ВЕРТИКАЛЬНЫЙ КОЛЬЦЕВОЙ ТЕПЛООБМЕННИК Российский патент 1995 года по МПК F28D7/10 F28D7/00 

Изобретение относится к теплообменникам и может быть использовано в энергетическом машиностроении.

В теплообменнике [1] теплообменная поверхность выполнена из теплообменных элементов, объединенных в модули, соединенные с коллекторами подвода и отвода нагреваемого теплоносителя. Теплообменные элементы и коллекторы расположены внутри корпуса теплообменника.

В теплообменнике [2] теплообменная поверхность выполнена из теплообменных элементов, соединенных с трубными досками, которые в свою очередь соединены с трубопроводами подвода и отвода нагреваемого теплоносителя.

Недостатком конструкции теплообменников, описанных в вышеприведенных патентах, является невозможность без частичной разборки теплообменника (например, демонтажа крышки) глушения по нагреваемому теплоносителю вышедшей из строя части теплообменной поверхности.

В кольцевом теплообменнике [3] являющимся прототипом, теплообменная поверхность выполнена из теплообменных кассет, состоящих из прямых труб объединенных в коллекторы, соединенные с трубопроводами подвода и отвода нагреваемого теплоносителя. Теплообменные кассеты расположены в зазоре между корпусом теплообменника и центральной обечайкой и контактируют друг с другом, а трубопроводы подвода и отвода нагреваемого теплоносителя соединены со сборными коллекторами, расположенными за корпусом теплообменника над крышкой.

Преимуществом конструкции теплообменника, описанной в прототипе, является возможность глушения вышедшей из строя кассеты теплообменной поверхности по нагреваемому теплоносителю без его демонтажа, глушение вышедшей из строя кассеты производится в сборных коллекторах, расположенных над крышкой теплообменника, путем глушения соответствующих трубопроводов нагреваемого теплоносителя.

К недостаткам конструкции теплообменника, описанной в прототипе, следует отнести недостаточную надежность и эффективность работы теплообменной поверхности, которая обусловлена выполнением теплообменной поверхности из прямых труб, что снижает их компенсационную способность. Недостаточная эффективность работы обусловлена продольным характером обтекания теплообменных элементов греющим теплоносителем, движущимся в межтрубном пространстве.

Целью изобретения является повышение эффективности и надежности работы теплообменника.

На фиг. 1 схематично изображен теплообменник, вид в плане; на фиг.2 вид по стрелке А на фиг.1 с изображением теплообменных элементов и кассет; на фиг. 3 выполнение окон с вертикальным смещением относительно окон смежных кассет и установка дистанционирующих плит.

Теплообменник состоит из кассет 1, установленных в кольцевом зазоре между цилиндрическим корпусом 2 и центральной обечайкой 3. Каждая кассета выполнена из заключенных в кожух 4 теплообменных элементов 5, подключенных к коллекторам 6 подвода и коллекторам 7 отвода теплоносителя. При этом кассеты 1 и расположенные в них теплообменные элементы 5 изогнуты относительно вертикальной оси теплообменника так, что выпуклый участок одной кассеты примыкает к вогнутому участку смежной кассеты, а на боковой поверхности кожухов выполнены окна 8. Кроме того, (см. фиг.3) окна 8 могут быть смещены в вертикальном направлении, а между нижними кромками противоположных окон установлены дистанционирующие плиты 9, в которых установлены теплообменные элементы 5.

Теплообменник работает следующим образом.

Нагреваемый теплоноситель из коллекторов 6 подвода теплоносителя поступает в теплообменные элементы 5, пройдя через которые нагревается и через коллекторы 7 отвода теплоносителя отводится из теплообменника. Греющий теплоноситель поступает сверху в теплообменные кассеты 1, проходит через них, охлаждается и отводится из теплообменника. При движении сверху вниз греющий теплоноситель проходит последовательно через одну или несколько кассет через окна 8, обеспечивая обтекание теплообменных элементов под углом к потоку греющего теплоносителя.

Данная конструкция вертикального кольцевого теплообменника позволяет повысить эффективность и надежность его работы за счет интенсификации теплообмена и обеспечения самокомпенсации теплообменных элементов.

Использование: в энергетическом машиностроении: Сущность изобретения: теплообменник состоит из кассет 1, установленных в кольцевом зазоре между цилиндрическим корпусом 2 и центральной обечайкой. Каждая кассета выполнена из заключенных в кожух 4 теплообменных элементов 5, подключенных к коллекторам 6 подвода и коллеторам 7 отвода теплоносителя. Кассеты 1 и элементы 5 изогнуты относительно вертикальной оси теплообменника так, что выпуклый участок одной кассеты примыкает к вогнутому участку смежной кассеты, а на боковой поверхности кожухов выполнены окна 8, которые могут быть смещены в вертикальном направлении. Между нижними кромками противоположных окон установлены дистанционирующие плиты, в которых установлены теплообменные элементы 5. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. ВЕРТИКАЛЬНЫЙ КОЛЬЦЕВОЙ ТЕПЛООБМЕННИК, содержащий цилиндрический корпус, концентрично размещенную центральную обечайку и расположенные между ними в контакте между собой кассеты, каждая из которых выполнена в виде заключенных в кожух теплообменных элементов, подключенных к коллекторам подвода и отвода теплоносителей, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и надежности в работе, кассеты и расположенные в них элементы изогнуты относительно вертикальной оси теплообменника, причем выпуклый участок одной кассеты примыкает к вогнутому участку смежной кассеты, а в боковых стенках кожухов выполнены окна. 2. Теплообменник по п.1, отличающийся тем, что окна, выполненные в кожухе кассеты, расположены с вертикальным смещением относительно окон смежных кассет, а между нижними кромками противоположных окон в кассетах дополнительно размещены параллельные дистанционирующие плиты, в которых установлены упомянутые теплообменные элементы.