ТЕПЛООБМЕННИК Российский патент 1999 года по МПК F28D7/00 

Изобретение относится к теплообменным аппаратам, применяемым преимущественно в системах теплоснабжения зданий и в других отраслях промышленности.

Известен теплообменник, содержащий корпус с установленными внутри модулями в виде пучков теплообменных труб, каждый из которых заключен в кожух [1].

К недостаткам известного теплообменника можно отнести его повышенные металлоемкость и габаритные размеры.

Известен теплообменник, содержащий идентичные теплообменные секции в виде заключенных в цилиндрические кожухи пучков труб с перегородками, которые подключены к общим коллекторным камерам для трубной и межтрубной сред, выполненных в виде обечаек с фланцами, скрепленными с расположенной между камерами трубной решеткой. Перпендикулярно решетке установлены радиальные перегородки, образующие отсеки, сообщающие между собой смежные секции [2].

Это устройство является наиболее близким по технической сущности к описываемому техническому устройству.

Недостатком известного устройства являются его повышенные габаритные размеры и трудоемкость изготовления, связанная с недостаточным количеством унифицированных элементов.

Указанные недостатки устраняются тем, что в теплообменнике, содержащем идентичные теплообменные секции, в виде заключенных в цилиндрические кожухи пучков труб, которые подключены к общим коллекторным камерам трубной и межтрубной сред, выполненных в виде обечаек с фланцами, скрепленными с расположенными между камерами трубными решетками, перпендикулярно которым установлены перегородки, образующие отсеки, сообщающие смежные секции, наружные части обечаек камер трубной и межтрубной сред выполнены в форме участка цилиндра с поперечным сечением в виде сегмента или полукруга, имеющего диаметр не менее диаметра кожуха теплообменной секции.

Габариты и детали левых камер трубной и межтрубной сред по размерам унифицированы с соответствующими правыми камерами трубной и межтрубной сред.

Трубные решетки и фланцы камер имеют прямоугольную форму и закреплены автономно посредством шпилек со стопорными устройствами к периферийным участкам фланцев камер межтрубной среды.

Выполненные на обeих поверхностях трубных решеток пазы под перегородки коллекторных камер расположены симметрично относительно трубных решеток, а перегородки в поперечном сечении имеют ступенчатую форму с более широкими участками, примыкающими к трубным решеткам. Коллекторные камеры трубной среды имеют шарниры, закрепленные к фланцам камер трубной и межтрубной сред.

На фиг. 1 показан общий вид теплообменника; на фиг. 2 - вид сбоку; на фиг. 3 - вид сверху.

Теплообменник состоит из идентичных теплообменных секций 1, каждая из которых выполнена в виде заключенных в цилиндрический кожух 2 пучков теплообменных труб 3, закрепленных обоими концами в двух общих для всех секций трубных решетках 4 и подключенных к общим коллекторным камерам трубной среды 5 и межтрубной среды 6, состоящих из обечайки 7 в форме участка цилиндра с поперечным сечением в виде сегмента или полукруга, имеющего диаметр не менее диаметра кожуха 2 секции 1, скрепленной с прямоугольным фланцем 10, который соединен с трубной решеткой 4, перпендикулярно которой в камерах 5 и 6 расположены перегородки 8, образующие отсеки 9, сообщающие смежные секции 1.

С целью уменьшения расстояния между секциями перегородки 8 имеют в поперечном сечении ступенчатую форму с более широким участком, примыкающим к трубной решетке 4, на обеих поверхностях которой выполнены пазы, расположенные симметрично относительно трубной решетки.

Габариты и детали левых камер 5, 6 - фланцы 10, перегородки 8, обечайки 7 унифицированы по размерам с соответствующими правыми камерами трубной и межтрубной сред. Трубная решетка 4 и фланцы 10 камер 5 и 6 имеют прямоугольную форму и закреплены автономно посредством шпилек со стопорными устройствами к периферийным участкам фланцев камер межтрубной среды. Стопорные устройства исключают ослабление крепления трубных решеток при демонтаже коллекторных камер трубной среды.

Теплообменник может иметь шарниры 11, закрепленные к фланцам камер трубной и межтрубной сред, что снижает трудоемкость демонтажных работ во время чистки и ремонта. Патрубки подвода 12 и отвода 13 трубной среды расположены на камерах 5 соосно периферийным теплообменным секциям 1, на которых находятся патрубки 14, 15 подвода и отвода межтрубной среды.

В процессе работы теплообменника горячего водоснабжения среда трубного пространства последовательно проходит через патрубок 12, коллекторную камеру 5, трубное пространство периферийной секции 1, противоположную камеру 5 и так далее, и выходит из теплообменника по патрубку 13 в систему теплоснабжения.

По патрубку 14 межтрубная среда поступает в теплообменник и движется противотоком по отношению к трубной среде, проходя последовательно по межтрубному пространству периферийной и последующих секций 4 коллекторных камер 6, и выходит в обратный трубопровод системы теплоснабжения по патрубку 15.

При этом по сравнению с известным устройством увеличивается использование поверхности нагрева за счет отсутствия промежуточных подводящих и отводящих межтрубную среду патрубков. Площадь, занимаемая теплообменником, уменьшается приблизительно в 3 раза. Наряду с этим повышается технологичность изготовления теплообменников за счет унификации основных деталей. Снижение удельной металлоемкости составляет более чем на 30%.

Теплообменник может быть использован в качестве унифицированного модуль-блока, в результате применения которого нет необходимости в производстве теплообменных установок с различным диаметром и количеством секций.

Тепловая установка может быть скомпонована из нескольких описываемых теплообменников (модулей), соединенных последовательно или параллельно между собой, что дает возможность снизить затраты на производство, монтаж и эксплуатацию установок.

Источники информации
1. Патент ФРГ N 2640728, кл. F 28 D 7/00, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР N 1749682, кл. F 28 D 7/00, 1992.

Теплообменник предназначен для систем теплоснабжения зданий. Теплообменник содержит идентичные теплообменные секции в виде заключенных в кожухи пучков труб, подключенных к коллекторным камерам, выполненным в виде обечаек с фланцами, скрепленными с расположенной между ними трубной решеткой. Каждая обечайка имеет форму участка цилиндра с поперечным сечением в виде сегмента или полукруга, имеющего диаметр, не менее диаметра кожуха теплообменной секции. Перегородки в поперечном сечении могут иметь ступенчатую форму с более широким участком, примыкающим к решетке. Теплообменник может иметь шарниры, снижающие трудоемкость при ремонте и чистке теплообменных труб. Изобретение позволяет получить теплообменник, набранный из унифицированных элементов, снизить затраты на производство, монтаж и эксплуатацию. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Теплообменник, содержащий идентичные теплообменные секции в виде заключенных в цилиндрические кожухи пучков труб, которые подключены к общим коллекторным камерам трубной и межтрубной сред, выполненных в виде обечаек с фланцами, скрепленными с расположенными между камерами трубными решетками, перпендикулярно которым установлены перегородки, образующие отсеки, сообщающие смежные секции, отличающийся тем, что наружные части обечаек камер трубной и межтрубной среды выполнены в форме участка цилиндра с поперечным сечением в виде сегмента или полукруга, имеющего диаметр не менее диаметра кожуха теплообменной секции. 2. Теплообменник по п.1, отличающийся тем, что трубные решетки и фланцы камер имеют прямоугольную форму и закреплены автономно посредством шпилек со стопорными устройствами к периферийным участкам фланцев камер межтрубной среды. 3. Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что выполненные на обоих поверхностях трубных решеток пазы под перегородки коллекторных камер расположены симметрично относительно трубных решеток, а перегородки в поперечном сечении имеют ступенчатую форму с более широкими участками, примыкающими к трубным решеткам. 4. Теплообменник по п.1, отличающийся тем, что коллекторные камеры трубной среды имеют шарниры, закрепленные к фланцам камер трубной и межтрубной сред.