ТЕПЛООБМЕННИК Российский патент 1995 года по МПК F28D7/16 F28F9/22 

Изобретение относится к кожухотрубным теплообменникам, применяемым в системах теплоснабжения, а также в различных отраслях промышленности (химической, пищевой и т.д.).

Известен кожухотрубный теплообменник, содержащий корпус и блок идентичных опорных перегородок с отверстиями под трубы, каждая из которых выполнена в виде двух секторов с дугообразными торцевыми кромками и криволинейными боковыми кромками, частично охватывающими стенки прилегающих труб, причем смежные перегородки смещены на заданный угол относительно друг друга и скреплены между собой посредством стержней, расположенных на периферии этих перегородок.

Недостатками известного кожухотрубного теплообменника являются высокое гидравлическое сопротивление межтрубного пространства за счет перекрытия внутреннего сечения кожуха теплообменника и высокая металлоемкость опорных перегородок, что ведет к высоким затратам энергоресурсов на прокачку теплоносителя и изготовление опорных перегородок.

На фиг. 1 изображен кожухотрубный теплообменник; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - блок опорных перегородок с трубками и соединительными стержнями; на фиг. 4 - опорная перегородка.

Кожухотрубный теплообменник состоит из корпуса 1 с патрубками 2 для входа и 3 для выхода первой среды, трубных досок 4 и 5 в которых закреплены трубки 6, проводящие вторую среду, блока опорных перегородок 7, с идентичными опорными перегородками 8, имеющих отверстия 9 под трубки 6 и отверстия 10 под соединительные стержни 11. Сектора, образующие опорную перегородку 8, имеют несимметричный профиль, при котором профиль одной из боковых кромок сектора совпадает с расположенной асимметрично боковой кромкой диаметрально противоположного сектора, при этом боковые кромки одной перегородки 8 примыкают к трубкам 6, расположенным в отверстиях 9, смежной перегородки 8 на участке, прилегающем к противоположной боковой кромке сектора, а площадь поперечного сечения каждой перегородки 8 составляет 0,35-0,45 площади поперечного сечения корпуса 1 теплообменника, а диаметр отверстий 9 под трубки 6 в перегородках 8 составляет 1,01-1,1 наружного диаметра трубки 6, при этом каждая перегородка 8 имеет не менее трех отверстий 9 под трубки 6, а количество перегородок 8 в теплообменнике составляет не менее трех, при этом смещенные опорные перегородки 8 имеют общие отверстия 9 под трубки 6 только в центральной части и перекрываются друг другом в свету по центральной части, боковым кромкам и в местах соединительных стержней 11.

Теплообменник работает следующим образом.

Через патрубок 2 в межтрубное пространство поступает первая среда, а через трубы 6 проходит вторая среда. Первая среда, проходя в межтрубном пространстве через боковые свободные проходы опорных перегородок 7 по винтообразной линии, равномерно в поперечном направлении обтекает трубки 6, через стенки которых происходит теплообмен со второй средой, и первая среда выходит из теплообменника через патрубок 3.

Использование кожухотрубного теплообменника позволит сократить затраты электроэнергии на прокачку теплоносителя более чем на 10% и снизить расходы материалов и трудозатрат на изготовление опорных перегородок.

Использование: в теплообменных аппаратах различных отраслей промышленности. Сущность изобретения: кожухотрубный теплообменник содержит корпус 1 и блок идентичных опорных перегородок 8, выполненных в виде двух секторов, причем смежные перегородки 8 смещены относительно друг друга на заданный угол и соединены между собой по периферии стержнями 11, а секторы, образующие опорную перегородку 8, имеют несимметричный профиль, при этом смещенные опорные перегородки 8 имеют общие отверстия для трубок только в центральной части и перекрываются друг с другом в свету в центральной части, по боковым кромкам и в местах соединения стержнями 11. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. ТЕПЛООБМЕННИК, содержащий корпус и блок идентичных опорных перегородок с отверстиями под трубы, каждая из которых выполнена в виде двух секторов с дугообразными торцевыми кромками и криволинейными боковыми кромками, частично охватывающими стенки прилегающих труб, причем смежные перегородки смещены на заданный угол относительно одна другой и скреплены между собой посредством стержней, расположенных по периферии этих перегородок, отличающийся тем, что сектора, образующие перегородку, имеют несимметричную форму, при которой профиль одной из боковых кромок сектора совпадает с расположенной асимметрично боковой кромкой диаметрально противоположного сектора, при этом боковые кромки одной перегородки примыкают к трубам, расположенным в отверстиях смежной перегородки на участке, прилегающем к противолежащей боковой кромке сектора упомянутой смежной перегородки, а площадь поперечного сечения каждой перегородки составляет 0,35 - 0,45 площади поперечного сечения корпуса. 2. Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что диаметр отверстий под трубы в перегородках составляет 1,01 - 1,1 наружного диаметра трубы. 3. Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что дугообразные торцевые кромки перегородок расположены с зазором относительно стенки корпуса, при этом диаметр перегородки составляет 0,91 - 0,99 диаметра корпуса. 4. Теплообменник по п.1, отличающийся тем, что каждая перегородка имеет не менее трех отверстий под трубы, при этом количество перегородок в теплообменнике составляет не менее трех. 5. Теплообменник по п.1, отличающийся тем, что смещенные опорные перегородки имеют общие отверстия под трубы только в центральной части и перекрываются одна другой в свету по центральной части, боковым кромкам и в местах соединения стержнями.