[發(fā)明專利]一種兩相流管殼式換熱器及其穩(wěn)定裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710075732.0
• 申請(qǐng)日: 2017-02-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107062952B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周慧輝;徐建軍;黃彥平;唐瑜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院
• 主分類號(hào): F28D7/10
• 分類號(hào): F28D7/10;F28F9/013;F28F13/08
• 代理公司: 濟(jì)南智圓行方專利代理事務(wù)所(普通合伙企業(yè))37231
• 代理人: 王希剛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種兩相流動(dòng)換熱裝置及其穩(wěn)定裝置，具體涉及一種具有減弱流動(dòng)管道振動(dòng)、降低噪聲水平功能的兩相流動(dòng)穩(wěn)定裝置。

背景技術(shù)

兩相流動(dòng)及不穩(wěn)定現(xiàn)象廣泛地存在于換熱裝置、科研實(shí)驗(yàn)裝置和工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備中，例如流體進(jìn)入換熱設(shè)備會(huì)產(chǎn)生空間擴(kuò)大導(dǎo)致的水錘現(xiàn)象，同是因?yàn)榇罅康漠a(chǎn)生，還會(huì)惡化換熱。當(dāng)兩相工質(zhì)的汽液相沒(méi)有均勻混合且不連續(xù)流動(dòng)時(shí)，大尺寸的液團(tuán)會(huì)高速地占據(jù)汽團(tuán)空間，導(dǎo)致兩相流動(dòng)不穩(wěn)定，從而劇烈地沖擊設(shè)備與管道，產(chǎn)生強(qiáng)烈震動(dòng)和噪聲，嚴(yán)重地威脅設(shè)備運(yùn)行安全。已有的水錘消除或緩解裝置大多是面向強(qiáng)迫循環(huán)回路，解決單相水錘問(wèn)題，集中在防水錘止回閥工業(yè)領(lǐng)域，如“一種葉輪式防水錘靜音止回閥”(專利號(hào)：ZL200910214544.7)，設(shè)置了整流罩、導(dǎo)流體和彈簧等復(fù)雜結(jié)構(gòu)，可不考慮流阻因素，解決了止回閥關(guān)閉時(shí)產(chǎn)生的單相水錘現(xiàn)象。再例如CN101639374A公開(kāi)的多相流整流裝置，其中設(shè)置多管管子，上述結(jié)構(gòu)復(fù)雜，費(fèi)材料，成本高，因此逐漸不適應(yīng)節(jié)能環(huán)保的需要。

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種新的換熱裝置及其新式結(jié)構(gòu)的兩相流穩(wěn)定裝置，從而解決上述的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一套新的換熱裝置以及兩相流動(dòng)穩(wěn)定裝置，在管道內(nèi)存在兩相流動(dòng)時(shí)，減弱管道的振動(dòng)，降低噪聲水平，同時(shí)提高熱交換能力。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種兩相流管殼式換熱器，包括殼體，所述殼體兩端分別設(shè)置封頭，所述至少一個(gè)封頭上設(shè)置兩相流流體入口管，在流體入口管上設(shè)置套筒式兩相流穩(wěn)定裝置，所述兩相流穩(wěn)定裝置包括芯體，所述芯體包括多個(gè)同心管和肋片，所述肋片連接相鄰的同心管。

作為優(yōu)選，所述同心管和肋片上設(shè)置連通孔。

一種設(shè)置在兩相流管道內(nèi)的套筒式兩相流穩(wěn)定裝置，包括芯體，所述芯體包括多個(gè)同心管和肋片，所述肋片連接相鄰的同心管，從而在同心管和肋片之間形成多個(gè)小流道。

作為優(yōu)選，所述同心管和肋片上設(shè)置連通孔。

作為優(yōu)選，從管中心向外，相鄰管之間的距離越來(lái)越小。

作為優(yōu)選，從管中心向外，相鄰管之間的距離越來(lái)越小的幅度不斷的增加。

作為優(yōu)選，小流道的截面積滿足下列關(guān)系：

A_i,上≤A_i,下 (2)

式中，Ai為第i個(gè)小流道的流通面積,單位為mm²；N為小流道數(shù)量；η_A為面積比，根據(jù)管道尺寸和流動(dòng)情況，通過(guò)優(yōu)選實(shí)驗(yàn)獲得，見(jiàn)經(jīng)驗(yàn)公式3，η_A<1；A₀為管道的流通面積,單位為mm²。其中，式(1)的數(shù)學(xué)意義是全部管子的截面積總和大于或等于管道截面的η_A倍；式(2)是上層管子的截面積小于或等于下層管子的截面積。

一種兩相流管道，所述管道內(nèi)設(shè)置前面所述的穩(wěn)定裝置，所述穩(wěn)定裝置在管道內(nèi)采取間隔的布置方式，在間隔式布置方式中，芯體結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度、間隔的距離滿足下列關(guān)系：

L_i≥L_i,0 (4)

X_i≤X_i,0 (5)

式中，L_i為第i個(gè)芯體的長(zhǎng)度,單位為mm；L_i,0為第i個(gè)芯體的最小允許長(zhǎng)度,單位為mm，通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲取，見(jiàn)經(jīng)驗(yàn)公式7；N為芯體的數(shù)量；X_i為第i個(gè)間隔的距離,單位為mm；X_i，0為第i個(gè)間隔的允許最大距離,單位為mm，通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲取，見(jiàn)經(jīng)驗(yàn)公式8；M為間隔的數(shù)量；η_L為長(zhǎng)度比，根據(jù)管道尺寸和流動(dòng)情況，通過(guò)優(yōu)選實(shí)驗(yàn)獲得，見(jiàn)經(jīng)驗(yàn)公式9，η_L≤1，其中，式(6)的數(shù)學(xué)意義是全部芯體的長(zhǎng)度總和大于的管道長(zhǎng)度的η_L倍。

一種兩相流管殼式換熱器，包括殼體，所述殼體兩端分別設(shè)置封頭，所述至少一個(gè)封頭上設(shè)置兩相流流體入口管，在流體入口管上設(shè)置入口管法蘭，所述入口管法蘭和管道法蘭連接，其特征在于，在入口管法蘭和管道法蘭之間對(duì)夾套筒式兩相流穩(wěn)定裝置，所述兩相流穩(wěn)定裝置包括芯體，所述芯體包括多個(gè)同心管和肋片，所述肋片連接相鄰的同心管。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的具有如下的優(yōu)點(diǎn)：