17.10.2019
219.017.d6da

СПОСОБ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИСХОДНОЙ ВОДЫ ПРИ ОХЛАЖДЕНИИ ХЛАДОАГЕНТА ГТУ И ПЛАСТИНЧАТЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002703117
Дата охранного документа
15.10.2019
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Предлагаемое изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для нагрева и охлаждения газов и жидкостей в различных отраслях народного хозяйства, а именно, для интенсификации процесса теплопередачи и снижения скорости образования накипи в теплообменниках ГТУ. Изобретение заключается в том, что создают дополнительные вихревые структуры и пульсации, образующиеся по всему сечению потока в щелевых каналах, которые возникают в результате вибрации корпуса теплообменника. В пластинчатом теплообменнике, содержащем прижимные плиты, пакет теплообменных пластин, выполненных с регулярным рельефом вогнутостей, с входным и выходным отверстиями на каждой пластине для взаимно чередующихся щелевых каналов, объединенных своими входными и выходными коллекторами, соединенными с подающими и выходными трубопроводами через гибкие вставки, а нижние торцы прижимных плит снабжены упругими элементами, соединенными с опорной плитой. Технический результат - повышение эффективности способа использования исходной воды при охлаждении хладагента ГТУ и пластинчатого теплообменника. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Предлагаемое изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для нагрева и охлаждения газов и жидкостей в различных отраслях народного хозяйства, а именно, для интенсификации процесса теплопередачи и снижения скорости образования накипи в теплообменниках ГТУ.

Известен блок радиаторов пластинчатого теплообменника, предназначенный для использования низкопотенциальных природных источников тепла, хозяйственно-бытовых стоков и других тепловых отходов, содержащий пакет, соединенный последовательно, плоских радиаторов с направлением движения потока нагреваемой воды зигзагом, снабженных входными и выходными проточными каналами щелевидной формы, расположенными на общем торце радиатора. Теплообменник обеспечивает эффективность теплообмена между охлаждаемой и нагреваемой средой при низких (малых) температурных напорах, а также доступность к поверхностям теплообмена для их оперативной очистки от накопившихся загрязнений [Патент РФ №2210044, МПК F28D 9/00, 2003].

Основными недостатками известного способа и устройства являются малая скорость теплопередачи в каналах плоских радиаторов и образование накипи на их внутренней поверхности из-за недостаточной турбулизации теплоносителя, двигающегося внутри каналов, обусловленные их конструкцией.

Более близким к предлагаемому изобретению является способ работы пластинчатого теплообменника, содержащий подачу и вывод потоков жидкостей в щелевые каналы через соответствующие пары входных и выходных отверстий в каждой пластине, равномерное распределение потоков по ширине упомянутых каналов, турбулизацию потоков путем создания движения жидкости на поверхностях с регулярным рельефом вогнутостей. Способ осуществляется в пластинчатом теплообменнике, включающем, установленный между прижимными плитами пакет теплообменных пластин прямоугольной формы, выполненных с регулярным рельефом вогнутостей, с канавками, в которые уложены уплотнительные прокладки, с входным и выходным отверстиями на противоположных краях каждой пластины для взаимно чередующихся щелевых каналов с противоположными направлениями для движения их жидкостей и объединенных соответственно своими входными и выходными коллекторами. [Патент РФ №2, МПК F28D 9/00, F28F 3/00, 2004].

Основным недостатком известного способа является невозможность создания пульсационного движения потока в каналах пластинчатого теплообменника, а недостатком теплообменника, в котором осуществляется способ - отсутствие устройства, создающего пульсационное движение жидкости в этих каналах, что снижает эффективность известного способа и теплообменника при использовании для охлаждения воды с высокой жесткостью, например, исходной воды.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности способа использования исходной воды при охлаждении хладоагента ГТУ и пластинчатого теплообменника для его осуществления.

Технический результат достигается способом работы пластинчатого теплообменника, содержащем подачу и вывод потоков жидкостей в щелевые каналы через соответствующие пары входных и выходных отверстий в каждой пластине, равномерное распределение потоков по ширине упомянутых каналов, турбулизацию потоков путем создания движения жидкости на поверхностях с регулярным рельефом вогнутостей и дополнительные вихревые структуры и пульсации, образующиеся по всему сечению потока в щелевых каналах, которые возникают в результате вибрации корпуса теплообменника.

Способ осуществляется в пластинчатом теплообменнике, содержащем, установленный между прижимными плитами пакет теплообменных пластин, выполненных с регулярным рельефом вогнутостей, с канавками, в которые уложены уплотнительные прокладки, с входным и выходным отверстиями на противоположных краях каждой пластины для взаимно чередующихся щелевых каналов с противоположными направлениями для движения их жидкостей и объединенных соответственно своими входными и выходными коллекторами, соединенными с подающими и выходными трубопроводами через гибкие вставки, причем нижние торцы прижимных плит снабжены упругими элементами, соединенными с опорной плитой.

Пластинчатый теплообменник для использования исходной воды при охлаждении хладоагента ГТУ представлен на фиг. 1-4 (фиг. 1-общий вид, фиг. 2 - узел пакета теплообменных пластин 10, фиг. 3, 4 - разрезы теплообменника).

Пластинчатый теплообменник для использования исходной воды при охлаждении хладоагента ГТУ содержит, установленный между прижимными плитами 1 и 2 пакет теплообменных пластин прямоугольной формы 3, выполненных с регулярным рельефом вогнутостей 4, с канавками 5, в которые уложены уплотнительные прокладки, с входными 6, 7 и выходными 8, 9 отверстиями на противоположных краях каждой пластины 10 для взаимно чередующихся щелевых каналов 11 с противоположными направлениями для движения их жидкостей и объединенных соответственно своими входными 12, 13 и выходными 14, 15 коллекторами, соединенными с подающими 16, 17 и выходными 18, 19 трубопроводами через гибкие вставки 20, причем нижние торцы прижимных плит 1 и 2 снабжены упругими элементами 21, соединенными с опорной плитой 22.

Перед началом эксплуатации, во время монтажа или капитального ремонта нижние торцы прижимных плит 1 и 2 снабжают упругими элементами 21, которые крепят к опорной плите 22 и устанавливают упругие вставки 20 между коллекторами 12, 13, 14, 15 и трубопроводами наружной 16, 17, 18, 19 таким образом, чтобы обеспечить создание вибрации корпуса теплообменника с заданной амплитудой и частотой во всем рабочем диапазоне нагрузок.

Теплообменник работает следующим образом. Каждая из двух жидкостей (например, вода и антифриз) поступает в теплообменник и выходит из него соответственно через подающими 16, 17 и обратные 18, 19 трубопроводы, гибкие вставки 20 и свои входные 12, 13 и выходные 14, 15 коллекторы. В теплообменнике жидкости противоточно проходят по своим рядам параллельных щелевых каналов 11, которые поочередно чередуются, а теплообмен между жидкостями осуществляется через пластины 10. Так как пластины 2 выполнены с регулярным рельефом четырехгранных пирамидальных вогнутостей 3, расположенных поперечными рядами 4 относительно осредненного направления движения жидкостей, соседние ряды вогнутостей смещены относительно друг друга по направлению упомянутых рядов, то потоки жидкостей по щелевым каналам 11 турбулизуются практически в каждой точке пластин. Кроме того, эффективность работы теплообменника значительно повышается за счет возникновения пульсации потоков жидкости в каналах 11, которая возникает за счет установки его корпуса на упругие элементы 21 и соединении его коллекторов 12, 13 и 14, 15 с подающими и обратными трубопроводами 16, 17 и 18, 19 через гибкие вставки 20. Такая конструкция опор и соединений теплообменника создает вибрацию его корпуса и пластин 10 за счет пульсаций потоков в трубах 16, 17, 18, 19 и передается от пластин 10 потокам жидкостей в каналах 11. При этом дополнительные вихревые структуры и пульсации, образующиеся по всему сечению потока в каналах 11, активизируют процесс теплоотдачи от ядра потока к поверхности пластин 10 за счет увеличения скорости пристенного слоя жидкости. Эти же процессы обеспечивают интенсивный унос механических примесей, присутствующих в жидкости и снижают скорость образования накипи и отложений механических примесей за счет уменьшения времени контакта частиц исходной воды с поверхностью пластин 10.

Предлагаемый способ и устройство, обеспечивающие, в том числе и снижение скорости образования накипи на теплообменных стенках, возможно использовать для охлаждения антифриза ГТУ ПТУ в летний период.

Известно, что в ряде существующих конструкций ГТУ для подготовки воздуха имеется комплексная воздухоочистительная установка (КВОУ), которая используется в период низких температур, в том числе и для подогрева воздуха в зимнее время до температуры более (6-7)°С во избежание образования наледи на лопатках компрессора. Подогрев воздуха осуществляется антифризом, который, в свою очередь, нагревается сетевой водой с начальной температурой (65-70)°С в пластинчатом теплообменнике.

В летний период подогрев воздуха в КВОУ не используется и наружный воздух с высокой температурой подается, минуя ее, непосредственно в компрессор ГТУ, в результате чего значительно снижается производительность компрессора и, соответственно, снижается мощность ГТУ (согласно данным эксплуатации ПТУ г. Курска мощность ГТУ в летний период снижается с 45 МВт до 37 МВт, т.е. на 17%). Невозможность использования КВОУ для подготовки воздуха в летний период обусловлена высокой температурой сетевой воды, которая не позволяет охлаждать антифриз и, соответственно, охладить воздух. В тоже время, существует возможность использования КВОУ в летний период для охлаждения воздуха при замене сетевой воды на воду с более низкой температурой. В системе водоснабжения ПГУ имеется исходная вода с постоянной начальной температурой (8-9)°С, химически неочищенная, имеющая высокую жесткость, поэтому ее использование для охлаждения антифриза возможно только при условии снижения скорости образования накипи на теплообменных поверхностях пластинчатого теплообменника для охлаждения антифриза. Использование исходной воды для охлаждения антифриза позволяет снизить температуру наружного воздуха, подаваемого в компрессор, на (10-12)°С и довести мощность ГТУ в летнее время до 41,5 МВт (т. е. снизить потерю мощности на (43%).

При этом, использование в зимнее время для нагрева антифриза сетевой водой предлагаемого пластинчатого теплообменника, обеспечивающего интенсификацию теплопередачи, позволяет снизить расход сетевой воды и таким образом также повысить эффективность ГТУ ПГУ.

Предлагаемый способ и устройство можно использовать, как в конструкциях изготавливаемых, так и действующих пластинчатых теплообменников. Частота и амплитуда пульсаций зависят от производительности теплообменника, скорости потоков теплообменивающихся сред, а также характеристик вставок 20 и упругих элементов 21, которые определяют опытным путем.

Таким образом, предлагаемый способ и устройство позволяют использовать в летний период исходную воду с высокой жесткостью для охлаждения антифриза в пластинчатом теплообменнике КВАОУ ГТУ, интенсифицировать теплопередачу и снизить скорость образования накипи и отложений на его теплообменных поверхностях без серьезной переделки вышеупомянутого теплообменника за счет создания пульсаций и дополнительной турбулизации потоков жидкости в каналах 11, в результате чего повышается эффективность пластинчатого теплообменника и, в конечном итоге, обеспечивается значительное повышение мощности ГТУ.


СПОСОБ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИСХОДНОЙ ВОДЫ ПРИ ОХЛАЖДЕНИИ ХЛАДОАГЕНТА ГТУ И ПЛАСТИНЧАТЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
СПОСОБ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИСХОДНОЙ ВОДЫ ПРИ ОХЛАЖДЕНИИ ХЛАДОАГЕНТА ГТУ И ПЛАСТИНЧАТЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 85.
27.01.2013
№216.012.2094

Способ и устройство для утилизации органических компонентов городских и промышленных отдохов

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для переработки и утилизации городских и промышленных отходов органического происхождения. Способ утилизации органических компонентов городских и промышленных отходов включает измельчение и смешивание органических компонентов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473841
Дата охранного документа: 27.01.2013
10.02.2013
№216.012.2433

Полифункциональный ступенчатый вихревой обогреватель

Изобретение относится к газовой промышленности и может быть использовано для обогрева помещений и основного оборудования газораспределительных станций и газораспределительных пунктов путем трансформации энергии давления транспортируемого газа в тепловую. Техническим результатом является...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474769
Дата охранного документа: 10.02.2013
20.03.2013
№216.012.2f51

Способ и устройство для полной утилизации дымовых газов

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в процессах очистки дымовых газов от вредных примесей, а именно для полной утилизации дымовых газов теплогенераторов. Способ полной утилизации дымовых газов включает смешение дымовых газов с озоновоздушной смесью, охлаждение до...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477648
Дата охранного документа: 20.03.2013
10.07.2013
№216.012.54c2

Полифункциональный стеклоблочный воздухоподогреватель

Изобретение относится к теплоэнергетике и может использоваться при нагревании воздуха, подаваемого на горение теплом дымовых газов котельных агрегатов и промышленных печей. Техническим результатом изобретения является повышение надежности и эффективности полифункционального стеклоблочного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487301
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.08.2013
№216.012.5d92

Паротурбинная гелиотеплотрубная установка

Изобретение относится к гелиотехнике и может быть использовано для утилизации тепловой энергии природных источников, а именно трансформации тепловой энергии солнца, наружного воздуха и воды в механическую и электрическую для перемещения водного транспортного средства. Паротурбинная...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489575
Дата охранного документа: 10.08.2013
10.08.2013
№216.012.5dec

Бесшумная теплотрубная система охлаждения

Бесшумная теплотрубная система охлаждения включает источник тепла, закрытый плоский теплотрубный испаритель и конденсатор, снабженные паровыми и жидкостными патрубками, соединенными между собой паропроводом и конденсатопроводом. В испарителе внутренняя поверхность днища покрыта фитилем. В...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489665
Дата охранного документа: 10.08.2013
20.08.2013
№216.012.6163

Теплоэлектрический генератор

Изобретение относится к теплоэлектроэнергетике и может быть использовано в теплогенераторах для одновременного получения тепловой и электрической энергии в одном аппарате. Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение надежности и эффективности теплоэлектрического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490563
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.09.2013
№216.012.6ccd

Теплоэлектрический генератор для автономного энергоснабжения

Изобретение относится к теплоэлектроэнергетике и может быть использовано для обеспечивания тепловой и электрической энергией индивидуальных домов и квартир. Техническим результатом изобретения является повышение надежности и эффективности теплоэлектрического генератора. Технический результат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493504
Дата охранного документа: 20.09.2013
20.09.2013
№216.012.6ce2

Пластинчатый теплообменник с естественной подачей охлаждающего воздуха

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в теплообменниках без принудительной подачи охлаждающего воздуха. В пластинчатом теплообменнике с естественной подачей охлаждающего воздуха, содержащем кожух, с трубными досками и крышками, между которыми помещен пакет теплообменных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493525
Дата охранного документа: 20.09.2013
27.09.2013
№216.012.6ff6

Комплексный регенеративный роторный воздухоподогреватель

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в процессах очистки дымовых газов от вредных примесей. Техническим результатом, на решение которого направлено изобретение, является упрощение конструкции, уменьшение коррозионного износа металлической набивки путем совмещения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494313
Дата охранного документа: 27.09.2013
Показаны записи 1-10 из 117.
20.08.2014
№216.012.eb1f

Устройство для капиллярной конденсации отработавшего пара турбин

Изобретение относится к энергетике. Устройство для капиллярной конденсации отработавшего пара турбины, содержащее конденсатор первой ступени, соединенный паропроводом отработавшего пара с турбиной, паропроводом остаточного пара и конденсатопроводом с рабочим насосом через мультиступенчатый...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525999
Дата охранного документа: 20.08.2014
20.11.2014
№216.013.08f9

Оконный стеклоблок-электрогенератор

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при изготовлении оконных ограждений. Оконный стеклоблок-электрогенератор содержит первое наружное и второе внутреннее стекла, имеющие внутреннюю и внешнюю поверхности с кромочным участком, раму, состоящую из полого профиля, между...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002533698
Дата охранного документа: 20.11.2014
27.12.2014
№216.013.14cd

Комплексное устройство для очистки выхлопных газов судового двигателя

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению и, в частности, к устройствам для очистки выхлопных газов судовых двигателей. Техническим результатом, на решение которого направлено предлагаемое изобретение, является повышение эффективности комплексного устройства для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002536749
Дата охранного документа: 27.12.2014
10.01.2015
№216.013.191e

Комплексный способ и устройство для очистки и утилизации дымовых газов с конверсией диоксида углерода в кислород

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в процессах очистки и утилизации дымовых газов теплоэнергетических установок ТЭС для снижения парникового эффекта окружающей атмосферы. Комплексный способ очистки и утилизации дымовых газов с конверсией диоксида углерода в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002537858
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.01.2015
№216.013.192d

Электрогенерирующее покрывало

Изобретение относится к многослойным изделиям и может быть использовано при изготовлении гибких теплоизолирующих покрытий для объектов, излучающих тепловую энергию, с целью ее утилизации для получения электрической энергии. Электрогенерирующее покрывало, содержащее гибкий лист, состоящий из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002537873
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.01.2015
№216.013.1992

Капиллярный электростатический конденсатор-электрогенератор

Изобретение относится к энергомашиностроению, к теплообменной аппаратуре и может быть использовано для конденсации отработанного пара без использования хладоагента с трансформацией части тепловой энергии в электрическую. Технический результат состоит в повышении эффективности....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002537974
Дата охранного документа: 10.01.2015
20.02.2015
№216.013.27b5

Вентиляторная градирня

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при воздушном охлаждении оборотной воды ТЭЦ, АЭС и промышленных предприятий. Вентиляторная градирня содержит прямоугольный в поперечном сечении корпус с воздуховходными окнами в его нижней части, установленный на водосборном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541622
Дата охранного документа: 20.02.2015
20.02.2015
№216.013.2866

Теплоэлектрический генератор для индивидуального энергоснабжения

Изобретение относится к теплоэлектроэнергетике и может быть использовано для получения тепловой и электрической энергии в индивидуальных домах и квартирах. Сущность изобретения в том, что теплоэлектрический генератор для индивидуального энергоснабжения содержит подключенные друг к другу...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541799
Дата охранного документа: 20.02.2015
20.03.2015
№216.013.3281

Газораспределительная станция

Изобретение относится к газовой технике, в частности к газораспределительным станциям (далее ГРС) для снижения давления газа в газопроводе. ГРС содержит блок управления, технологический блок с газопроводом высокого и низкого давления, емкость сбора конденсата, соединенную с газопроводом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002544404
Дата охранного документа: 20.03.2015
20.03.2015
№216.013.3482

Насадка для регенеративного роторного воздухоподогревателя

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в процессах охлаждения дымовых газов, получаемых при сжигании серосодержащих топлив, до температуры ниже точки росы в регенеративных роторных воздухоподогревателях. Техническим результатом изобретения является увеличение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002544917
Дата охранного документа: 20.03.2015

Похожие РИД в системе