Способ крепления тепловых труб в трубной доске теплообменника Советский патент 1991 года по МПК B21D39/06 F28F9/16 

Фиг. 2

Изобретение относится к способам . закрепления труб в Трубной доске теплообменного аппарата и может быть использовано в стационарной и транспортной энергетике.

Целью изобретения является повышение надежности соединения.

На фиг.1 изображена схема соедиувеличивая прочность соединения. С обеих сторон отверстия предусматриваются фаски, которые также заполняются материалом трубы и обусловливают появление осевых остаточных напряжений вследствие сокращения трубы при рабочем давлении, которое ниже предельного, возникающего при

Изобретение относится к технологии крепления тепловых труб в трубной доске теплообменного аппарата и может быть использовано в стационарной и транспортной энергетике. Цель изобретения - повышение надежности соединения. Способ осуществляют следующим образом. Заполненные теплоносителем и вакуумированные тепловые трубы (Т) 1 вводятся в отверстия трубной доски 3 без зазора, и в таком виде вся теплообменная часть помещается в нагревательную печь, где нагревается до температуры пластической деформации материала Т 1 за счет внутреннего давления, возникающего при нагревании Т 1 до температу- ры выше рабочей. 2 ил. (Л

нения тепловых труб с трубной доской, JQ сборке, и таким образом создается общий вид; на фиг.2 - узел соединения.

Сущность способа заключается в следующем.

Окончательно собранные тепловые трубы 1, заполненные жидкостью - теп- 15 ряжений в районе крепления.

дополнительный разрез плотности со динения, т.е. герметичность соедин ния обеспечивается за счет радиаль ных, а также осевых остаточных нап

лоносителем 2 и герметизированные, устанавливают с зазором в отверстия трубной доски 3, а затем подвергают нагреву до температуры (превышающей рабочую и вызывающую пластическое деформирование трубы), определяемой из Формулы Г - . .. 41

чцгр

212

Ч

где С предел текучести материала

трубы, (МПа);

S - толщина стенки трубы, мм d ср - средний диаметр трубы, мм Потребная температура нагрева тепловой трубы определяется следующ образом. Зависимость между температрой насыщения жидкости Тн и давлени Ри определяется из известной формул

t 1 ПО °г L н i ии ,, , ь.

Зависимость между предельным давлением, вызывающим появление пластических деформаций трубы и ее размерами определяется по формуле теории пластичности

Р 200CL --dcP

1 Решая совместно эти уравнения, получают зависимость для определе- ния необходимой температуры сборки соединения

с t 212JCT--- - ,

1 аср В результате нагрева давление

внутри герметичной тепловой трубы увеличивается вследствие испарения жидкости 2, труба деформируется пластически в радиальном и осевом направлениях и плотно прижимается к стенкам отверстия в трубной доске, формируя неразъемное соединение. Отверстия в трубной доске 3 могут быть выполнены с кольцевой канавкой, которая заполняется материалом раздающей трубы,

сборке, и таким образом создается

ряжений в районе крепления.

дополнительный разрез плотности соединения, т.е. герметичность соединения обеспечивается за счет радиальных, а также осевых остаточных напОдновременно со сборкой производится испытание тепловых труб, Так как давление при сборке выше рабочего. Разрушение тепловой трубы контролируется при внешнем осмотре. Качество соединения - известным способом.

Пример. Требуется определить температуру нагрева для сборки трубы d 29 мм; S 5 мм; dcp 24 мм из

стали 20, GT 220 МПа с трубной доской. Подставляя исходные данные в формулу ( 3), получают

Г 2l2-J(IT-- 550°С.

ср

Если нагрей тепловых труб производится совместно с трубной доской, например, в печи, то в формулу (3) необходимо подставить (JT - предел текучести при заданной температуре.

Эта задача решается с двух-трех попыток методом последовательных приближений, добиваясь, чтобы, (J соответствовал температуре нагрева. Данные о пределе текучести при заданной температуре известные.

Задаваясь в первом приближении несколько меньшим значением t 450 С, когда G - 96 МПа, получают

у ( - . i

t 212

«lr. S

1 аср

448°С,

что соответствует примерно выбранному значению GT.

Использование предлагаемого способа закрепления тепловых труб в трубной доске позволяет снизить трудоемкость изготовления теплообмен- ника за счет отсутствия операций

удаления пробок заполнителя и совмещения операций сборки и испытаний тепловых труб. Кроме того, уменьшается доля ручного труда.

516

Формула изобретения

Способ крепления тепловых труб в трубной доске теплообменника, включающий помещение в полость тепловой трубы объемно-расширяющегося заполнителя, установку трубы с заполнителем в трубную доску, соединение тепловой ТрубЫ С ТрубНОЙ ДОСКОЙ путем

пластического деформирования стенок трубы при совместном нагреве тепло- вой трубы и трубной доски, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности соединения, в

1

качестве объемно-расширяющегося заполнителя используют теплоноситель теплообменник аппаратов, которым тепловые трубы предварительно заполняют, затем вакуумируют и гермети- тизируют, а температуру совместного нагрева определяют по формуле

H tkjF

1 аср

предел текучести материала

трубы, МПа;

толщина стенки трубы, мм; средний диаметр трубы, мм.

ФигЛ