СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕПЛООБМЕННОГО АППАРАТА С ПРОДОЛЬНО ОРИЕНТИРОВАННЫМИ КАНАЛАМИ Российский патент 1994 года по МПК B23P15/26 B21D53/06 

Изобретение относится к теплотехнике, в частности к рекуперативным теплообменным аппаратам (ТОА).

Известен способ изготовления рекуператвного ТОА, состоящий в том, что трубы собирают в пучок, устанавливают кожух, а по торцам пучка устанавливают трубные решетки.

Эта технология не позволяет получать высокоэффективные ТОА с необходимыми в промышленных условиях величинами теплосъема, так как исключает возможность набора теплообменной поверхности из близко расположенных труб малого гидравлического диаметра и достаточно большой длины (1/d>50) без промежуточных поддерживащих перегородок, изменяющих схему тока среды в межтрубной полости на поперечное обтекание. В полученном этим способом ТОА невозможно осуществить чистый противоток среды.

Целью изобретения является повышение эффективности теплообмена в ТОА.

Это достигается тем, что трубы собирают в пучок со сдвигом одних труб относительно других, по торцам сдвинутых труб устанавливают дополнительные трубные решетки с образованием внутренних и внешних трубных решеток, по торцам трубного пучка устанавливают крышки с патрубками подвода и отвода сред, охватывающие решетки, кожух устанавливают между внутренними трубными решетками, а пространство между трубами, внутренними трубными решетками и кожухом заполняют порошкообразным наполнителем.

В качестве порошкообразного наполнителя используют материалы инертные или электрохимически однородные с материалом элементов теплообменного аппарата. Наполнитель после заполнения теплообменного аппарата пропитывают смачивающей жидкостью.

Установление труб со сдвигом друг относительно друга позволяет установить дополнительные трубные решетки с образованием внутренних и внешних трубных решеток.

Установление крышек, которые охватывают решетки, с патрубками подвода и отвода сред позволяет организовать подачу сред в трубные полости.

Установление кожуха между внутренними трубными решетками, который может быть выполнен из тонкого листового материала или из мелкоячеистой сетки, так как герметичности не требуется и кожух служит только для удержания наполнителя, позволяет организовать пространства между трубами и внутренними трубными решетками для последующего его заполнения.

Заполнение пространства между трубами, внутренними трубными решетками и кожухом порошкообразным наполнителем позволяет за счет контакта частичек наполнителя между собой и поверхностями труб обеспечить тепловой поток между трубами. В качестве наполнителя могут быть использованы инертные (кварцевый песок) и электрохимически однородные с элементами теплообменника материалы (порошок титана, меди, алюминия и т. д. - в зависимости от того, из чего изготовлен ТОА).

Пропитывание порошкообразного наполнителя смачивающей жидкостью улучшает тепловой контакт частичек между собой и поверхностями теплообменных труб, что увеличивает количество передаваемого тепла в аппарате, т. е. его тепловую эффективность. В качестве смачивающей жидкости может быть использована вода, масло, глицерин и т. д.

На фиг. 1 представлен ТОА, продольное сечение; на фиг. 2 - то же, общий вид.

На чертежах поз. 1 обозначены собранные в пучок трубы; поз. 2 - внутренние трубные решетки; поз. 3 - внешние трубные решетки; поз. 4 - крышки с патрубками 5 и 6 для подвода и патрубками 7 и 8 для отвода сред; поз. 9 - кожух с отверстием 10 для заполнения пространства между трубками 1, внутренними трубными решетками 2 и кожухом 9 порошкообразным наполнителем 11. В случае выполнения кожуха из мелкосетчатого материала для восполнения испаряющейся смачивающей жидкости аппарат может быть снабжен связанной с заполненным порошком пространством емкостью 12 с этой жидкостью.

П р и м е р 1. Собирают пучок из 61 медной трубы диаметром 6 мм и длиной 500 мм, причем трубы внутри пучка сдвигают друг относительно друга так, что с каждого торца устанавливают по две отстоящих друг от друга на 100 мм трубные решетки. При этом часть труб открывается в полость, образовавшуюся между внутренней и внешней решетками, а другая часть выступает за внешнюю трубную решетку. Торцы пучка до внутренних трубных решеток закрывают крышками с патрубками для подвода и отвода сред. Между внутренними трубными решетками устанавливают кожух из листовой меди. Пространство между кожухом, трубами и внутренними трубными решетками заполняют медным порошком.

П р и м е р 2. Способ изготовления отличается от описанного в примере 1 тем, что кожух выполняют из мелкоячеистой медной сетки, а медный порошок смачивают водой.

Сущность: трубы собирают в пучок со сдвигом одних труб относительно других, по торцам устанавливают трубные решетки с образованием внутренних и внешних трубных решеток, по торцам трубного пучка устанавливают крышки с патрубками подвода и отвода сред, охватывающие решетки, Между внутренними трубными решетками устанавливают кожух, а пространство между трубами, внутренними трубными решетками и кожухом заполняют порошкообразным наполнителем. В качестве порошкообразного наполнителя используют материалы, инертные или электрохимически однородные с материалом элементов теплообменного аппарата. Наполнитель после заполнения теплообменного аппарата пропитывают смачивающей жидкостью. 2 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕПЛООБМЕННОГО АППАРАТА С ПРОДОЛЬНО ОРИЕНТИРОВАННЫМИ КАНАЛАМИ, при котором трубы собирают в пучок, устанавливают кожух, по торцам пучка устанавливают трубные решетки, отличающийся тем, что трубы собирают в пучок со сдвигом одних труб относительно других, по торцам сдвинутых труб устанавливают дополнительные трубные решетки с образованием внутренних и внешних трубных решеток, по торцам трубного пучка устанавливают крышки с патрубками подвода и отвода сред, охватывающие решетки, кожух устанавливают между внутренними трубными решетками, а пространство между трубами, внутренними трубными решетками и кожухом заполняют порошкообразным наполнителем. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве порошкообразного наполнителя используют материалы, инертные или электрохимически однородные с материалом элементов теплообменного аппарата. 3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что наполнитель после заполнения теплообменного аппарата пропитывают смачивающей жидкостью.