КОЖУХОТРУБНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК Российский патент 1998 года по МПК F28D7/00 F28F1/14 

Изобретение относится к теплообменной технике и может быть использовано в теплообменных аппаратах с параллельным течением теплоносителей.

Известен теплообменник с параллельным течением теплоносителей типа "труба в трубе" [1,с.55, рис.1.15 б; 2, с. 18-19, рис.1].

Недостатками этого теплообменника являются большие металлоемкость и объем, приходящийся на единицу площади поверхности теплообмена.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является кожухотрубный теплообменник с параллельным течением теплоносителей [1, с. 46-47, рис. 1.10], содержащий теплообменный элемент, выполненный из трубок с продольными ребрами, размещенных в наружных трубках большего диаметра с образованием продольных каналов, и трубные решетки для оребренных трубок и наружных трубок большего диаметра, и кожух с патрубками и крышками.

Недостатками известного кожухотрубного теплообменника с параллельным течением теплоносителей являются большие металлоемкость и объем, приходящийся на единицу площади поверхности теплообмена.

Задачей изобретения является снижение металлоемкости и уменьшение объема теплообменника.

Указанная задача решается в кожухотрубном теплообменнике с параллельным течением теплоносителей, содержащем теплообменный элемент, выполненный из трубок с продольными ребрами, перегородок и трубных решеток и кожух с патрубками и крышками.

Согласно изобретению трубки теплообменного элемента установлены в трубных решетках по квадратной разбивке с шагом, равным сумме наружного диаметра трубки, высоты ребра и величины зазора между вершиной ребра и поверхностью близлежащей трубки, при этом ребра любой трубки частично входят в межреберное пространство каждой соседней трубки.

При осуществлении изобретения могут быть получены следующие технические результаты.

1. Устранение наружных трубок для размещения оребренных трубок и трубных решеток для установки наружных трубок, что снижает металлоемкость теплообменника.

2. Уменьшение шага разбивки трубок в трубных решетках, обусловленное тем, что ребра любой трубки частично входят в межреберное пространство каждой соседней трубки. Следствием этого является уменьшение объема и массы теплообменника.

3. Возможность применения в теплообменнике трубок малого диаметра, так как минимум отношения объема теплообменника к площади поверхности теплообмена в предлагаемом техническом решении имеет место при значительно меньшем диаметре трубок, чем в прототипе.

На фиг. 1 изображен кожухотрубный теплообменник, продольный разрез;
на фиг. 2 - установка трубок в теплообменном элементе, сечение А-А на фиг. 1.

Кожухотрубный теплообменник содержит теплообменный элемент 1, выполненный из трубок 2 с продольными ребрами 3, соединенных с трубными решетками 4 и 5, и перегородок 6. Торцы 7 и 8 ребер 3 расположены на некотором расстоянии от трубных решеток 4 и 5. В трубных решетках 4 и 5 отверстия для установки трубок 2 выполнены по квадратной разбивке с шагом S, равным S = d+h+δ, , где d - наружный диаметр трубки 2; h - высота ребра 3; δ - минимально допустимый зазор между вершиной ребра 3 и поверхностью близлежащей трубки 2 (фиг. 2).

Теплообменный элемент 1 установлен в кожухе 9, снабженном патрубками 10 подвода и 11 отвода одного из теплоносителей и крышками 12 и 13 с перегородками 14 и патрубками 15 подвода и 16 отвода другого теплоносителя.

Расстояние между торцами 7 и 8 ребер 3 и трубными решетками 4 и 5 обеспечивает поступление теплоносителя из патрубка 10 в продольные каналы, образованные ребрами 3, и выход теплоносителя из этих каналов в патрубок 11.

Кожухотрубный теплообменник с параллельным течением теплоносителей работает следующим образом.

Горячий теплоноситель, поступающий через патрубок 10, проходит по продольным каналам, образованным ребрами 3 трубок 2, и отводится через патрубок 11. Необходимое число ходов горячего теплоносителя в теплообменнике обеспечивается соответствующим количеством перегородок 6 в теплообменном элементе 1.

Холодный теплоноситель, поступающий через патрубок 15, проходит по трубкам 2 и отводится через патрубок 16. Необходимое число ходов холодного теплоносителя обеспечивается соответствующим количеством перегородок 14 в крышках 12 и 13.

Теплота от горячего теплоносителя через стенки трубок 2, снабженных продольными ребрами 3, передается холодному теплоносителю, протекающему по трубкам 2.

Теплообменник предназначен для аппаратов с параллельным течением теплоносителей. Теплообменник содержит теплообменный элемент с параллельным течением теплоносителей и кожух с патрубками и крышками. В теплообменном элементе трубки 2 с продольным оребрением 3 установлены по квадратной разбивке так, что ребра 3 любой трубки 2 частично входят в межреберное пространство каждой соседней трубки 2. Конструкция позволяет отказаться от использования трубок большего диаметра и уменьшить шаг разбивки трубок в трубных решетках. 2 ил.

Кожухотрубный теплообменник с параллельным течением теплоносителей, содержащий теплообменный элемент, выполненный из трубок с продольными ребрами, трубных решеток и перегородок, и кожуха с патрубками и крышками, отличающийся тем, что трубки теплообменного элемента установлены в трубных решетках по квадратной разбивке с шагом, равным сумме наружного диаметра трубки, высота ребра и величины зазора между вершиной ребра и поверхностью близлежащей трубки, при этом ребра любой трубки частично входят в межреберное пространство каждой соседней трубки.