Теплообменник Советский патент 1991 года по МПК F28D7/02 

Изобретение относится к теплообмен- ным аппаратам и может быть использовано преимущественно в криогенных системах и установках с теплообменниками змеевико- воготипа.

Цель изобретения - интенсификация теплообмена путем равномерного распределения потока межтрубной среды при расположении патрубка ее ввода в нижней части корпуса.

На фиг. 1 изображен теплообменник, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг.1.

Теплообменник содержит вертикальный корпус 1 с патрубками 2 и 3 ввода и вывода межтрубной среды и секции 4-8 зме- евиковых труб, навитых на сердечник 9, размещенные в корпусе 1 одна над другой и подключенные к патрубкам 10 и 11 и патрубками 12-15 соответственно ввода и вывода трубной среды.

Между смежными секциями 4 и 5 на сердечнике 9 закреплена собирающая перфорированная труба 16, входной конец которой установлен относительно корпуса 1 с зазором, а выходной конец 18 закреплен в последнем. При этом сумма площадей перфорации и проходного сечения 19 трубы 16 в зоне ее крепления на сердечнике 9 не меньше площади проходного сечения каж- дого из ее концов 17 и 18.

Выходной конец 18 трубы 16 может быть соединен с межтрубным пространством над секцией 5 с помощью трубопровода 20 (показан пунктиром). Между периферий- ными трубами по меньшей мере секций 4 и 5 и корпусом 1 размещены кольцевые заглушки 21 и 22, причем верхняя секция 5 выполнена с наружным диаметром DI, меньшим диаметра D2 нижней секции 4. При этом каждая секция труб теплообменника может быть заключена в цилиндрическую обечайку.

Теплообменник работает следующим образом.

Через патрубок 2 в межтрубное пространство подается охлаждающая среда, а через патрубки 10 и 11 в трубы поступает теплоноситель.

При движении межтрубной среды гид- равлическое сопротивление ее потоку перед секцией 5 возрастает за счет сужения проходного сечения и становится больше

сопротивления собирающей трубы 9. что позволяет часть этого потока через перфорацию в трубе 9 и ее открытый.конец 17 вывести из корпуса и использовать для других целей. Подсос в трубу 9 через перфорацию по ее длине обеспечивает равномерное распределение межтрубной среды по каналам между трубами секций 4, что интенсифицирует в ней теплообмен,

Выведенная из корпуса 1 часть потока межтрубной среды может быть введена в него через трубопровод 20 над секцией 5. При этом она смешивается с основным потоком межтрубного пространства, дополнительно турбулизируя его. Охлажденная до определенных температур трубная среда через соответствующие патрубки выводится из аппарата.

Теплообменник предлагаемой конструкции обеспечивает эффективный теплообмен при уменьшении поверхности теплообмена и металлоемкости.

Формула изобретения

1.Теплообменник, содержащий вертикальный корпус с патрубками ввода и вывода рабочих сред и секциями змеевиковых труб, навитых на сердечник, размещенными по высоте корпуса одна над другой, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена путем равномерного распределения потока межтрубной среды при расположении патрубка ее ввода в нижней части корпуса, он снабжен собирающей перфорированной трубой, закрепленной на сердечнике между двумя смежными секциями и кольцевыми заглушками, размещенными между периферийными трубами, по меньшей мере каждой из упомянутых двух секций и корпусом, причем выходной конец трубы закреплен в корпусе, а входной расположен относительно последнего с зазором, при этом сумма площадей перфораций и проходного сечения трубы в зоне ее крепления на сердечнике не меньше площади проходного сечения каждого из ее концов, а верхняя из этих двух секций выполнена с наружным диаметром, меньшим диаметра нижней.

2.Теплообменник по п. 1,отличающий с я тем, что он снабжен трудопрово- дом, соединяющим выходной конец собирающей трубы с межтрубным пространством над верхней из упомянутых двух секций.

Изобретение относится к теплообмен- ным аппаратам и может быть использовано преимущественно в криогенных системах и установках с теплообменниками змеевико- вого.типа. Интенсификация теплообмена путем равномерного распределения потока межтрубной среды при расположении патрубка 2 ее ввода в нижней части корпуса 1 обеспечивается расмещением.между секциями 4 и 5 собирающей перфорированной трубы 16, закрепленной на сердечнике 9. При этом ее входной конец 17 расположен относительно корпуса 1 с зазором, а выходной конец 18 закреплен в нем, причем сумма площадей перфорации и проходного сечения трубы 16 в зоне ее крепления на сердечнике 9 не меньше площади проходного сечения каждого из ее концов. Секция 5 имеет наружный диаметр DI, меньший диаметра D2 нижней секции 4, а между периферийными трубами обеих секций и корпусом 1 размещены кольцевые заглушки 21 и 22. При работе аппарата гидравлическое сопротивление перед секцией 5 становится больше сопротивления трубы 16 и часть потока межтрубной среды подсасывается в нее и выводится из корпуса, причем подсос, равномерный по диаметру секции 4, обеспечивает и равномерное распределение межтрубной среды по каналам между трубами секции 4, интенсифицируя тем самым теплообмен. Через трубопровод 20 поток может быть возвращен в корпус 1 над секцией 5. 1 з.п.ф-лы, 2 ил. С/ с

Фив. 2