ОДНОХОДОВОЙ КОЖУХОТРУБЧАТЫЙ ТЕПЛООБМЕННЫЙ АППАРАТ Российский патент 2014 года по МПК F28D7/16 F28F9/02 

Изобретение относится к кожухотрубчатым теплообменным аппаратам и может быть использовано в химической, нефтегазовой и других отраслях промышленности.

Известен одноходовой кожухотрубчатый теплообменный аппарат (А.С. Тимонин, Основы конструирования и расчета химико-технологического и природоохранного оборудования: Справочник. Т.2. - Калуга: Издательство Н. Бочкаревой, 2002. - 1028 с.), включающий цилиндрический корпус, штуцер для ввода теплоносителя в цилиндрический корпус, штуцер для вывода теплоносителя из цилиндрического корпуса, теплопередающие трубки, трубные решетки, эллиптические крышки с отбортовкой, штуцер для ввода теплоносителя в эллиптическую крышку, штуцер для вывода теплоносителя из эллиптической крышки.

Недостатком известного одноходового кожухотрубчатого теплообменного аппарата является то, что поток теплоносителя, поступающий в эллиптическую крышку со штуцером ввода теплоносителя, неравномерно распределяется по теплопередающим трубкам. Скорость движения потока теплоносителя по теплопередающим трубкам, расположенным напротив штуцера ввода теплоносителя в эллиптическую крышку, выше, чем в греющих трубках, расположенных на периферии цилиндрического корпуса. В результате коэффициент теплоотдачи со стороны теплоносителя, двигающегося в греющих трубах, будет выше в центральной зоне аппарата и ниже в периферийной зоне, что приводит к снижению коэффициента теплопередачи одноходового кожухотрубчатого теплообменного аппарата и увеличению необходимой поверхности греющих трубок.

Целью данного изобретения является увеличение коэффициента теплопередачи одноходового кожухотрубчатого теплообменного аппарата и соответственно уменьшение необходимой поверхности греющих трубок.

Указанная цель достигается тем, что в известном одноходовом кожухотрубчатом теплообменном аппарате, включающем цилиндрический корпус, штуцер для ввода теплоносителя в цилиндрический корпус, штуцер для вывода теплоносителя из цилиндрического корпуса, теплопередающие трубки, трубные решетки, эллиптические крышки с отбортовкой, штуцер для ввода теплоносителя в эллиптическую крышку, штуцер для вывода теплоносителя из эллиптической крышки, эллиптическая крышка со штуцером для ввода теплоносителя снабжена перфорированной круглой пластиной с площадью свободного сечения от 40 до 60%, расположенной в зоне отбортовки эллиптической крышки со штуцером ввода теплоносителя, причем отверстия в перфорированной круглой пластине составляют не более 1,5 от диаметра теплопередающих трубок.

Одноходовой кожухотрубчатый теплообменный аппарат схематически изображен на фиг.1.

Одноходовой кожухотрубчатый теплообменный аппарат включает цилиндрический корпус 1, штуцер 2 для ввода теплоносителя в цилиндрический корпус 1, штуцер 3 для вывода теплоносителя из цилиндрического корпуса 1, теплопередающие трубки 4, трубные решетки 5, эллиптические крышки 6 и 7 с отбортовкой, штуцер 8 для ввода теплоносителя в эллиптическую крышку 6 и штуцер 9 для вывода теплоносителя из эллиптической крышки 7, причем эллиптическая крышка 6 со штуцером 8 для ввода теплоносителя снабжена перфорированной круглой пластиной 10 с площадью свободного сечения от 40 до 60%, расположенной в зоне отбортовки эллиптической крышки 6 со штуцером 8 ввода теплоносителя, а отверстия в перфорированной круглой пластине 10 составляют не более 1,5 от диаметра теплопередающих трубок 4.

Первый теплоноситель поступает в межтрубное пространство цилиндрического корпуса 1 через штуцер 2, омывает с наружной стороны теплопередающие трубки 4 и выводится через штуцер 3. Второй теплоноситель поступает в трубное пространство через штуцер 8, расположенный в эллиптической крышке 6, снабженной перфорированной пластиной 10, с помощью которой равномерно распределяется по поперечному сечению межтрубного пространства. Далее теплоноситель поступает в теплопередающие трубки 4, выходит из них в эллиптическую крышку 7 и выводится из трубного пространства теплообменного аппарата через штуцер 9. Площадь свободного сечения перфорированной пластины 10 составляет от 40 до 60%. При площади свободного сечения перфорированной пластины 10 менее 40% резко возрастает гидравлическое сопротивление теплообменного аппарата по трубному пространству, при значениях более 60% не обеспечивается равномерное распределение теплоносителя по поперечному сечению трубного пространства. Отверстия в перфорированной круглой пластине 10 составляют не более 1,5 от диаметра теплопередающих трубок 4. При диаметрах отверстий в перфорированной круглой пластине 10 более 1,5 от диаметра теплопередающих трубок 4 скорость теплоносителя в центральных трубках будет превышать скорость теплоносителя в периферийных трубках, соответственно будет уменьшаться коэффициент теплопередачи и увеличиваться необходимая поверхность греющих трубок.

Таким образом, снабжение известного одноходового кожухотрубчатого теплообменного аппарата, включающего цилиндрический корпус, штуцеры для ввода и вывода теплоносителя в цилиндрический корпус, теплопередающие трубки, трубные решетки, эллиптические крышки с отбортовкой, штуцеры для ввода и вывода теплоносителя в эллиптические крышки, перфорированной круглой пластиной с площадью свободного сечения от 40 до 60%, расположенной в зоне отбортовки эллиптической крышки со штуцером ввода теплоносителя, причем отверстия в перфорированной круглой пластине составляют не более 1,5 от диаметра теплопередающих трубок, позволит увеличить коэффициент теплопередачи теплообменного аппарата и уменьшить необходимую поверхность греющих трубок.

Изобретение относится к одноходовым кожухотрубчатым теплообменным аппаратам и может быть использовано в химической, нефтегазовой и других отраслях промышленности. В одноходовом кожухотрубчатом теплообменном аппарате, включающем цилиндрический корпус, штуцеры для ввода и вывода теплоносителя, теплопередающие трубки, трубные решетки, эллиптические крышки с отбортовкой, штуцеры для ввода и вывода теплоносителя, соответственно - в эллиптическую крышку и из эллиптической крышки, эллиптическая крышка со штуцером для ввода теплоносителя снабжена перфорированной круглой пластиной с площадью свободного сечения от 40 до 60%, расположенной в зоне отбортовки эллиптической крышки со штуцером ввода теплоносителя, причем отверстия в перфорированной круглой пластине составляют не более 1,5 от диаметра теплопередающих трубок. Технический результат - равномерное распределение теплоносителя по греющим трубам, увеличение коэффициента теплопередачи при уменьшении поверхности теплопередачи, снижение габаритов, материалоемкости и стоимости теплообменного аппарата. 1 ил.

Одноходовой кожухотрубчатый теплообменный аппарат, включающий цилиндрический корпус, штуцер для ввода теплоносителя в цилиндрический корпус, штуцер для вывода теплоносителя из цилиндрического корпуса, теплопередающие трубки, трубные решетки, эллиптические крышки с отбортовкой, штуцер для ввода теплоносителя в эллиптическую крышку, штуцер для вывода теплоносителя из эллиптической крышки, отличающийся тем, что эллиптическая крышка со штуцером для ввода теплоносителя снабжена перфорированной круглой пластиной с площадью свободного сечения от 40 до 60%, расположенной в зоне отбортовки эллиптической крышки со штуцером ввода теплоносителя, причем отверстия в перфорированной круглой пластине составляют не более 1,5 от диаметра теплопередающих трубок.