DOI: 10.55176/2414-1038-2019-1-15-20
Авторы
Кошелев М.М., Ульянов В.В., Коновалов М.А., Гулевский В.А., Харчук С.Е.
Организация
Акционерное общество «ГНЦ РФ – Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского», Обнинск, Россия
Кошелев М.М. – младший научный сотрудник. Контакты: 249033, Калужская обл., Обнинск, пл. Бондаренко, 1. Тел.: (484) 399-82-65; e-mail:
Ульянов В.В. – ведущий научный сотрудник, кандидат технических наук.
Коновалов М.А. – инженер-теплофизик 2-й категории.
Гулевский В.А. – ведущий научный сотрудник, кандидат технических наук.
Харчук С.Е. – научный сотрудник.
Аннотация
Высокоэнергонапряженные теплообменные аппараты нашли широкое распространение в мировой промышленности. Одним из видов таких теплообменных аппаратов являются печи огневого нагрева, широко используемые в нефтеперерабатывающей и химической отрасли. Из-за значительной неоднородности температур в их камере сгорания происходит перегрев части труб, сопровождающийся повышенным коксообразованием на поверхностях теплообмена, контактирующих с нефтепродуктами. И, как следствие, снижается надежность работы оборудования, его ресурс работы и эффективность нефтепереработки. В работе предложена конструкция теплообменной трубы печи огневого нагрева с применением эвтектического сплава свинца с висмутом. Конструкция представляет собой теплообменник «труба в трубе», кольцевой зазор которого заполнен эвтектическим сплавом свинца с висмутом, огневой нагрев осуществляется с наружной поверхности, нефтепродукты располагаются во внутренней трубе. С использованием численного моделирования в CFD-пакете OpenFOAM проведены сравнительные оценки распределения температур по теплообменной поверхности, контактирующей с нефтепродуктами, для «традиционной» теплообменной трубы и конструкции трубы, предложенной авторами, в условиях неравномерного огневого нагрева с наружной поверхности, представлены результаты расчётов. Показано, что конструкция трубы, предложенная авторами, способствует выравниванию температурных полей по сечению теплообменной трубы.
Ключевые слова
тяжёлый жидкометаллический теплоноситель, свинецсодержащие расплавы, теплообменные аппараты, переработка нефтепродуктов, печи огневого нагрева, коксообразование, тепломассоперенос, коксообразование на теплообменных поверхностях, пожаробезопасность, выравнивание температурных полей
УДК 621.039.5
Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2019, выпуск 1, 1:2