Изобретение относится к теплообменному оборудованию и может использоваться в устройствах подогрева или охлаждения среды в теплоэнергетике, жилищно-коммунальном хозяйстве систем теплоснабжения и горячего водоснабжения, в энергетической, химической, нефтехимической, нефтедобывающей и других отраслях промышленности.
Известен трубчатый теплообменник (патент РФ №2417348 С2, F28D 7/00, опуб. 27.12.2010), содержащий поперечно обтекаемый пучок профильных труб в виде трех диаметрально связанных круглых цилиндров, центрального, с большим диаметром d1, и сопряженных с ним в лобовой и кормовой частях двух других одинаковых цилиндров с меньшим диаметром d2, с треугольной компоновкой, и коллекторы с трубными досками. Используемая компоновка труб разновеликого цилиндрического профиля обеспечивает обтекание потоком теплоносителя последовательно расположенных по течению цилиндрических частей (элементов) теплоотдающей трубчатой поверхности большего диаметра d1 и находящихся между ними спаренных цилиндрических частей меньшего диаметра d2, при этом смежные кормовые и лобовые части меньшего диаметра d2 каждой из труб продольного ряда расположены симметрично относительно оси поперечного ряда труб, проходящей через центры частей большего диаметра d1, а в межтрубном пространстве пучка реализуется сложное извилистое течение потока. Указанная компоновка профильных труб обеспечивает возможность прямого и обратного рационального поперечного обтекания отрывного характера.
Недостаток этой конструкции заключается в том, что необходимо сложное оборудование для изготовления профильных труб, а также усложнена герметизация профильных труб с трубными досками.
Известен кожухотрубный теплообменник (патент RU №2232940 С2, F23D 7/00, опуб. 20.07.2004), содержащий кожух с расположенными в нем теплообменными трубами, поперечными и продольной перегородками, трубные доски, образующие с кожухом межтрубное пространство, компенсатор, выполненный на кожухе, имеющую внутреннюю перегородку камеру подачи среды в трубы и отвода из них и камеру поворота среды, примыкающие к трубным доскам, образующие с трубами трубное пространство и выполненные шарнирно открывающими, и патрубки подачи и отвода среды в межтрубное пространство и камеру подачи среды. Теплообменник выполнен с возможностью организации движения сред по трубному и межтрубному пространствам в 2 или 4 хода и секционирования. Продольная перегородка кожуха выполнена плоской или крестообразной. Поперечные и продольная перегородки кожуха снабжены уплотнениями.
Недостатком известного устройства является достаточно сложная и энергоемкая конструкция.
Известен теплообменник (патент RU №102752 Ul, F22D 1/00, опуб. 10.03.2011), содержащий корпус с патрубками подвода и отвода греющей среды, размещенную в корпусе трубную систему, включающую трубные доски с отверстиями для пучков трубок. Корпус выполнен в форме параллелепипеда, внутреннее межтрубное пространство которого разделено на секции с проемами, расположенными в конце секции по ходу потока среды, на торцевой части корпуса установлены трубные доски, к которым присоединены распределительные водяные камеры с перегородками, распределяющие поток трубного пространства по секциям, и патрубками подвода и отвода нагреваемой среды.
Недостатком устройства является сложность герметизации соединения между пучком труб и трубных досок.
Известен теплообменник (патент RU №2383838 C1, F28D 7/00, опуб. 10.03.2010), работающий на жидкометаллическом теплоносителе в режиме переменных нагрузок. Теплообменник содержит корпус с патрубками входа и выхода теплообменивающихся жидкостей, пучок теплообменных U-образных труб, закрепленных в трубной доске, образующей с крышкой, посредством перегородки, две камеры по тракту одной из жидкостей, между корпусом и прямыми участками пучка теплообменных U-образных труб установлен профильный в поперечном сечении теплообменника, вытеснитель, причем жестко с ним соединена двойная перегородка, разделяющая вдоль осей труб межтрубное пространство на две половины.
Такое выполнение хотя и позволит получить малогабаритный теплообменник, отвечающий требованиям надежности, технологичности, монтажа, при высоких удельных теплонапряжениях, но данный теплообменник предназначен для работы на жидкометаллическом теплоносителе в режиме переменных нагрузок.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является теплообменник (сборочный чертеж теплообменника БН 5016.00.СБ, производства Бугульминского механического завода, г.Бугульма, Республика Татарстан), состоящий из наружной и внутренней трубы с присоединительными фланцами и отводами. Одна сторона внутренней трубы приварена к присоединительным фланцам, а для обеспечения свободного перемещения внутренней трубы вследствие температурных удлинений другая сторона герметизируется сальниками, установленными на фланцах наружной трубы. Для подачи пара в межтрубное пространство к наружной трубе приварены патрубки входной и выкидной. Секции соединены между собой патрубками, а внутренние трубы отводами и составляют единый теплообменник с входными и выкидными патрубками для пара и нагреваемой среды (нефти).
Недостаток этой конструкции заключается в том, что при работе теплообменника сальники, установленные по концам на фланцах, изнашиваются, и происходит утечка пара из-за перемещения внутренней трубы вследствие температурных удлинений. Для замены и затяжки сальников необходимо постоянно отключать теплообменник.
Изобретение предусматривает усовершенствование теплообменника и устранение потерь нагреваемой среды.
Технический результат в изобретении достигается с помощью теплообменника, состоящего из труб, встроенных друг в друга с горизонтальным U-образным соединением с отводами. Внутренняя труба теплообменника с одной стороны жестко закреплена к фланцам наружной трубы, а второй конец трубы соединен отводом и установлен на опорах, приваренных к внешней трубе. Для обеспечения свободного перемещения внутренней трубы, вследствие температурных удлинений, втулки опоры изготовлены с зазором из материала с низким коэффициентом трения.
Предлагаемое изобретение поясняется фигурой 1, где показан продольный разрез теплообменника.
Предлагаемый теплообменник состоит из внутренней трубы 2 для нагреваемой или для охлаждаемой среды с присоединительными фланцами 1 и 3, отвода 9, наружной трубы 6 с присоединительными фланцами 8 и отвода 10, а также входных 4 и выкидных 5 патрубков для подачи нагретой или охлаждаемой среды. Втулки опоры 7 изготовлены из материала с низким коэффициентом трения с зазором для обеспечения свободного перемещения внутренней трубы 2 вследствие температурных удлинений.
Теплообменник работает следующим образом.
Греющая среда через входной патрубок 4 поступает в верхнюю камеру и протекает по межтрубному пространству, между отводами 9 и 10 к выкидному патрубку 5. Во внутреннюю трубу 2 нагреваемая среда поступает через нижний фланец, протекает через отвод 9 и выходит через верхний фланец, тем самым обеспечивается большая теплоотдача при встречном протекании сред.
Предложенная конструкция теплообменника позволит:
- исключить потери жидкости из-за отсутствия сальникового уплотнения;
- использовать различные типы жидкостей для охлаждения и нагрева без риска нарушения экологии окружающей среды;
- увеличить коэффициент теплопередачи теплообменника.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
Трубопроводный подогреватель | 1987 |
|
SU1448165A1 |
Кожухотрубчатый теплообменник | 1985 |
|
SU1322063A1 |
Кожухотрубный теплообменник | 1984 |
|
SU1835481A1 |
ТЕПЛООБМЕННИК | 2014 |
|
RU2558485C1 |
ПРЯМОТОЧНЫЙ ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ПАРОГЕНЕРАТОР | 1998 |
|
RU2140608C1 |
МНОГОХОДОВОЙ ТЕПЛООБМЕННИК | 1992 |
|
RU2011945C1 |
ТЕПЛООБМЕННИК ТРУБЧАТЫЙ | 2014 |
|
RU2571886C2 |
Теплообменник | 2019 |
|
RU2725068C1 |
Многоходовой теплообменник | 1990 |
|
SU1749682A1 |
ТЕПЛООБМЕННИК | 2008 |
|
RU2383838C1 |
Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в теплообменниках. Теплообменник, содержащий наружную и внутреннюю трубу с присоединительными фланцами и патрубками подвода и отвода греющей (охлаждающей) среды, выполнен из труб, встроенных друг в друга, с горизонтальным U-образным соединением с отводами, внутренняя труба теплообменника с одной стороны жестко закреплена к фланцам наружной трубы, а второй конец внутренней трубы соединен отводом и установлен на опорах, приваренных к внешней трубе, а для обеспечения свободного перемещения внутренней трубы вследствие температурных удлинений втулки опоры изготовлены с зазором из материала с низким коэффициентом трения. Технический результат - исключение потерь теплоносителя, возможность использовать различные типы жидкостей для охлаждения и нагрева, увеличение коэффициента теплопередачи теплообменника. 1 ил.
Теплообменник, содержащий наружную и внутреннюю трубу с присоединительными фланцами и патрубками подвода и отвода греющей (охлаждающей) среды, выполнен из труб, встроенных друг в друга, с горизонтальным U-образным соединением с отводами, внутренняя труба теплообменника с одной стороны жестко закреплена к фланцам наружной трубы, а второй конец внутренней трубы соединен отводом и установлен на опорах, приваренных к внешней трубе, а для обеспечения свободного перемещения внутренней трубы вследствие температурных удлинений втулки опоры изготовлены с зазором из материала с низким коэффициентом трения.
ШИРМОВАЯ ПОВЕРХНОСТЬ ТЕПЛООБМЕНАВСЕСОЮЗНАЯПАТЕНТНО" ILX1^=[F^KAБИБЛИОТЕКА | 0 |
|
SU339754A1 |
ПЕРЕДВИЖНАЯ КОТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА | 2003 |
|
RU2246661C1 |
ПОДОГРЕВАТЕЛЬ ТИПА ТРУБА В ТРУБЕ | 1992 |
|
RU2031345C1 |
CN 102121768 A, 13.07.2011. |
Авторы
Даты
2013-08-10—Публикация
2012-01-13—Подача