ВХОДНАЯ КАМЕРА ТЕПЛООБМЕННИКА Российский патент 1996 года по МПК F28F9/02 

Изобретение относится к теплообменным аппаратам и может быть использовано в энергетической, химической и нефтяной промышленности.

Известна входная камера теплообменника, содержащая теплообменный трубный пучок, размещенный в корпусе, патрубок ввода межтрубной среды и распределительный экран, выполненный в виде неравномерно перфорированной перегородки, охватывающей трубный пучок [1]
Недостатком известной входной камеры является наличие сильно турбулизованного потока межтрубной среды на выходе ее из перфорации перегородки и прямого действия на трубы, что создает опасность возникновения вибрации труб пучка и, следовательно, возможность истирания стенок труб, что снижает надежность теплообменника.

Кроме того, перфорированная перегородка обладает большим гидравлическим сопротивлением и трудоемка в изготовлении.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является входная камера теплообменника, содержащая корпус, охватывающий трубный пучок и снабженный патрубком для ввода межтрубной среды, и экран с каналами для ее прохода, размещенный между корпусом и трубным пучком [2]
Недостатком известной конструкции является пониженная надежность обусловленная сильной турбулизацией на границе между пучком труб и экраном, причем струи межтрубной среды при выходе из экрана прямо воздействуют на трубный пучок и экран обладает большим гидравлическим сопротивлением.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности при одновременном снижении гидравлического сопротивления.

Указанный технический результат достигается тем, что экран выполнен сборным из желобов, имеющих боковины, отогнутые в разные стороны относительно основания и под углом к нему, и установленных друг за другом по периметру трубного пучка, причем боковины смежных желобов расположены относительно друг друга с зазором, образуя упомянутые каналы, что является сущностью изобретения.

Кроме того, боковины желобов отогнуты под прямым углом к основанию.

Кроме того, боковины желобов отогнуты под острым углом к основанию.

Кроме того, углы гибов боковин выполнены закругленными.

Кроме того, поверхность желобов выполнена перфорированной.

Кроме того, зазоры между боковинами смежных желобов, обращенные к корпусу, выполнены меньше зазоров, обращенных к трубному пучку.

Кроме того, смежные желоба жестко соединены друг с другом при помощи перемычек.

На фиг. 1 изображен продольный разрез входной камеры теплообменника;
на фиг. 2 изображен вид А на фиг. 1;
на фиг. 3 изображено сечение Б-Б на фиг. 1;
на фиг. 4 изображен вариант желоба с отогнутыми боковинами под острым углом к основанию и перфорированной поверхностью;
на фиг. 5 изображен вариант скругления углов гибов боковин желобов и крепление желобов друг с другом при помощи перемычек.

Входная камера теплообменника содержит корпус 1 с патрубком ввода 2 межтрубной среды. Корпус 1 охватывает трубный пучок 3, состоящий из труб 4. Между корпусом 1 и трубным пучком 3 размещен экран 5, выполненный сборным из желобов 6, имеющих боковины 7, отогнутые в разные стороны от основания 8 и под углом к нему, и установленных друг за другом по периметру трубного пучка 3 с зазором 9, 10 между боковинами 7 смежных желобов 6, образуя каналы 11 для прохода межтрубной среды. Желоба 6 своими концами соединены жестко с корпусом 1 при помощи сварных швов 12, 13.

Кроме того, предлагается выполнение желобов 6 с отогнутыми боковинами 14 под острым углом к основанию 8, а также, что углы гибов 15 боковин 7, 14 выполнены закругленными.

Кроме того, предлагается поверхность желобов 6 выполнить перфорированной отверстиями 16.

Кроме того, смежные желоба 6 жестко соединены друг с другом при помощи перемычек 17, выполненных в виде планок или стержней, при помощи сварных швов 18.

При работе теплообменника межтрубная среда через патрубок ввода 2 попадает во внутрь корпуса 1 и, проходя экран 5 через каналы 11, образованные боковинами 7 желобов 6, равномерно распределяется по всему периметру и сечению трубного пучка 3, при этом поток межтрубной среды теряет часть своей кинетической энергии (сужение потока в каналах, повороты, расширение потока), скорость межтрубной среды снижается, кроме того поток межтрубной среды при выходе не действует прямо на периферийные ряды труб 4, что снижает ударную нагрузку и соответственно их вибрацию и истирание стенок труб 4 о дистанционирующие элементы (на чертеже не показано) трубного пучка 3, что повышает надежность пучка.

Для снижения гидравлического сопротивления экрана 5 предусматривается скругление углов гибов 15 боковин 7, 14, а также выполнение перфорации поверхности желобов 6 отверстиями 16, которые могут выполняться с различными вариантами расположения: равномерно по поверхности, не равномерно, или на всей поверхности желобов 6, или только на боковинах 7 желобов 6.

Выполнение желобов 6 с боковинами 14, под острым углом к основанию 8 (фиг. 4) дает возможность изменения направления потока межтрубной среды на трубный пучок 3, а также возможность расположить желоба 6 рационально при малом зазоре между корпусом 1 и трубным пучком 3.

Кроме того, при установке желобов 6 предлагается устанавливать минимальный зазор 9 между боковинами 7 на входе межтрубной среды и увеличивать зазор 10 на выходе межтрубной среды из каналов 11, что делает возможность уменьшать скорость потоков межтрубной среды и ее кинетическую энергию воздействия на периферийные трубы 4 трубного пучка 3 и тем самым уменьшить возможность вибрации труб 4, что повышает надежность теплообменника. ЫЫЫ2 ЫЫЫ4

Использование: в теплообменных аппаратах для энергетической, химической и нефтяной промышленности. Сущность изобретения: повышение надежности при одновременном снижении гидравлического сопротивления обеспечивается выполнением экрана сборным из желобов 6, имеющих боковины 7, отогнутые в разные стороны относительно основания и под углом к нему, и установленных друг за другом по периметру трубного пучка, причем боковины 7 смежных желобов 6 расположены относительно друг друга с зазорами 8, 9 образуя каналы 11 для прохода межтрубной среды. 6 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Входная камера теплообменника, содержащая корпус, охватывающий трубный пучок и снабженный патрубком для ввода межтрубной среды, и экран с каналами для ее прохода, размещенный между корпусом и трубным пучком, отличающаяся тем, что экран выполнен сборным из желобов, имеющих боковины, отогнутые в разные стороны относительно основания и под углом к нему, и установленных друг за другом по периметру трубного пучка, причем боковины смежных желобов расположены относительно друг друга с зазором, образуя упомянутые каналы. 2. Камера по п. 1, отличающаяся тем, что боковины желобов отогнуты под прямым углом к основанию. 3. Камера по п. 1, отличающаяся тем, что боковины желобов отогнуты под острым углом к основанию. 4. Камера по пп. 1 3, отличающаяся тем, что углы гибов боковин желобов выполнены закругленными. 5. Камера по пп. 1 4, отличающаяся тем, что поверхность желобов выполнена перфорированной. 6. Камера по пп. 1 5, отличающаяся тем, что зазоры между боковинами смежных желобов, обращенные к корпусу, выполнены меньше зазоров, обращенных к трубному пучку. 7. Камера по пп. 1 6, отличающаяся тем, что смежные желоба жестко соединены друг с другом при помощи перемычек.