Теплообменник Советский патент 1992 года по МПК F28D7/00 

ных между стенками и змеевиками 6, и отражателя 10, расположенного в зоне фланца 2. Корпус 1 снабжен съемной крышкой 5, установленной с возможностью поворота на 180°, к которой прикреплены коллекторы

7 и 8. Змеевики 6 выполнены съемными и сгруппированы в пакеты. Между пакетами змеевиков 6 установлены полые стержни 16 со съемными форсунками, сообщенные с входным коллектором 7. 6 ил.

-Изобретение; относится к теплообмен- ным аппаратам. Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности. Теплообменник содержит корпус 1 прямоугольного сечения с фланцами 2 и 3 для г подвода и отвода теплоносителя, установленные внутри корпуса 1 змеевики 6, подключенные, к входному 7 и выходному 8 коллекторам охлаждающей среды, и устройство для защиты стенок корпуса 1, выполненное в виде экрана 9 из ряда труб, соединенных перемычками и расположен .- S. . ,:: ;. ...- XI го J ю Оч

Изобретение относится к теплообмен- ным устройствам и может быть применено в экспериментальных установках.

Известен теплообменник, содержащий кожух с закрепленным в трубных решетках пакетом теплообменных труб, установленным в дополнительную обечайку.

Недостатком теплообменника является то, что вследствие малой турбулентности потока из-за использования прямых тепло- обменных труб и отсутствия защиты стенок и входного фланца от воздействия высокотемпературного теплоносителя стенки и входной фланец прогорают, кроме того, оно имеет только один режим теплообмена ввиду невозможности менять форму и количество труб.

Известен теплообменник, содержащий цилиндрический корпус с патрубками подвода газожидкостной смеси, охлаждающей жидкости, отвода ее и отдельно газа, размещенную в корпусе с зазором центральную трубу со спиральными канавками, причем патрубки подвода и отвода охлаждающей жидкости соединены с зазором между трубой и корпусом, установленное в нижней части корпуса под трубой сепарационное устройство с входной конической поверхностью, кроме того, теплообменник снабжен выполненными на внутренней поверхности трубы, начиная с середины в направлении сепарационного устройства, продольными канавками Т-образного поперечного сечения, а спиральные канавки выполнены с Г- образным поперечным сечением и на торце трубы со стороны сепарационного устройства выполнена фаска.

Недостатком теплообменника является то, что ядро потока теплоносителя практически имеет ламинарное течение, что значи- тельно снижает теплосъем, кроме того, конструкция с охлаждением стенки водой обладает большой трудоемкостью при изготовлении и восстановлении его.

Известен теплообменник, который содержит расположенные в проходном канале теплоносителя змеевики из металлических труб, подключенные к раздающему и собирающему коллекторам

хладоносителя, причем один из каждой пары змеевиков имеет витки, чередующиеся с витками другого змеевика, и выполнен подвижным поперек потока теплоносителя,

при этом концы его крайних витков подключены к промежуточным коллекторам, телескопически соединенным с раздающим и собирающим коллекторами хладоносите- ля.

Недостатлом известного теплообмен-, ника является то, что конструкция с телескопическим устройством, охлаждающими стенками корпуса и установкой змеевиков внутри его трудоемка при изготовлении.

эксплуатации и ремонте.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности.

Корпус выполнен из стального листового проката и защищен от прогара экраном,

установленным в корпусе между его стенками и змеевиками и выполненным из металлических труб с установленными между соседними трубами экрана перемычками. Выполнение корпуса сварным из листового

проката упрощает технологию и удешевляет изготовление конструкции.

Экран может свободно перемещаться между боковыми стенками и змеевиками от тепловой деформации, так как он выполнен

из трубного и листового проката, а в верхней части не закреплен, что гарантирует его надежную работу вместе с теплообменником весь срок службы.

Ввиду того, что стенка корпуса известного, выполненная охлаждаемой, быстро выходит из строя из-за деформации от температурного воздействия потока (дают трещины и текут сварные швы, при прогаре

очень сложен ремонт), выполнена из деталей с большой трудоемкостью изготовления и имеет сложную технологию сзарки, предлагаемый теплообменник устраняет эти недостатки, значительно повышает надежность и ресурс работы.

Экран в поперечном сечении имеет форму перевернутой на 180° буквы П, закреплен на дне корпуса и установлен в промежутке между дном и боковыми стенками

с одной стороны и змеевиками с другой, что позволяет предохранить стенки от прогара. Фланец защищен от температурного воздействия теплоносителя отражателем прямоугольной формы, выполненным из металлической трубы с приваренными металлическими полосками, образующими отражающую поверхность. Отражатель закреплен на дне корпуса и охватывает по периметру внутреннюю поверхность фланца. Таким образом, устройство для защиты корпуса выполнено в виде экрана из ряда труб, соединенных перемычками и расположенных между стенками и змеевиками, и отражателя, расположенного в зоне фланца для подвода теплоносителя. Съемная поворотная крышка с прикрепленными к ней змеевиками имеет четыре опоры и легко снимается. Две из четырех опор являются направляющими, которые позволяют значительно сократить время установки на место, обеспечить сохранность медных труб с хла- доносителем и поворот крышки на 180°, что позволяет быстро менять два основных режима теплообмена, так как при повороте крышки полые охлаждаемые стержни со съемными форсунками меняют свое расположение от входа теплообменника к выходу и обратно, при условии подачи в полость теплообменника через форсунки хладоно- сителя.

Конструкция форсунок может быть любого типа (шнековая, центробежная и другая) при любом методе крепления, если при этом форсунку можно .скрепить в гнезде стержня с возможностью ее снятия. При впрыскивании хладоносителя, например воды, через форсунки во внутреннюю полость теплообменника происходит существенное охлаждение потока теплоносителя за счет нагрева и испарения воды. Внутренний диаметр форсунок и их количество определяется опытным путем в зависимости от требуемого расхода. Количество змеевиков в крышке меняется в зависимости от требуемого режима теплообмена, причем на место снятых змеевиков устанавливаются заглушки.

На фиг, Т показан теплообменник, продольный разрез, на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1; на фиг. 4 сечение В-В на фиг.1; на фиг. 5 - сечение D-D на фиг. 3; на фиг. 6 - сечение Г-Г на фиг. 3.

Теплообменник содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 торцовыми фланцами и фланцем 4 сверху, крышку 5 с присоединенными к. ней змеевиками 6, подключенными к входным 7 и выходным 8 коллекторам хладоносителя и расположенным в проходном канале теплоносителя. В

корпусе 1 между его стенками и змеевиками 6 установлен экран 9. Фланец 2 со стороны входа теплоносителя имеет трубчатый отражатель 10 прямоугольной формы с привар5 ными полосами, установленный на дне корпуса 1, охватывающий по периметру внутреннюю поверхность фланца 2. Крышка 5 имеет четыре опоры, две 11 из которых нефиксирующие и две фиксирующие, одна с

0 полным профилем 12, другая с неполным профилем 13, спаренные с направляющими 14 и 15, последние установлены на боковых поверхностях корпуса 1. После крайнего пакета змеевиков к крышке 5 закреплены по5 лью охлаждаемые стержни 16 со съемными форсунками 17. Экран 9 и отражатель 10 соединены с напорным 18 и сливным 19, колл.екторами посредством шлангов 20 и 21. Теплообменник установлен на раме 22.

0 Вместо снятых змеевиков 6 устанавливаются заглушки 23.

Теплообменник выполнен сварным из стального листового проката. Экран 9 и

5 отражатель 10 выполнены съемными и защищают фланец 2 и корпус 1 от влияния высокотемпературного теплоносителя, выполнены из трубы и листового проката, поэтому сохраняют работоспособность при

0 изменении геометрии в рабочем режиме. Змеевики 6 выполнены съемными из медной трубы с ребрами или без ребер. После снятия змеевиков в местах их крепления устанавливаются заглушки 23.

5 Наличие у крышки 5 четырех опор 11-13 позволяет фиксировать крышку при повороте на 180°, обеспечивает простоту сборки и разборки крышки с корпусом, гарантирует сохранность змеевиков и позволяет

0 ставить крышку на опоры отдельно от корпуса, что значительно упрощает установку и съемку змеевиков. Рама 22 выполнена сварной из швеллера и листового проката.

5

Теплообменник работает следующим образом.

Перед началом эксплуатации в зависимости от заданного режима и параметров

0 теплоносителя устанавливается необходимое количество змеевиков б, в местах креплений снятых змеевиков - заглушки 23, в которых циркулирует хладоноситель через напорные 7 и сливные 8 коллекторы крыш5 ки, соединенные патрубками с напорным 18 и сливным 19 коллекторами. Хладоноситель также циркулирует в отражателе 10, предохраняющим фланец 2 от температурного воздействия входящего теплоносителя, и в экране 9, защищающим стенки корпуса 1 от

прогара. Отражатель 10 и экран 9 через шланги 20 и 21 соответственно соединены с напорным 18 и сливным 19 коллекторами.

Теплоноситель, проходя по газовому тракту теплообменника, омывает змеевики 6 и охлаждается, отдавая тепло хладоноси- тёлю. Дополнительно теплоноситель охлаждается, смешиваясь с хладоносителем, поступающим через съемные форсунки 17, установленные в полых охлаждаемых стержнях 16, которые при повороте крышки 5 на 180° переносятся от начала газового тракта теплообменника к его концу м обратно, тем самым создавая два заданных режима теплообмена.

Расход регулируется сменой форсунок 17. Охлажденный теплоноситель выходит из теплообменника через выходной фланец 3. Рама 22 служит для размещения оси теплообменника на нужном уровне.

Изобретение может быть использовано в экспериментальных установках. Внедрение теплообменника позволяет увеличить надежность и ресурс работы теплообменника.

Формула изобретения Теплообменник, содержащий корпус прямоугольного сечения с фланцами для подвода и отвода теплоносителя, установленные внутри корпуса змеевики, подключенные к входному и выходному коллекторам охлаждающей среды, и устройство для защиты стенок корпуса от прогара, отличающийся тем, что, с целью

повышения эксплуатационной надежности, корпус снабжен съемной крышкой, установленной с возможностью поворота на 180°, к которой прикреплены указанные коллекторы, змеевики сгруппированы в пакеты и

выполнены съемными, а устройство для защиты выполнено в виде экрана из ряда труб, соединенных перемычками и расположенных между стенками и змеевиками, и отражателя, расположенного в зоне фланца для

подвода теплоносителя, при этом между одним из периферийных пакетов змеевиков и смежным с ним пакетом установлены закрепленные на крышке полые стержни со съемными форсунками, сообщенные с входным коллектором охлаждающей среды.