ТЕПЛООБМЕННИК Российский патент 1999 года по МПК F28D7/10 F28F9/18 

Изобретение относится к теплообменным аппаратам и может быть использовано, например, для охлаждения водных растворов солей в составе комплекса очистки природных и сточных вод.

Известен теплообменник (патент РФ N 2069831, опубл. 27.11.96), содержащий теплообменные элементы типа "труба в трубе", к недостаткам конструкции которого следует отнести организацию подачи теплоносителя в межтрубное пространство. В местах подвода и отвода теплоносителя возможно образование застойных зон, которые приводят к ухудшению теплопередачи.

Известен теплообменник (авт. св. СССР N 1478028, опубл. 07.05.89), содержащий размещенные один над другим горизонтальные теплообменные элементы типа "труба в трубе", соединенные последовательно друг с другом панелями, выполненными из материала с коэффициентом линейного расширения большим, чем коэффициент линейного расширения материала труб. К недостаткам конструкции теплообменника следует отнести повышенные требования к точности и чистоте обработки поверхностей контакта панелей с трубами, высокую вероятность потери герметичности полостей теплообменника при низких температурных напорах, высокую материалоемкость соединительных панелей, контактную коррозию разнородных материалов.

Предлагаемым изобретением решается задача повышения надежности, технологичности с одновременным уменьшением материалоемкости.

Для достижения этого технического результата в теплообменнике, содержащем размещенные один над другим горизонтальные теплообменные элементы типа "труба в трубе" и соединительные панели на концах каждого элемента, соединительные панели состоят из двух трубных досок, обечайки и стенки. Панели выполнены из листового материала толщиной, равной толщине труб, и установлены на каждой паре соседних теплообменных элементов, обеспечивая последовательное соединение внешних и внутренних труб теплообменных элементов. Трубы теплообменных элементов приварены к трубным доскам соединительных панелей. Кроме того, теплообменные элементы закреплены на опорах. На поверхности внутренней трубы теплообменного элемента нанесена винтовая накатка.

Предлагаемая конструкция соединительных панелей с применением сварки гарантирует герметичность и прочность конструкции. Выполнение деталей панели из листового материала методом штамповки обеспечивает низкую металлоемкость и высокую технологичность конструкции теплообменника. Опоры теплообменных элементов обеспечивают конструктивную жесткость теплообменника. Винтовая накатка обеспечивает высокий коэффициент теплопередачи.

На чертеже приведена конструкция предлагаемого теплообменника.

Теплообменник содержит размещенные один над другим горизонтальные теплообменные элементы 1 типа "труба в трубе", состоящие из труб 2 и 3. Элементы последовательно соединены между собой панелями 4. Каждая из панелей состоит из двух трубных досок 5, 6 обечайки 7 и стенки 8. Трубная доска 5 приварена к внешним трубам теплообменного элемента. Трубная доска 6 приварена к внутренним трубам теплообменного элемента. Трубные доски 5, 6 и стенка 8 приварены к обечайке 7. Подача и отвод теплоносителей осуществляется в приемные панели 9, которые приварены к крайним теплообменным элементам. Приемные панели 9 состоят из трубных досок 10, 11, обечайки 12 и штуцеров 13, 14. Штуцер 14 приварен к внутренней трубе теплообменного элемента. Штуцер 13 приварен к трубной доске 11 и соединен с межтрубным пространством теплообменника. Гарантированный зазор между трубами теплообменных элементов обеспечен опорами 15. Теплообменные элементы размещены на опорах 16.

Теплообменник работает следующим образом. Охлаждаемый раствор солей через штуцер 14 подают в трубное пространство теплообменника. Одновременно противотоком через штуцер 13 подают хладагент в межтрубное пространство теплообменника. Последовательно, перетекая через соединительные панели из элемента в элемент хладагент нагревается, охлаждая раствор солей.

Испытания теплообменника в составе установки очистки сточных вод показали высокую эффективность и надежность конструкции. Хладагент - водопроводная вода. Охлаждаемая среда - раствор солей (NaCl, Na₂SO₄). Перепад давления по межтрубному пространству (вода) не превысил 0,07 МПа. Перепад давления по трубному пространству (раствор солей) не превысил 0,1 МПа. Коэффициент теплопередачи составил не менее 1800 Вт/(м²•град).

Изобретение предназначено для применения в теплообменных аппаратах, а также может быть использовано для охлаждения водных растворов солей в составе комплекса очистки природных и сточных вод. Изобретение включает размещенные один над другим горизонтальные теплообменные элементы типа "труба в трубе" и соединительные панели на концах каждого элемента, причем соединительные панели состоят из двух трубных досок, обечайки и стенки, выполненных из тонкого листового материала толщиной, равной толщине труб. Трубные доски приварены к трубам. Теплообменные элементы закреплены на опорах. На поверхности внутренних труб теплообменных элементов нанесена винтовая накатка. Техническим результатом изобретения является повышение надежности и уменьшение материалоемкости. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Теплообменник, содержащий размещенные один над другим горизонтальные теплообменные элементы типа "труба в трубе" и соединительные панели на концах каждого элемента, отличающийся тем, что соединительные панели, состоящие из двух трубных досок, обечайки и стенки, выполнены из листового материала толщиной, равной толщине труб, и установлены на каждой паре соседних теплообменных элементов, причем трубы теплообменных элементов приварены к трубным доскам соединительных панелей, а теплообменные элементы закреплены на опорах. 2. Теплообменник по п.1, отличающийся тем, что на поверхности внутренних труб теплообменных элементов нанесена винтовая накатка.