ВХОДНАЯ КАМЕРА ТЕПЛООБМЕННИКА Советский патент 1995 года по МПК F28F9/00 

Изобретение относится к теплоэнергетике, может быть использовано в теплообменниках, применяемых в энергетической и химической промышленности, и является усовершенствованием входной камеры теплообменника, описанной в авт. св. N 1591606, которая содержит корпус, снабженный патрубками ввода межтрубной среды и охватывающий трубный пучок, кольцевой гофрированный экран с отверстиями, которые расположены на стенках гофров преимущественно в зоне их вершин, обращенных к корпусу.

Выступы гофров экрана расположены параллельно трубам пучка.

Недостатком известной конструкции является наличие большого гидравлического сопротивления движению межтрубной среды, что приводит к возможным различным скоростям выхода среды из отверстий экрана, приводящее к возможной вибрации труб экрана, что снижает надежность теплообменника.

Кроме того, конструкция камеры имеет ограниченную возможность смешивания различных по температуре входящих через патрубки потоков межтрубной среды, что ухудшает эксплуатационные характеристики теплообменника.

Целью изобретения является повышение надежности путем снижения вибрации труб и улучшение перемешивания межтрубной среды.

Цель достигается тем, что гофры на кольцевом экране выполнены под углом к трубам.

По вариантам исполнения предлагается: что гофры на кольцевом экране перпендикулярны трубам; что гофры на кольцевом экране расположены по винтовой линии; что кольцевой экран выполнен в виде набора коаксиальных экранов, установленных относительно друг друга с зазором; что кольцевой экран выполнен в виде усеченного конуса и что патрубки ввода межтрубной среды расположены тангенциально к корпусу.

На фиг. 1 изображена входная камера теплообменника, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - узел 1 на фиг.1; на фиг.4 - вариант выполнения кольцевого гофрированного экрана в виде набора коаксиальных экранов; на фиг. 5 - вариант тангенциального расположения патрубков ввода межтрубной среды; на фиг.6 - вариант выполнения кольцевого гофрированного экрана в виде усеченного конуса.

Входная камера теплообменника содержит корпус 1, снабженный патрубками 2 ввода межтрубной среды и охватывающий трубный пучок 3 с зазором, в котором установлен кольцевой гофрированный экран 4. Экран 4 может быть выполнен, в частности, из линз, соединенных между собой с образованием углов и образующих стенки 5 гофров и жестко закреплены по торцам с корпусом 1. Кроме того, экран может быть выполнен из стандартного углового проката с помощью навивки и сварки между собой.

В стенках гофров 5 преимущественно в зоне их вершин, обращенных к корпусу 1, выполнены отверстия 6, которые могут быть смещены относительно друг другу.

Для уменьшения скорости струй и выравнивания потока межтрубной среды отверстия 6 могут иметь диаметр, изменяющийся по высоте экрана, а перфорация экрана может быть выполнена неравномерной по его периметру.

При работе теплообменника межтрубная среда подается через патрубки 2 во входную камеру и, проходя через отверстия 6, равномерно распределяется по периферии трубного пучка 3. При этом происходит дробление потока и за счет выполнения отверстий 6 на стенках 5 гофров, расположенных под углом к трубному пучку 3, исключается прямое попадание струй на трубы пучка 3. Кроме того, среда, выходя из отверстий 6, имеет скорость, пониженную действием диффузорного эффекта, обусловленного расположением смежных стенок 5 гофров под углом друг к другу, что уменьшает возникновение вибрации труб пучка.

При подаче в корпус 1 межтрубной среды через патрубки 2 с разной температурой, она закручивается при помощи экрана 4, при этом более холодная среда (большим удельным весом) при движении отбрасывается к внутренней стенке корпуса 1 и поднимается, контактируя с более горячими струями межтрубной среды и нагревается от теплопередачи, снижая перепад температур. Кроме того, вершины гофров выполняют роль отбойных листов, что также повышает смешиваемость потоков путем их турбулизации.

Для улучшения перемешивания среды при одновременном уменьшении скорости выхода среды из отверстий 6 предлагается выполнение экрана 4 с вершинами гофров, расположенных по винтовой линии (не показана), а патрубки 2 ввода межтрубной среды установить тангенциально по отношению корпуса 1. Кроме того, для лучшего выравнивания температуры входящих потоков, а также снижения скорости среды при выходе из отверстий 6 предлагается установка экрана, выполненного в виде набора коаксиальных экранов, установленных относительно друг друга с зазором.

Выполнение гофрированного экрана 4 в виде усеченного конуса позволяет путем сжатия лучше смешивать потоки межтрубной среды, поступающих с разной температурой и обеспечивать равномерный выход среды из отверстия 6 экрана 4.

Конструкция входной камеры обеспечивает уменьшение вибрации труб пучка, повышая тем самым надежность теплообменника, а также повышает эксплуатационные характеристики теплообменника за счет возможности лучшего смешивания потоков межтрубной среды, входящих с различными температурами. Предлагаемое техническое решение можно использовать при подаче в межтрубное пространство одной среды.

Кроме того, гофрированный экран компенсирует температурные напряжения и не оказывает больших напряжений на внутрикорпусные устройства и корпус.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в теплообменниках, применяемых в энергетической и химической промышленности. Цель изобретения - повышение надежности путем снижения вибрации труб и улучшения перемешивания межтрубной среды. Входная камера содержит корпус 1 с патрубками 2 и кольцевой гофрированный экран 4, гофры которого расположены под углом к трубам 3. В вариантах исполнения гофры могут быть перпендикулярны трубам или располагаться по винтовой линии, а сам экран 4 может быть образован набором коаксиальных экранов, установленных относительно друг друга с зазором, или иметь форму усеченного конуса. Патрубки 2 установлены тангенциально к корпусу 1. При работе теплообменника конструкция входной камеры обеспечивает уменьшение вибрации труб и улучшает перемешивание сред с разной температурой, кроме того гофры служат компенсаторами температурных напряжений. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. ВХОДНАЯ КАМЕРА ТЕПЛООБМЕННИКА по авт. св. N 1591606, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности путем снижения вибрации труб и улучшения перемешивания межтрубной среды, гофры на кольцевом экране выполнены под углом к трубам. 2. Камера по п.1, отличающаяся тем, что гофры на кольцевом экране перпендикулярны трубам. 3. Камера по п.1, отличающаяся тем, что гофры на кольцевом экране расположены по винтовой линии. 4. Камера по п.1, отличающаяся тем, что кольцевой экран выполнен в виде набора коаксиальных экранов, установленных относительно друг друга с зазором. 5. Камера по п.1, отличающаяся тем, что кольцевой экран выполнен в виде усеченного конуса. 6. Камера по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительными патрубками ввода межтрубной среды и все патрубки расположены тангенциально к корпусу.