Труба теплообменника высокого давления Советский патент 1984 года по МПК F28F1/20 

Изобретение относится к теплообменной технике и может быть использо вано для изготовления теплообменников высокого давления, например атмосферных испарителей криогенных жидкостей. Известна труба теплообменника, содержащая внутреннюю толстостенную трубу высокого давления, выполненную например, из коррозионностойкой стаЛи, которую плотно охватывает сваружи продольное оребрение, содержащее два оребренных полуцилиндра {базовая часть оребрения) из алюминиевых сплавов с ребрами, соединенных между собой продольными деформируемыми замыкающими элементами, плотное соеди.нение которых создает групповое соединение полуцилиндров с трубой, поз.воляющее компенсировать деформации, вызываемые изменениями температуры 1 Недостаток такой трубы теплообмен ника заключается в том, что упругост замыкающих элементов недостаточна для обеспечения больших давлений , прижима полуцилиндров к трубе, .что обуславливает высокое термическое сопротивление в зоне контакта, а следовательно, снижает эффективность оребрения. Известна труба теплообменника с продольными ребрами и наружными дистанционирующими прижимными элементами, причем ребра имеют П образную форму и приварены к трубе С Однако тепловой контакт трубы с ребрами при использовании их в теплообменниках высокого давления недостаточен из-за возможностей коробления, что снижает интенсивность теплообмена между средами. Цель изобретения - интенсификация теплообмена путем улучшения теплового контакта трубы с ребрами. Поставленная цель достигается тем что в трубе теплообменника высокого .давления, содержащей продольные ребра с базовой поверхностью, контактирующей с наружной поверхностью трубы и наружный прижимной элемент, прижимной элемент жестко закреплен на трубе. Причем прижимной элемент выполнен в виде спирально навитой ленты, закрепленной на трубе начальным и конечным участками. Лента имеет прорези под ребра. В ребрах выполнены прорези, в которые продета лента. Прижимной элемент выполнен в виде напрессованного на трубу цилиндра с продольными прерывистыми прорезями под ребра.. На базовой поверхности ребер выполнены отверстия, а прижимной элемент выполнен в виде системы располо женных вдоль трубы полос, прикрепле ных к трубе в зонах отверстий, На фиг. 1 изображена труба теплообменника с прижимным элементом в виде навитой на трубу ленты с прорезями; на фиг. 2 - то же, с прорезями в ребрах; на фиг. 3 - то же, с прижимным элементом в виде цилиндра с прорезями}.на фиг. 4 - то же, с прижимным элементом в виде палое, соединенных с трубой в зонах отверстий, выполненных на базовой поверхности ребер. Труба 1 теплообменника выполнена из коррозионностойкой стали. К наружной поверхности трубы 1 при помощи прижимных упругих элементов 2 прижата развитая базовая поверхность ребер 3, выполненных из алюминия или его сплава. При этом основание 4 базовой поверхности ребер 3 контактирует с поверхностью трубы 1, Прижимной элемент 2 (фиг. 1) выполнен в виде плоской стальной ленты, спирально навитой на трубу 1. Начальный и концевой участки ленты жестко соединены с трубой 1, например, с помощью сварки. В стальной ленте вы|палнены прорези 5, в которые вставлены ребра 3, соединенные между собой попарно базовыми поверхностями с образованием П-образных элементов. Прорези б могут быть выполнены в ребрах 3 (фиг. 2), а лента выполнена цельной и продета в прорези. Прижимной упругий элемент 2 (фиг. 3) выполнен в виде цилиндра с продо.льными прерывистыми прорезями 7, в которые в.ставлены Г-образные ребра, базовая поверхность которых расположена между трубой 1 и прижимным элементом 2. Цилиндр со вставленными в его прорези 7 ребрами 3 напрессован на внутреннюю трубу 1. Прижимные элементы 2 (фиг 4) выполнены также в виде системы расположенных вдоль трубы жестких полос. В базовой части ребер 3 выполнены отверстия 8. Прижимные элементы 2 жестко соединены с трубой 1 в зоне отверстий 8 контактной сваркой. , Трубчатый элемент теплообменника работает (в случае применения в теплообменнике для испарения нагрева криогенной жидкости ) следующим образом. Криогенная жидкость проходит по трубе 1, омываемой снаружи теплоносителем, например атмосферным воздухом. Тепло воздуха передается ребрам 3, поступает к базовой части, затем к трубе 1 и проходящей по ней криогенной жидкости. Интенсивность теплообмена зависит от качества контакта между трубой 1 и базовой поверхностью ребер. Поскапь1ку прижим базовой поверхности ребер к трубе 1 осуществляется по всей базоной поверхности за счет деформирования (преимущественно растяжения)

упругих прижимных элементов 2 типа стальных лент и листов, которые допускают значительно большие нагрузки в пределах упругих деформаций материала, обеспечивается лучший прижим ре.бер к трубе 1 и, соответственно, по- 5 вышается эффективность оребрения.

I

При охлаждении, трубы в результате

направления в нее криогенной жидкости в начале каждого цикла работы прижим-10

ные элементы благодаря высокой упругости и тому, что они закреплены s деформированном (натянутом/ состоянии, обеспечивают, несмотря на уменьшение диаметра трубы, эффективное прижатие к ней оребрения, поскольку упругие силы и вызываемые ими деформации значительно превышают силы и деформации в результате температурного сжатия, что повышает интенсивность теплообменника.

1. ТРУБА ТЕПЛООБМЕННИКА ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ, содерхсащая продольные ребра с базовой поверхностью, контактирующей с наружной поверхностью трубы, и наружный прижимной элемент, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации теплообмена путем улучшения теплового контакта трубы с ребрами, прижимной элемент жестко закреплен на трубе. 2.Труба по п. 1, отличающаяся тем, что прижимной элемент выполнен в виде спирально навитой ленты, закрепленной на трубе начальным и конечным участками. 3.Труба по п. 2, о т л и ч а ющ а я с я тем, что лента имеет прорези под ребра. 4.Труба по п. 2, отличающаяся тем, что в ребрах выполнены прорези, в которые продета лента. 5.Труба по п. 1, отлича ющ а я с я тем, что прижимной элемент выполнен в виде напрессованного на трубу цилиндра с .продольными прерыi вистыми прорезями под ребра. 6.Труба по п. 1, отличаю(Л щаяся тем, что на базовой поверхности ребер выполнены отверстия, а прижимной элемент выполнен в виде системы расположенных вдоль трубы полос, прикрепленных к трубе в зонах S отверстий. ;о зь эо 00