РЕКУПЕРАТИВНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК Российский патент 2005 года по МПК F28D1/47 F23L15/04 

Изобретение относится к теплотехническим устройствам, а именно к теплообменникам рекуперативного типа.

Известен рекуперативный теплообменник для разогрева темных нефтепродуктов в резервуаре, включающий ряд секций из параллельно установленных между собой труб, полости которых сообщены между собой и с полостями патрубков коллектора для подачи и отвода греющего теплоносителя /см. типовой проект вертикального резервуара №704 - 1 - 107, альбом 5-й - оборудование, г.Киев, 1974 г., с.20/.

К недостатку аналога следует отнести его небольшую теплопроизводительность /суммарная площадь стенок труб равна 14-30 м²/. Площадь стенок труб теплообменника достаточна для обеспечения текучести сырой нефти в холодное время года, но совершенно недостаточна для приготовления в резервуаре битумных смесей.

Известен также рекуперативный теплообменник, включающий жестко закрепленные трубные решетки с установленными в них по концентричным окружностям трубами, полости которых сообщены между собой для подвода греющего теплоносителя, патрубки для подвода и отвода теплоносителя и отводы, посредством которых соединены полости труб /см. Справочник по теплообменникам, Москва, Энергоатомиздат, 1987, том 2, с.308-313/.

Указанное техническое решение наиболее близко к предложенному по большинству общих существенных признаков и принимается в качестве прототипа.

Конструкция прототипа выполнена проточной как для греющего, так и для нагреваемого теплоносителя и не может быть применима для разогрева местной зоны выпуска жидкости из резервуара.

Технический результат изобретения - создание конструкции рекуперативного теплообменника для разогрева зоны выпуска жидкости в резервуарах с нефтепродуктами.

Технический результат достигается тем, что рекуперативный теплообменник, включающий жестко закрепленные трубные решетки с установленными в них по концентричным окружностям трубами, полости которых сообщены между собой для подвода греющего теплоносителя, патрубки для подвода и отвода теплоносителя и отводы, посредством которых соединены полости труб, согласно изобретению теплообменник содержит промежуточные трубы, причем полость каждой из них сообщена с полостями двух смежно установленных труб посредством двух отводов, а полости подводящего и отводящего патрубков сообщены с полостями первой и последней труб образованного змеевика, межосевое расстояние между последней и первой трубами в соседних концентричных окружностях равно межосевому расстоянию отводов, причем длина труб, установленных в соседних концентричных окружностях, отличается между собой на величину, равную или большую габарита закрепленных на трубах отводов.

Кроме того, в трубных решетках выполнены отверстия для сообщения между собой зон по обе стороны решетки.

Кроме того, теплообменник снабжен перфорированным кожухом с закрепленными на нем стойками.

Кроме того, теплообменник снабжен перфорированной трубой с патрубком для отвода нагреваемого теплоносителя, установленной в центральных отверстиях, выполненных в трубных решетках.

Изобретение иллюстрируется чертежами, на которых изображено:

- на фиг.1 - общий вид теплообменника /продольный разрез/;

- на фиг.2 - разрез А-А по фиг.1;

- на фиг.3 - узел соединения двух смежно установленных труб;

- на фиг.4 - схема развернутых на плоскости труб теплообменника.

Рекуперативный теплообменник содержит трубные решетки 1 /две или несколько/, в которых выполнены отверстия /не обозначены/, в одном из отверстий на диаметре Д₁ установлена труба 2 с патрубком 3, проходящим через стенку 4 резервуара.

Другой конец трубы 2 посредством двух отводов 5, образующих двойник, соединяется со смежно установленной трубой. После установи всех труб на диаметре Д₁ последняя труба таким же двойником соединяется с первой трубой 6, установленной на окружности диаметром Д₂ /см. стрелку на фиг.2/. После установки труб на диаметре Д₂ аналогичным образом устанавливают трубы на диаметре Д₃. Последняя труба 7 на наружном диаметре имеет патрубок 8, установленный в стенке резервуара. В центральных отверстиях решеток установлена перфорированная труба 9 с патрубком 10, выведенным за стенку резервуара.

В трубных решетках выполнены также переливные отверстия 11, которые обеспечивают переток жидкости через решетки. По периферии решеток имеется сетчатый корпус 12, предохраняющий трубы теплообменника от налипания на них комков, например, битума.

Теплообменник кожухом закрещен на стойках 13, установленных на днище 14 резервуара. Каждый пакет труб, установленных в одной концентричной окружности, отличается по длине от пакета труб, установленных в соседней концентричной окружности, на величину “Н”, что позволяет произвести приварку двойников к трубам при минимальной разнице в диаметре соседних окружностей, получить минимальные габариты теплообменника и максимальную температуру в зоне выпуска жидкости из резервуара.

Работает предложенный теплообменник следующим образом.

Греющий теплоноситель через коллектор /на чертежах не показан/ додают во стрелке В в патрубок 3 и далее в первую трубу 2 в концентричной окружности Д₁. Затем теплоноситель омывает внутренние стенки труб, уложенных на второй концентричной окружности Д₂, и после прохода по ней и третьему пакету труб на окружности Д₃ через последнюю трубу 7 теплообменника и патрубок 8 возвращается в коллектор, нагревая таким образом все стенки труб теплообменника.

Теплота от стенок труб передается жидкости, в которой размещен теплообменник. Нагретая до необходимой температуры в зоне выпуска из резервуара жидкость через трубу 9 и патрубок 10 отбирается из резервуара.

В случае использования в качестве греющего теплоносителя водяного пара трубу 7 размещают в нижней точке окружности Д₃ и на выходе теплообменника устанавливают конденсатоотводчик.

Предложенный теплообменник может быть использован и для проточного нагреваемого теплоносителя, для чего его размещают в герметичном корпусе с входным и выходным патрубком.

Изобретение предназначено для применения в теплотехнических устройствах, а именно к теплообменникам рекуперативного типа. Рекуперативный теплообменник включает жестко закрепленные трубные решетки с установленными в них по концентричным окружностям трубами, полости которых сообщены между собой для подвода греющего теплоносителя, патрубки для подвода и отвода теплоносителя и отводы посредством которых соединены полости труб, причем теплообменник содержит промежуточные трубы, полость каждой трубы сообщена с полостями двух смежно установленных труб посредством двух отводов, а полости подводящего и отводящего патрубков сообщены с полостями первой и последней трубы образованного змеевика, межосевое расстояние между последней и первой трубами в соседних концентричных окружностях равно межосевому расстоянию отводов, причем длина труб, установленных в соседних концентричных окружностях, отличается между собой на величину, равную или большую габарита закрепленных на трубах отводов. Кроме того, в трубных решетках выполнены переливные отверстия для сообщения полостей между решетками, а также теплообменник снабжен перфорированным или сетчатым кожухом и закрепленными на решетках стойками и снабжен перфорированной трубой с патрубком для отвода нагреваемого теплоносителя, установленной в отверстиях, выполненных по центру трубных решеток. Заявленное изобретение позволяет создать конструкцию рекуперативного теплообменника для разогрева зоны выпуска жидкости в резервуарах с нефтепродуктами. 3 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Рекуперативный теплообменник, включающий жестко закрепленные трубные решетки с установленными в них по концентричным окружностям трубами, полости которых сообщены между собой для подвода греющего теплоносителя, и патрубки для подвода и отвода теплоносителя и отводы, посредством которых соединены полости труб, отличающийся тем, что теплообменник содержит промежуточные трубы, причем полость каждой из них сообщена с полостями двух смежно установленных труб посредством двух отводов, а полости подводящего и отводящего патрубка сообщены с полостями первой и последней трубы образованного змеевика, межосевое расстояние между последней и первой трубами в соседних концентричных окружностях равно межосевому расстоянию отводов, причем длина труб, установленных в соседних концентричных окружностях, отличается между собой на величину, равную или большую габарита закрепленных на трубах отводов.2. Теплообменник по п.1, отличающийся тем, что в трубных решетках выполнены переливные отверстия для сообщения полостей между решетками.3. Теплообменник по п.1, отличающийся тем, что он снабжен перфорированным или сетчатым кожухом и закрепленными на решетках стойками.4. Теплообменник по п.1, отличающийся тем, что он снабжен перфорированной трубой с патрубком для отвода нагреваемого теплоносителя, установленной в отверстиях, выполненных по центру трубных решеток.