Многоходовой кожухотрубный теплообменник Советский патент 1985 года по МПК F28D7/08 

2 12 11 1 13 J Изобретение относится к теплоэнергетике, а точнее к рекуперативным теплообменпым аппаратам. Извести, кожухотрубные теплообменники, имею11(ие входной и выходной коллекторы, между которыми расположен пучок изогнутых труб fl . Такой теплообменник характеризуется BfiicoKHN гидравлическим сопротивлением, Известны также многоходовые кожухотрубные теплообменники, содержащие размещенный в кожухе пучок труб, укрепленных в трубных решетках, образующих с крынками входную, перепускные и выходную камеры. Входная камера 1шеет впусктгой, а выходная выпускной патрубки 2 J, В известном теплообменнике для повьйнения скорости движения тегшоносителя в межтрубном пространстве используются перегородки. Однако наличие перегородок удорожа ет конструкцию и повышает вес теплообменника. Кроме того, установка перегородок не обеспечивает равномерного распределения потока по сечению теплообмен.,ника, так как у краев трубных решеток остается часть поверхности, не заполнениая трубами. В этой зоне образуются каналы с меньшим сопротивлением) чем между трубами, а это дает возможность потоку пройти мимо трубного пучка, ЧТО отрицательно сказывается на эксплуатационной надежности теплообмешипса, особенно при использовании теплопосигйле с большой разницей температур. . . Цель изобретения - интенсификация теплообмена при снижении веса и габаритов теплообменника. Цель достигается тем, что в много ходовом кожухотрубном теплообменнике содержа дем размещенный в кожухе пучок труб, укрепленных в трубных рещетках, образующих-с крышками входную, ийрепускные и выходную камеры, первая я последняя, из-которых снабжены впускным и выпускным патрубкамя, одна ИЗ трубных решеток вместе с закрепленными в ней трубами повернута на 180 относительно продольной оси кожуха, а впускной и выпускной патрубки расположены на одной оси. При повороте одной из трубных решеток совместно с трубным пучком па 180°трубы трубного пучка располагаются та:ким o6iia30M, при котором начало труб, соединенных с входной камерой для среды трубного пространства, и конец труб, соединенных с выходной камерой, расположены в верхней части трубных решеток. При такдм расположении трубного пучка обеспечивается сложный перекрестный противоток теплоносителей, а также температурная компенсация за счет кривизны труб. При закрученном трубном пучке создается дополнительная турбулизация потока и увеличивается скорость движения потока теплоносителей без применения дополнительных устройств, например перегородок, обеспечивается равномерное распределение межтрубной среды по поверхности трубного пучка. Все это повьш1ает коэффициент теплопередачи при одновременном снижении веса теплообменника. При скручивании трубного пучка уменьшается расстояние меязду трубными решетками, т.е. уменьшаются габариты теплообменника. На фиг. 1 схематически изображен кожухотрубный теплообменник, разрез} на фиг. 2 - трубная решетка теплообменника. Теплообменник содержит кожух 1 с впускным патрубком 2 и выпускным патрубком 3 для среды трубного пространства, входным каналом 4 и выходным каналом 5 для средь межтрубного пространства трубные решетки б и 7, в которых закреплены концы трубно1 о пучка 8. Между трубными решетками б и 7 и крышками 9 и 10 кожуха 1 расположены горизонтальные перегородки 11, образ пощие входную камеру 12, выходную камеру 13 и перепускные камеры 14 и 15. Трубные решетки жестко закреплены в кожухе 1 посредством сварки. Каждая горизонтальная перегородка 11 приварена к соответствующим крышкам 9 и 10, стенкам кожуха 1 и к трубным решеткам б и 7. Сборка теплообменника производится следующш образом. Трубный пучок 8 закрепляется в трубных решетках 6 и 7, затем одну из трубных решеток, например 7, разворачивают совместно с трубным пучком В на 180. . Теплообменник работает следующим о бр.аз ом. Охлаждаем1з1й- теплоноситель подается по патрубку 2 через камеру 12 в трубный пучок 8. Из трубного пучка 8

поток теплоносителя поступает в камеру 15, из нее снова по трубному пучку 8 в камеру 14, затем в камеру 13 и через выпускной патрубок 3 вьгаодится из теплообменника. Одновременно в межтрубное пространство через входной канал 4 подается охлаждающий теплоноситель, например вода, охлаждает первый теплоноситель и отводится через выходной канал 5.

При прохождении теплоносителей .как по трубному пучку 8, так и по межтрубному пространству в зоне закрутки труб создаются вихри, что увеличивает скорость движения теплоносителей и интенсивность теплообмена.

Таким образом, в предлагаемом теплообменнике обеспечивается сложный перекрестный противоток теплоносителей и температурная компенсация. Обеспеч1шается дополнительная турбулизация потока, увеличивается скорость движения теплоносителей и ранномерное распределение теплоносителя в межтрубном пространстве по поверхности трубного пучка. Все это повьяпает коэффициент теплопередачи в 4 11 раз. Одновременно снижается вес теплообменника на 50%. Уменьшается расстояние между трубными решетками за счет скручивания труб, что повышает компактность конструкции. Кроме того, овьшается ./ксплуатационная надежность при использовании тегоюносителей с большой разницей температур. ,

МНОГОХОДОВОЙ КОЖУХОТРУБНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК, содержащий размещенный в кожухе пучок труб, укрепленных . в трубных решетках, образунлцих с крьшками входную, перепускные и выходную камеры, первая и последняя из которых снабжены впускным и выпускньы патрубками, о. тличающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена при снижении веса и габаритов теплообменника, одна из трубных решетсяк вместе с закрепленными в ней трубами повернута на 1СО относительно продельной оси кожуха, а. впускной и выпускной патрубки расположены на.одной оси. (Л