Межвитковых пульсаций

(рис. 13.3), в которых один теплоноситель движется в трубах, а другой — в межтрубном пространстве. В таких теплообменниках смешения теплоносителей не происходит, и они используются для самых разнообразных сочетаний греющего и нагреваемого вещества.

Дымовые газы (13% С02> 11%Н20) движутся сверху вниз в межтрубном пространстве со средней скоростью в узком сечении трубного пучка Wi = l3 м/с. Расход газов Gi = 500 т/ч. Температура газов на входе в экономайзер ^ж1=800°С. Трубы расположены в шахматном порядке с шагом поперек потока газов Si=2,ld и вдоль потока S2=2d.

Все приведенные выше теплообменные устройства с проницаемым высокотеплопроводным заполнителем в каналах или межтрубном пространстве (см. например, рис. 1.3 и 1.10) могут быть использованы для организации фазового превращения потока теплоносителя. Отметим некоторые наиболее интересные конструкции испарительного элемента для сброса теплоты, подводимой к сплошной поверхности. В конструкции, показанной на рис. 1.11, а, охлаждающая жидкость распределяется по каналам 2 и при движении сквозь пористую матрицу 3 в окружающее пространство она поглощает теплоту и испаряется. Если такое устройство размещено в отверстии корпуса аппарата перед воздухозаборником реактивного двигателя, то в качестве испаряющейся жидкости можно использовать горючее последнего. В другом испарительном элементе пористое покрытие на теплоотдающей поверхности не имеет каналов, но выполнено трехслойным, с различной проницаемостью боковых и среднего слоев, причем последний имеет наиболее высокое гидравлическое сопротивление (см. рис. 1.11, 6). Охлаждающая жидкость распределяется по теплоотдающей поверхности стенки 1 внутри примыкающего к ней слоя 4 высокой проницаемости. Далее направления потоков теплоты и испаряющейся жидкости в пористой структуре совпадают — по нормали от теплопередающей поверхности.

Интенсификация теплообмена особенно необходима в криогенных системах, где только так можно свести к минимуму площадь наружных поверхностей тепло-обменной аппаратуры. Некоторые из разработанных ранее теплообменных устройств с пористым заполнителем внутри каналов или в межтрубном пространстве созданы специально для криогенных температур. Например, в теплообменнике (см. рис. 1.10, а) во избежание снижения его эффективности за счет продольной теплопроводности пористый материал выполнен не сплошным, а в виде последовательно расположенных отдельных вставок. Кроме того, с этой же целью в гелиевых проточных криостатах предложено использовать сетчатые металлические вставки с ярко выраженной анизотропией теплопроводности, у которых продольная теплопроводность значительно меньше поперечной.

В ноябре 1987 г. при остановке технологической линии произошло лавинообразное разрушение корпуса теплообменника, находившегося под действием внутреннего давления. В момент, предшествовавший разрушению, поток среды в межтрубном пространстве аппарата отсутствовал, однако в корпусе сохранялось рабочее давление (вероятнее всего, жидкой фракции). Теплообменник представлял собой горизонтальный цилиндрический аппарат с двумя неподвижными трубными решетками, сферическими днищами и компенсатором на трубной части. Он был рассчитан на эксплуатацию в некоррозионной среде под давлением в корпусе 3 МПа, в трубной части — под давлением 3,8 МПа при температуре минус 18°С. Корпус, днища и трубные решетки аппарата изготовлены из стали 09Г2С. Размеры теплообменника: длина (между трубными решетками) 5000 мм; диаметр 1200 мм; толщина стенки корпуса 20 мм. В соответствии с технологической схемой обвязки Т-231 теплообменник эксплуатировался при температуре минус Зб°С. Исследования показали, что зарождение и докритический рост трещины, вызвавшей разрушение корпуса, произошли на оси кольцевого шва обечайки в зоне приварки штуцера входа этано-вой фракции. Трещина развивалась вдоль оси кольцевого шва, и по достижении критической длины (200 мм) произошел переход к лавинообразному разрушению с разветвлением трещины

няет, например, ингибитор ТХ-8009. Он содержит летучую составляющую, деэмульгатор и смачивающие добавки. Используется путем постоянного дозированного ввода (впрыска) в шлей-фовые трубопроводы на устье скважины в количестве около 33% от массы вводимого в скважину ингибитора типа "В". Начальная концентрация реагента в транспортируемой жидкости составляет около 10 мг/л. На его качество, как и на качество ингибитора "В", могут оказывать сильное влияние деэмульгаторы, длительное время находившиеся в межтрубном пространстве при температуре 135°С.

БОЙЛЕР (англ, boiler - котёл, кипятильник) - трубчатый теплообменник, используемый для подогрева воды паром или горячей водой. При паровом подогреве по трубам Б. проходит нагреваемая вода, а в межтрубном пространстве конденсируется греющий пар. На ТЭЦ Б. обычно служит для подогрева воды, поступающей в тепловые сети паром, отбираемым из теплофикац. турбин или паровых котлов.

По этой причине рекомендуется в гр>бчат1.х холодильниках и^ нержавеющей стали пускать морскую воду по трубкам, где скорость ее движения выше, чем в межтрубном пространстве. При этом число

Технологические мероприятия, применяемые для защиты от коррозии внутренней поверхности обсадных труб, сводятся к снижению в межтрубном пространстве давления газовой среды и обеспечению свободной циркуляции жидкости. Это достигается установкой пакерных устройств, пространство над которыми заполняется вязкой неагрессивной нефтью.

При расчете теплоотдачи по уравнению (115) от газа к стенке учитывают конвективный теплообмен (а„) и излучение газов (ал) в межтрубном пространстве. Коэффициент использования и для поперечно омываемых поверхностей принимают равным единице, а для ширм находят по рис. 129.

Нагретый в реакторе теплоноситель поступает во входной коллектор, а затем, протекая по трубкам теплообменной поверхности, охлаждается и, собираясь в выходном коллекторе, через циркуляционный трубопровод насосом снова подается в реактор. Весь теплообменный пучок труб расположен в объеме воды второго контура, верхний уровень которого находится несколько выше горизонтальной осевой плоскости парогенератора, Образующийся в межтрубном пространстве влажный пар поднимается вверх.

В случае межвитковых пульсаций колебания расхода возникают в отдельных параллельных трубах поверхности нагрева, причем они сдвинуты по фазе, так что средний расход и перепад давлений между коллекторами поверхности нагрева не изменяются во времени. Межвитковые пульсации возникают в поверхностях нагрева, в которых имеет место сильное изменение плотности рабочей среды (парообразующие поверхности). В большинстве случаев эти колебания не затухают во времени. При малых расходах среды и значительных амплитудах они представляют большую опасность: вызывают периодическое изменение температуры стенки труб, металл при этом испытывает напряжения усталостного характера. С повышением давления и массовой скорости устойчивость поверхности нагрева к возбуждению межвитковых пульсаций вырастает, однако увеличение теплоотвода, наоборот, ее снижает.

В случае межвитковых пульсаций колебания расхода возникают в отдельных параллельных трубах поверхности нагрева, причем они сдвинуты по фазе, так что средний расход и перепад давлений между коллекторами поверхности нагрева не изменяются во времени. Межвитковые пульсации возникают в поверхностях нагрева, в которых имеет место сильное изменение плотности рабочей среды (парообразующие поверхности). В большинстве случаев эти колебания не затухают во времени. При малых расходах среды и значительных амплитудах они представляют большую опасность: вызывают периодическое изменение температуры стенки труб, металл при этом испытывает напряжения усталостного характера. С повышением давления и массовой скорости устойчивость поверхности нагрева к возбуждению межвитковых пульсаций вырастает, однако увеличение теплоотвода, наоборот, ее снижает.

145. Семеновкер И. Е. Условия исключения межвитковых пульсаций пароводяного потока в котлах. — В кн.: Котлотурбостроение (труды ЦКТИ, вып. 59), 1965, с. 138-143.

Специальной частью гидравлического расчета является определение надежности и стабильности циркуляции рабочего тела с точки зрения возникновения общеконтурных и межвитковых пульсаций (подробно см. § 2.4). Для этого необходимо построение гидравлических характеристик паропроизводящего контура. При неоднозначных или пологих характеристиках следует ожидать появления пульсаций расхода и принять меры, предотвращающие их появление (установка дроссельных шайб, изменение диаметров труб наэкономайзерном участке н т. д.).

[22]Семеновкер И. Е. Условия исключения межвитковых пульсаций пароводяного потока в котлах. — Тр. ЦКТИ, 1965, вып. 59.

В некоторых случаях, например при измерении пульсирующего перепада давления, к динамическим характеристикам дифманометров предъявляют повышенные требования, так как от вида этих характеристик зависит правильность фиксации колебательного процесса. Обычно для исследования межвитковых пульсаций в прямоточных котлах -применяются сильфонные или мембранные дифманометры.

Питательная вода последовательно проходит через конвективный водяной экономайзер, систему подвесных труб и с не-догревом до кипения ~ 75 ккал/кг вступает в холодную воронку и НРЧ. Трубы дополнительного экрана, защищающего от шлакования выступ горизонтального г; зохода, включены параллельно с подвесными трубами. На входе в НРЧ установлены дроссельные шайбы с диаметром отверстия 12 мм с целью избежать появления межвитковых пульсаций.

3-82. Возможность возникновения межвитковых пульсаций уменьшается с увеличением давления и массовой скорости, а также при уменьшении удельного тепловосприятия элемента. Эффективный способ предотвращения межвитковых пульсаций — увеличение сопротивления экономайзерной части витков путем установки на входе в них дроссельных шайб или применения ступенчатых витков. Некоторое дополнительное сопротивление представляют собой и необогреваемые участки труб.

5-66. Проверка межвитковых пульсаций потока в испарительных элементах прямоточных котельных агрегатов и определение необходимого сопротивления дроссельных шайб и их диаметров производятся по гл. 3,Е и п. 2-47.

межвитковых пульсаций потока. Проверка возможности возникновения пульсаций и выбор диаметра шайб для их предотвращения производятся согласно указаниям гл. 3,Е.

Отсутствие межвитковых пульсаций среды в трубах элемента при докритическом давлении проверяется по выполнению условия