Кожухотрубный теплообменник Советский патент 1985 года по МПК F28D7/00 F28F9/22 

1 Изобретение относится к химическому и криогенному машиностроению и может быть использовано в криогенны системах, в частности в системах орто-пароконверсии водорода. Известен трубчатый теплообменник содержащий корпус с патрубками вход и выхода потока, трубные решетки, теплообменные трубки и перфорирован ные дистанционирующие перегородки, В данном теплообменнике трубки уплотнены в трубных решетках эластичн уплотняющим кольцом и каждая трубка предохраняется от сдвига кольцом 1 J Однако в данном теплообменнике при заполнении межтрубного простран ства насадкой образуются пустоты под дистанционирующими перегородкам что приводит к ухудшению отвода теп ла от теплообменных трубок и снижению эффективности орто-пароконверсии. Наличие даже минимального числа дистанционирующих решеток не позволяет обеспечить полного заполнения межтрубного пространства насадкой. Известен также трубчатый теплооб менник, содержащий корпус с патрубками входа и вьгхода потока, трубные решетки, теплообменные трубки. Некоторые из трубок на части длины изогнуты по спирали C2j. Однако такое крепление теплообменных трубок довольно сложно в кон структивном выполнении и недостаточ но жестко для удержания соседних трубок. Кроме того, в зоне контакта трубок образуются пустоты, т.е. зоны, свободные от насадки, что приводит к ухудшению отвода тепла от трубок, Наиболее близким к изобретению по технической сущности является теплообменник, содержащий размещенный в кожухе пучок теплообменных труб, укрепленных в трубных решетках ,снабженный по периметру кольцевым бандажом, и расположенные в межтрубном пространстве дистанционирующие элементы, вьшолненные в виде продольно размещенных цилиндров со сквозными продольными каналами Сз, Однако при заполнении сьтучей насадкой межтрубного пространства неизбежно появление в известном теплообменнике застойных зон, что приводит к трудным условиям его эксплуатации. 22 Це.ь изобретения - повышение эксплуатационной надежности теплообменника и обеспечение равномерного заполнения межтрубногб пространствасыпучей насадкой. Цель достигается тем, что в кожу- хотрубном теплообменнике, содержащем размещенный в кожухе пучок теплообменных труб, укрепленных в трубных решетках, снабженный по периметру кольцевым бандажом, и размещенные в межтрубном пространстве дистанционирующие элементы, последние выполнены в виде воронок, установленных на трубах в шахматном порядке со смещением по высоте Не менее двойной высоты воронки. Воронки вьшолнены перфорирован- ными. На фиг. 1 схематически изображен общий вид теплообменника, продольный разрез; на фиг. 2 - узел установки воронкообразных проставок; на фиг.З то же, вид сверху; на фиг. 4 - воронка; на фиг. 5 - то же, вид сверху. Теплообменник содержит кожух 1 с патрубками 2 и 3 входа и вьгхода потока по межтрубному пространству и патрубками 4 и 5 входа и выхода потока по трубному пространству, верхнюю 6 и нижнюю 7 трубные решетки, коллекторы 8 и 9. В трубных решетках 6 и 7 закреплены теплообменные т,рубы 10. Фиксация труб 10 осуществляется посредством дистанционирзтощих элементов в виде воронок 1t, установленных на трубах в шахматном порядка со смещением по высоте. При этом одна воронка 11 фиксирует шесть прилегающих к ней труб 10. Фиксация крайних труб в пучке осуществлена перфорированным кольцевым бандажом 12, приваренным в средней части кожуха 1, Верхняя трубная решетка 6 снабжена патрубкани 13, служащими для. засыпки сьтучей насадки в межтрубное пространство. Воронки 11 выполнены перфорированными. Теплообменник работает следующим образом. Поток, например водород, через патрубок 4 входит в трубы 10, заполненные катализатором, где идет процесс орто-пароконверсии с выделением тепла. Продукт конверсии отвоится через пятрубок 5. Через патрубок 2 поступает охлаждающий поток, проходящий противотоком по межтрубному пространству, и вьшодится из теплообменника через выходной патрубок 3. Отвод тепла осуществляется охлаждающим потоком при теплообмене с трубами и насадкой..

Использование перфорированных воронок, установленных в шахматном порядке и со смещением по высоте.

11412924

позволяет увеличить коэффициент теплопередачи, -так как вся поверхность труб находится в контакте с насадкой в межтрубном пространстве. Та5 КИМ образом, сокращается требуемая для процесса теплообменная поверхность, что позволяет снизить металлоемкость.

1. КОЖУХОТРУБНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК, содержащий размещенный в кожухе пучок теплообменных труб, укрепленных в трубных решетках, снабженный по периметру кольцевым бандажом, и расположенные в межтрубном пространстве дистанционир5тощие элементы, отличающийся тем, что, с целью повьщ1ения его эксплуатационной надежности и обеспечения равномерного заполнения межтурбного пространства сыпучей насядкой, дистанционирующие элементы вьшолнены в виде воронок, установленных на трубах в.шахматном порядке со смещением по высоте не менее двойной высоты воронки. ; 2.. Теплообменник по п. 1, о т л и.чающийся тем, что воронки выполнены перфорированными.

Фиг.1

11

Фи1.2