheets have discrete roughness in the form of protrusions and depressions. 5. Дисковый теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что внешние замкнутые кольца больших прокладок выполнены армированными.5. A disk heat exchanger according to claim 1, characterized in that the outer closed rings of the large gaskets are made reinforced.
RU2020134764A 2020-10-22 2020-10-22 Disk heat exchanger RU2747651C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020134764A RU2747651C1 (en) 2020-10-22 2020-10-22 Disk heat exchanger

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020134764A RU2747651C1 (en) 2020-10-22 2020-10-22 Disk heat exchanger

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2747651C1 true RU2747651C1 (en) 2021-05-11

Family

ID=75919720

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020134764A RU2747651C1 (en) 2020-10-22 2020-10-22 Disk heat exchanger

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2747651C1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19931105A1 (en) * 1999-07-06 2001-01-18 Solar Und Vakuum Technologie S Heat exchanger, especially for vacuum drying device; has tube coiled into spiral to conduct steam, with product to be dried conducted between tube coils, where steam is condensed to heat product
US6644391B1 (en) * 1999-09-20 2003-11-11 Alfa Laval Ab Spiral heat exchanger
CN1928482A (en) * 2006-09-20 2007-03-14 常熟市新世纪化工设备有限公司 Plate coil heat exchanger
RU2358218C1 (en) * 2008-01-28 2009-06-10 Леонид Владимирович Чумазов Spiral-type heat exchanger and its fabrication method
CN101749972A (en) * 2008-12-15 2010-06-23 付涛 Spiral plate heat exchanger and production method thereof
RU2553007C1 (en) * 2013-12-25 2015-06-10 Юрий Яковлевич Печенегов Waste heat recovery unit
RU2583316C1 (en) * 2015-05-12 2016-05-10 Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-внедренческий центр "ИНЖЕХИМ" (ООО "Инженерно-внедренческий центр "ИНЖЕХИМ") Radial-spiral type heat exchanger (versions)

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19931105A1 (en) * 1999-07-06 2001-01-18 Solar Und Vakuum Technologie S Heat exchanger, especially for vacuum drying device; has tube coiled into spiral to conduct steam, with product to be dried conducted between tube coils, where steam is condensed to heat product
US6644391B1 (en) * 1999-09-20 2003-11-11 Alfa Laval Ab Spiral heat exchanger
CN1928482A (en) * 2006-09-20 2007-03-14 常熟市新世纪化工设备有限公司 Plate coil heat exchanger
RU2358218C1 (en) * 2008-01-28 2009-06-10 Леонид Владимирович Чумазов Spiral-type heat exchanger and its fabrication method
CN101749972A (en) * 2008-12-15 2010-06-23 付涛 Spiral plate heat exchanger and production method thereof
RU2553007C1 (en) * 2013-12-25 2015-06-10 Юрий Яковлевич Печенегов Waste heat recovery unit
RU2583316C1 (en) * 2015-05-12 2016-05-10 Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-внедренческий центр "ИНЖЕХИМ" (ООО "Инженерно-внедренческий центр "ИНЖЕХИМ") Radial-spiral type heat exchanger (versions)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN116538839A (en) Shell-and-tube heat exchange equipment for enhancing heat exchange efficiency and use method
CN213120185U (en) U-shaped tube type heat exchanger
RU2747651C1 (en) Disk heat exchanger
CN218821799U (en) Prevent effectual heat exchanger of scale deposit
CN116576695A (en) a heat exchanger
RU2543094C1 (en) Tube and shell heat exchanger
RU2711569C1 (en) Vortex heat exchanger
RU2750678C1 (en) Spiral-plate heat exchanger
CN113790617A (en) Compact elastic snakelike copper pipe heat exchanger
CN211527158U (en) A shell-and-tube heat exchanger and its baffle assembly
RU2813402C1 (en) Vortex heat exchanger
CN215523834U (en) Special plate evaporator for refrigeration evaporation system
RU2804787C1 (en) Flap heat exchanger
RU2774015C1 (en) Heat exchanger
RU2714133C1 (en) Cylindrical recuperative heat exchanger of coaxial type
CN115682788A (en) Medium tube increased flow buffer type combined channel spiral plate heat exchanger
CN113804020A (en) A baffled serpentine copper tube heat exchange device
RU227392U1 (en) HEAT EXCHANGER OF RADIAL-SPIRAL TYPE
CN108775828B (en) Superconducting heat exchange unit and its device and system
RU2848599C1 (en) Vortex heat exchanger
RU2791886C1 (en) Multi-pass shell and tube heat exchanger
RU2804786C1 (en) Loop heat exchanger
RU162675U1 (en) SPIRAL HEAT EXCHANGER
CN223077493U (en) Fin type double-pipe heat exchanger
CN219776416U (en) Multi-channel heat exchange device