Теплообменник и способ его изготовления Советский патент 1987 года по МПК F28D7/00 

Изобретение относится к теплообмеиной аппаратуре и может быть использовано в энергетической промышленности.

Цель изобретения - повышение надежности.

На фиг. 1 схематично изображен предлагаемый теплообменник; на фиг. 2 - фрагмент сборки промежуточных трубных решеток; на фиг. 3 - то же, поперечное сечение; на фиг. 4 - сборка с запирающим элементом; на фиг. 5 - разрез А-А на фиг. 4; на фиг. 6 - сборка с опорным элементом; на фиг. 7 - разрез Б-Б на фиг. 6; на фиг. 8 - сборка с впадинами на стенках призм под смежные трубы; на фиг. 9 - сборка с канавками на стенках призм; на фиг. 10 - промежуточный этап выполнения теплообменной трубы с наружными выдавками; на фиг. 11 - сечение В-В на фиг. 10; на фиг. 12 - тепло- обменная труба с выдавками в форме призм; на фиг. 13 - сечение Г-Г на фиг. 12. Теплообменник содержит кожух 1, трубные доски 2 и 3, пучок теплообменных труб 4, дистанционированных с помощью промежуточных трубных решеток 5, включающих опорные б, запирающие 7 и размещенные между ними уплотняющие элементы.

Уплотняющие элементы выполнены в виде наружных выдавок в теплообменных трубах 4, имеющих форму призм 8, а опорные 6 и запирающие 7 элементы выполнены в виде внутреннего и наружного кольцевых бандажей. Стенки призм 8 могут быть снабжены впадинами 9 и канавками 10.

Призмы в общем случае могут иметь любую форму, например ромбовидную. В случае, когда межтрубное пространство в месте установки трубной решетки должно быть уплотнено, призмы могут иметь различные опорные (наружные) поверхности - плоские, выпукло-вогнутые и другие. Собранные и прижатые между собой наружными поверхностями призм трубы образуют промежуточные решетки 5. Прижим уплотняющих выступов снаружи осуществляется запирающим элементом 7 в виде охватывающего бандажа из сегментов, стягиваемых, например, болтами. С внутренней стороны трубного пучка устанавливается опорный элемент 6 также в виде кольцевого бандажа, прилегающего к поверхности призм внутреннего ряда труб.

Конструкция призм 8 на трубах 4 может быть различной. Используя методы щтампов- ки (импульсной, электрогидравлической, взрывной, магнитной и другие), можно осуществлять формообразование таких призм 8 на трубах, которые исключат необходимость их образования на всех трубах, а именно, призмы 8 могут быть выполнены в виде многогранников, вершины которых проходят через центр прилегающих к ним труб и снабжены впадинами 9 с радиусом, равным половине диаметра (радиусу) прилегающих к вершинам призм труб, а прилегающие к впадинам трубы выполнены без призм.

Призмы 8 на трубах 4 могут выполнять функцию интенсифицирующей поверхности в теплообмене между потоками, протекающими внутри и снаружи труб. Эту возможность можно реализовать созданием на стенках призм канавок 10, которые могут быть различной формы в зависимости от

физических свойств потоков теплоносителя внутри труб и в межтрубном пространстве. При этом торцовым поверхностям призм может придаваться форма, обеспечивающая условия максимального теплообмена через бо5 ковые и наружные поверхности уплотняющих выступов при перемещении теплоносителя по канавкам 10 за счет перепада давлений этого теплоносителя с разных сторон промежуточной трубной решетки.

Теплообменник работает следующим об0 разом.

Теплоноситель с повышенной температу рой через коллекторы проходит по трубам 4, передавая тепло стенкам труб и призмам 8. Снаружи (в межтрубном пространстве) теп5 лообменника пучок омывается, например, через боковой патрубок в кожухе 1 поперек потоку теплоносителя внутри труб. Этот поток отклоняется промежуточными трубными решетками, формируя поперечное (или перекрестное) обтекание труб теплоносителем с

0 пониженной температурой, которое благодаря нескольким промежуточным трубным решеткам соверщается в несколько встречных или перекрестных ходов.

При обтекании теплоносителем межтрубного пространства в пучке с разных сто5 рон каждой промежуточной решетки создается разность давлений, при которой часть потока теплоносителя направляется через созданные между призмами на их наружной поверхности канавки 10, осуществляя теплообмен по всей длине труб, т.е. и на участ ках, занятых призмами 8. Таким образом, в теплообмене потоков теплоносителей внутри и снаружи труб участвует вся длина труб.

Формула изобретения

5 1- Теплообменник, содержащий размещенные в кожухе трубные доски, пучок теплообменных труб, дистанционированных с помощью промежуточных трубных рещеток, включающих опорные, запирающие и размещенные между ними уплотняющие элемен0 ты, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, уплотняющие элементы выполнены в виде наружных выдавок в теплообменных трубах, имеющих форму призм, а опорные и запирающие элементы - в виде внутреннего и наружного кольцевых бан5 дажей.

2. Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что стенки призм снабжены впадинами под сменные трубы.

3.Теплообменник по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что стенки призм снабжены канавками.

4.Способ изготовления теплообменника

путем закрепления труб в трубных досках 5 водят импульсным давлением, а после оби локальной раздачи труб в равноудаленных местах от трубных досок до упругоразования выдавок производят их опрессов- ку с приданием им формы призм.

Ч- .

,

напряженного состояния материала труб с получением наружных выдавок, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, локальную раздачу труб произразования выдавок производят их опрессов- ку с приданием им формы призм.

Изобретение относится к энергетике. Цель изобретения - повышение надежности. Пучок теплообменных труб (ТТ) 4 дис- танционирован с помощью промежуточных трубных решеток. Последние включают уплотняющие элементы (Э), размешенные между опорными Э 6 и запирающими Э 7, которые выполнены в виде внутреннего и наружного кольцевых бандажей. Уплотняющие Э выполнены в виде наружных выдавок в ТТ 4, имеющих форму призм. Стенки последних м.б. снабжены впадинами под смежные трубы и канавками. Изготовление теплообменника производят путем закрепления ТТ 4 в трубных досках 2 и 3 и локальной раздачи ТТ4 в равноудаленных местах от трубных досок до упругонапряженного состояния материала ТТ 4 с получением наружных выдавок. Локальную раздачу ТТ 4 производят импульсным давлением, а после образования выдавок производят их опрес- совку с приданием им формы призм. Поток теплоносителя (Т) с повышенной т-рой протекает внутри ТТ 4. Поток Т с пониженной т-рой поступает в межтрубное пространство-через боковой патрубок. Этот поток Т отклоняется промежуточными трубными решетками и совершает несколько ходов. При обтекании Т межтрубного пространства в пучке с разных сторон каждой решетки создается разность давлений, при которой часть потока Т направляется через созданные между призмами на их наружной поверхности канавки. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 13 ил. сл со ю о О5 со сд

фиг. 2

Ач

фи&.ЧА-А

фи.5

Б-S

8

О

фиг. в

фиг. 7

ери г.9

5

L

(риг.10

В-В

цзиг.П

фиг. 7J

Составитель В. Косенко

Редактор М. ПетроваТехред И. ВересКорректор С. Черни

Заказ 2648/43Тираж 611Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4