CS254711B1

CS254711B1 - Intensification built-in

Info

Publication number: CS254711B1
Application number: CS848949A
Authority: CS
Inventors: Josef Srutek; Oldrich Manek; Jaroslav Riman; Vaclav Masek; Vaclav Malasek
Original assignee: Josef Srutek; Oldrich Manek; Jaroslav Riman; Vaclav Masek; Vaclav Malasek
Priority date: 1984-11-22
Filing date: 1984-11-22
Publication date: 1988-01-15
Also published as: CS894984A1

Abstract

Očelem řešení je dosáhnout, aby mrtvé prostory nevznikaly v žádném průřezu svazku teplosménných ploch, pomocí intenzifikační vestavby, která se bude skládat z přepážky, jež má tvar šroubové plochy a přiléhá vnějším obvodem k plášti a vnitřním obvodem naopak k centrální trubce, přičemž pro teplosměnné trubky jsou v této přepážce vytvořeny otvory. Použití intenzifikační vestavby snižuje spotřebu vysoce kvalitního materiálu potřebného va výrobu teplosménných ploch. Řešení je možno využít v jaderné i v klasické energetice.The aim of the solution is to ensure that dead spaces do not arise in any cross-section of the bundle of heat exchange surfaces, using an intensification installation, which will consist of a partition that has the shape of a screw surface and abuts the outer circumference to the shell and the inner circumference to the central tube, with holes created in this partition for the heat exchange tubes. The use of an intensification installation reduces the consumption of high-quality material needed in the production of heat exchange surfaces. The solution can be used in both nuclear and conventional energy.

Description

Vynález se týká intenzifikační vestavby uspořádané v mezitrubkovém prostoru parního generátoru tvořeného svazkem teplosměnných trubek uspořádaných v plášti a vytěsnaných centrální trubkou.BACKGROUND OF THE INVENTION The invention relates to an intensification installation arranged in the inter-tube space of a steam generator formed by a bundle of heat exchange tubes arranged in a housing and displaced by a central tube.

Pro zlepšení teplotechnických podmínek v mezitrubkovém prostoru výměníků tepla a parních generátorů se navrhují intenzifikační vestavby, které zvyšují turbulenci v mezitrubkovém prostoru. Tím je zlepšeno omývání jednotlivých teplosměnných trubek, což vede ke zvýšení přestupu tepla. ,Je známa intenzifikační vestavba tvořená rovinnými deskami po obvodu uchycenými k plášti parního generátoru, přičemž desky jsou upraveny tak, že jsou mezi pláštěm a deskou v některém místě vytvořeny otvory ve tvaru trubkové úseče nebo výseče.In order to improve the thermo-technical conditions in the inter-tube space of heat exchangers and steam generators, intensification internals are proposed which increase turbulence in the inter-tube space. This improves the washing of the individual heat exchange tubes, which leads to an increase in heat transfer. There is known an intensification installation consisting of planar plates circumferentially attached to the jacket of a steam generator, the plates being arranged in such a way that openings in the form of a tubular segment or a sector are formed at some point between the jacket and the plate.

Tyto vestavby vytvářejí velké mrtvé prostory a jsou tedy velmi málo účinné. Jsou známy rovněž vestavby vějířovítě vzestupné, tvořené kruhovými výsečemi, které jsou stupňovitě uspořádány kolem centrální vytěsňovací trubky. Tato vestavba má nevýhodu v tom, že je výrobně složitá a přitom vytváří v místě stupňů na teplosměnných trubkách mrtvé prostory, ve kterých jsou teplosměnné trubky hůře omývány a tím je opět snižována efektivnost této vestavby.These built-in units create large dead spaces and are therefore very inefficient. It is also known to have ascending fan assemblies formed by circular sectors which are arranged in stages around the central displacement tube. This installation has the disadvantage that it is difficult to manufacture and at the same time creates dead spots in the heat exchange tubes at the steps, where the heat exchange tubes are harder to wash and thus again reduces the efficiency of the installation.

Dále jsou používány intenzifikační vestavby tvořené rovinnými deskami po celém obvodu pláště parního generátoru těsně s tímto pláštěm spojené. Deskami procházejí teplosměnné trubky a jsou v nich vytvořeny přepouštěcí otvory, nad nimiž jsou provedeny krycí stříšky usměrňující tok média v mezitrubkovém prostoru. Nevýhoda tohoto provedení tkví v tom, že intenzifikační vestavba působí velký odpor proti proudění, což snižuje její efekt.Furthermore, intensification assemblies consisting of planar plates are used along the entire circumference of the steam generator jacket closely connected to the jacket. The heat exchange tubes pass through the plates and are provided with overflow openings, over which cover hoods are provided to direct the flow of the medium in the inter-tube space. The disadvantage of this embodiment is that the intensification installation has a high flow resistance, which reduces its effect.

Je známa též intenzifikační vestavba tvořená přepážkou ve tvaru šroubové plochy, přiléhající svým vnějším obvodem k plášti a svým vnitřním obvodem k centrální trubce.Also known is an intensification installation formed by a partition in the form of a helical surface adjacent its outer periphery to the housing and its inner periphery to the central tube.

Nevýhoda tohoto uspořádání tkví v tom, že záporný gradient rychlosti v blízkosti přepážky je značně vysoký, což zhoršuje omývání teplosměnných trubek v okolí přepážky a snižuje tak efektivnost využití teplosměnné plochy.The disadvantage of this arrangement is that the negative velocity gradient near the partition is considerably high, which worsens the washing of the heat exchange tubes around the partition and thus reduces the efficiency of the use of the heat exchange surface.

Uvedené nevýhody odstraňuje intenzifikační vestavba podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že otvory v přepážkách mají větší průměr než je vnější průměr trubek, pro umožnění průtoku intenzifikujícího přestup tepla.These disadvantages are overcome by the intensification installation according to the invention, which consists in that the openings in the baffles have a larger diameter than the outer diameter of the tubes, to allow the flow to intensify the heat transfer.

Výhoda intenzifikační vestavby podle vynálezu spočívá v tom, že zvyšuje rychlost podélného obtékání teplosměnných trubek v místech, kde je příčná rychlost vlivem obtékání stěny přepážky příliš nízká, aby umožňovala efektivní využití teplosměnné plochy. Přitom v žáčném průřezu svazku teplosměnných trubek nevznikají mrtvé prostory, což vede k vysoké efektivnosti.An advantage of the intensification installation according to the invention is that it increases the speed of the longitudinal bypass of the heat exchange tubes at locations where the transverse velocity due to the bypass of the partition wall is too low to allow efficient use of the heat exchange surface. At the same time, no dead spaces arise in the pupil section of the heat exchange tube bundle, which leads to high efficiency.

Přepážka je hladká bez aerodynamických nerovností, což příznivě ovlivňuje hydraulické poměry v mezitrubkovém prostoru a snižuje tlakovou ztrátu výměníku, což je energeticky velmi výhodné. Přitom užití intenzifikační vestavby snižuje podstatně spotřebu vysoce kvalitního materiálu, z něhož jsou vyráběny teplosměnné plochy, což snižuje celkové náklady na výrobu parního generátoru.The partition is smooth without aerodynamic unevenness, which favorably affects the hydraulic conditions in the inter-tube space and reduces the pressure drop of the exchanger, which is very energy efficient. In doing so, the use of an intensification installation significantly reduces the consumption of high-quality material from which heat transfer surfaces are made, which reduces the overall cost of producing the steam generator.

Příklad provedení intenzifikační vestavby podle vynálezu je zobrazen na přiloženém obrázku.An exemplary embodiment of an intensification installation according to the invention is shown in the attached figure.

Přepážka 1 mající tvar šroubové plochy .8 je umístěna uvnitř pláště 3. tak, že je svým vnějším obvodem 2 těsně spojena s pláštěm _3 a svým vnitřním obvodem .4 je těsně spojena s centrální trubkou 5. V přepážce _1 jsou provedeny otvory 7_, kterými procházejí teplosměnné trubky € s dostatečnou vůlí pro průtok, umožňující intenzifikaci přestupu tepla.The bulkhead 1 having the shape of a helical surface 8 is located inside the housing 3 so that its outer periphery 2 is tightly connected to the housing 3 and its inner periphery 4 is tightly connected to the central tube 5. Holes 7 are provided in the partition 1 through which the heat exchange tubes 8 pass through with sufficient clearance for the flow to intensify the heat transfer.

Médium proudící v mezitrubkovém prostoru je přepážkou 2 usměrňováno tak, že jeho jedna část proudí v obvodovém směru těsně k teplosměnným trubkám 6. a druhá jeho část proudí otvory 2 rovnoběžně s osami teplosměnných trubek 6.The medium flowing in the inter-tube space is directed through the partition 2 so that one part of it flows in the circumferential direction close to the heat exchange tubes 6 and the other part flows through openings 2 parallel to the axes of the heat exchange tubes 6.

Tím je velmi účinné zvyšována turbulence a tedy i přestup tepla.As a result, the turbulence and thus the heat transfer is very effective.

Intenzifikační vestavba podle vynálezu je zvláště vhodná pro parní generátory užívající jako teplonositele tekutý kov proudící v teplosměnných trubkách. S výhodou ji však lze použít u všech výměníků tepla, u nichž je potřeba zvýšit přestupní součinitele v mezitrubkovém prostoru, at již v potravinářském a chemickém průmyslu, nebo v energetice.The intensification installation according to the invention is particularly suitable for steam generators using liquid metal flowing in heat exchange tubes as heat carriers. However, it can be used advantageously for all heat exchangers where the transfer coefficients in the inter-tube space need to be increased, whether in the food, chemical or energy industries.

Claims

Intensification installation arranged in the inter-tube space of a steam generator, in particular for nuclear power plants, which steam generator consists of a bundle of heat exchange tubes arranged in a jacket, consisting of a helical partition adjacent its outer perimeter to the jacket with its inner perimeter to the central tube, in the baffle, characterized in that the openings (7) in the baffle (1) have a larger diameter than the outer diameter of the tubes (6) to allow heat intensifying flow.