МНОГОХОДОВОЙ КОЖУХОТРУБНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК Российский патент 1994 года по МПК F28D7/16 

Изобретение относится к коммунальной энергетике и может быть использовано для горячего водоснабжения малоэтажных зданий различного назначения, оборудованных местной системой центрального отопления.

Известны многоходовые кожухотрубные теплообменники, содержащие корпус с плоскими крышками, трубные решетки и размещенные между ними поперечные распределительные перегородки для перепуска теплоносителя (воды) из одного пучка труб в другой [1] .

Недостатки таких конструкций - малая надежность вследствие трудности создания герметичного уплотнения между ходами и высокая удельная металлоемкость.

Из известных теплообменников наиболее близким по технической сущности является многоходовой кожухотрубный теплообменник [2] , содержащий корпус с плоскими крышками, трубные решетки и размещенные между ними плоские поперечные перегородки из эластичного материала со сквозными отверстиями для циркуляции теплоносителя и плотно зажатые по боковым поверхностям между крышками и решетками.

Однако в известном теплообменнике имеется ряд недостатков: высокое гидравлическое сопротивление при многократном последовательном движении теплоносителя через перегородки, каналы которых имеют большие коэффициенты местных сопротивлений, создаваемых резкими изменениями направления движения; высокая удельная металлоемкость из-за крепления перегородок плоской крышкой и применение в подсоединительных патрубках металлоемких фланцевых соединений; подсоединение патрубков подвода и отвода теплоносителя из трубного пространства, расположенных с противоположных торцов, вследствие чего уменьшается ход движения нагреваемой воды, снижается температура ее нагрева после патрубка входа греющего теплоносителя, а следовательно снижается тепловая мощность теплообменника и увеличивается удельная металлоемкость и трудоемкость изготовления; применение для перегородок эластичного материала, увеличивающее эксплуатационные затраты, так как перегородка требует периодической замены вследствии ее старения при работе под давлением и повышенной температуре. Отсутствие строгой фиксации положения эластичной перегородки относительно трубной доски требует затрат дополнительного времени при сборке теплообменника на установление соосности отверстий труб и отверстий в перегородках. При монтаже требуются специальные кронштейны.

Для повышения надежности и снижения трудоемкости изготовления теплообменника перепускные каналы выполнены в виде выемок в крышках со стороны теплообменных труб, максимальный размер которых в поперечном сечении составляет (1-1,2)d+t, а минимальный (0,5-1)d, где d - наружный диаметр теплообменных труб; t - шаг расположения теплообменных труб. Крышки фиксируются на штифтах и крепятся к трубной доске, а патрубки для входа греющей и выхода нагреваемой среды расположены с одной стороны. Крышки теплообменника выполнены из неэластичного материала, составными из круглой центральной и кольцевой периферийной частей, торцы центральной части имеют кольцевой выступ, а периферийная часть имеет ответное углубление. Для установки теплообменник имеет кронштейны.

При анализе известных технических решений не обнаружены решения с аналогичными признаками, следовательно, предложенное техническое решение соответствует критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 показан теплообменник, вид спереди; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1 (левой крышки); на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1 (правой крышки).

Теплообменник состоит из горизонтального корпуса 1 с патрубками 2 для входа и 3 выхода греющей среды, левой центральной части крышки 4 и правой центральной части крышки 5, закрепленных кольцевой периферийной частью 6 к трубной решетке 7, в которой закреплены теплообменные трубки 8, по которым проходит нагреваемый теплоноситель поступающий через патрубок 9, закрепленный в левой центральной части крышки 4, имеющей перепускные каналы 10-18 для выхода нагреваемого теплоносителя через патрубок 19, который закреплен в центральной части крышки 5, имеющей перепускные каналы 20-28, а для фиксации положения центральных частей крышек 4 и 5 - фиксаторы 29, закрепленные в трубных решетках 7. Для крепления при монтаже теплообменника имеются кронштейны 30.

Теплообменник работает следующим образом. Через патрубок 2 входит греющая среда во внутреннее пространство корпуса 1 и, омывая наружную поверхность теплообменных труб 4, охлажденная выходит через патрубок 3, а нагреваемая среда входит через патрубок 9 и, нагреваясь, проходит по теплообменным трубкам 8, соединенным последовательно перепускными каналами 20-10; 10-21; 21-11; 22-12; 12-23; 23-13; 13-24; 24-14; 14-25; 25-15; 15-26; 16-27; 27-17; 28-18 центральных частей крышек 4 и 5, и нагретая среда выходит через патрубок 19.

Предлагаемое техническое решение позволит более чем в 2 раза снизить величину гидравлических сопротивлений за счет применения соединительных каналов с плавными переходами сферической формы, на 20% снизить удельную металлоемкость за счет применения резьбовых соединений вместо фланцевых и увеличения температуры нагрева воды за счет увеличения пути движения нагреваемой среды в теплообменнике, снизить удельную трудоемкость сборки на 15% , снизить эксплуатационные затраты и увеличить срок службы теплообменника за счет применения камеры из неэластичного материала (латуни или других материалов), не подверженных старению).

Использование: для горячего водоснабжения малоэтажных зданий с местной системой центрального отопления. Сущность изобретения: многоходовой кожухотрубный теплообменник содержит горизонтально расположенный корпус 1, трубные решетки 7, крышки 5, патрубки 2 и 3 для подвода и отвода теплоносителей и теплообменные трубки 8, последовательно сообщенные посредством перепускных каналов, выполненных в виде выемок заданных размеров в крышках 5 со стороны теплообменных трубок 8. Крышки 5 выполнены составными из круглой центральной и кольцевой периферийной частей, стыкующихся за счет кольцевых выступов, выполненных на торцах центральной части и ответных углублений, выполненных на периферийной части. Между центральной частью крышки и трубной решеткой установлены фиксирующие элементы. 2 з. п. ф - лы, 3 ил.

1. МНОГОХОДОВОЙ КОЖУХОТРУБНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК, содержащий горизонтально расположенный корпус, трубные решетки, крышки, патрубки для подвода и отвода теплоносителей и теплообменные трубки, последовательно сообщенные посредством перепускных каналов, отличающийся тем, что перепускные каналы выполнены в виде выемок в крышках, расположенных со стороны теплообменных трубок, причем максимальный размер каждой выемки в поперечном сечении составляет (1 - 1,2) d + t, а минимальный (0,5 - 1,0)d, где d - наружный даметр трубки, T - шаг расположения труб. 2. Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что крышка выполнена составной из круглой центральной и кольцевой периферийной частей, причем выемки расположены в центральной части крышки, торцы этой части имеют кольцевой выступ, а на периферийной части крышки расположены ответные углубления. 3. Теплообменник по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что между центральной частью крышки и трубной решеткой установлены фиксирующие элементы.