Кожухотрубный испаритель Советский патент 1992 года по МПК F25B39/00 

Изобретение относится к холодильной технике и может быть использовано в аммиачных холодильных установках.

Известен кожухотрубный испаритель для охлаждения жидкого теплоносителя, состоящий из горизонтального цилиндрического корпуса с приваренными к нему трубными решетками с пучком теплообменных труб, развальцованных в этих решетках.

Однако экран, организующий внутреннюю циркуляцию хладагента, имеет сложную конструкцию, трудно выполнимую технологически, и выполнен из плоского листового материала, который не имеет достаточной жесткости. Для создания жесткости

требуется введение дополнительных ребер. Кроме того, на верхних рядах труб теплообменного пучка, работающих в паровой зоне, не предусмотрено никакой интенсификации теплообмена.

Известен кожухотрубный испаритель, состоящий из горизонтального цилиндрического корпуса с приваренными к нему трубными решетками и теплообмёнными трубами, развальцованными в них.

Недостатком этого испарителя является раздвоение потока внутренней циркуляции относительно вертикальной оси, что уменьшает интенсивность внутреннего потока циркуляции из-за возникновения в потоке

VI

4 О

ON

GO

застойной срединной зоны по вертикальной оси аппарата.

Целью изобретения является повышение эффективности теплообмена кожухот- рубного испарителя, а также уменьшение металлоемкости и трудоемкости.

Для этого в предлагаемом кожухотруб- ном испарителе, состоящем из горизонтального цилиндрического корпуса с приваренными к нему трубными решетками и теплообменными трубами, развальцованными в них, образующими теплообменный блок, эксцентрично расположенный относительно вертикальной оси аппарата так, что с противоположной стороны между внут- ренней стенкой корпуса и теплообменным лучком образуется свободное пространство, нижняя часть свободного пространства до горизонтальной оси аппарата отделяется от теплообменного пучка экраном из гоф- рированного листового материала с перпендикулярно расположенными к оси теплообменник труб продольными гофрами с внешним радиусом гофр, обращенных к теплообменному пучку, равным 2-3 толщи- нам листового материала, внутренними ра- диусдми гофр экран прижат вплотную к крайнему боковому ряду теплообменных труб, а по верхнему ряду теплообменных труб расположен аналогичный гофрирован- ный экран, образующий со стороны свободного пространства щель и плотно примыкающий к обечайке с другой стороны.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что данный кожухотрубный испаритель отличается тем, что образующееся свободное от труб пространство отделяется от трубного пучка экраном из гофрированного листового материала с перпендикулярно расположенными к оси труб продольными гофрами с внешним радиусом гофр, обращенных к теплообменному пучку, равным 2-3 толщинам листового материала. причем внутренними радиусами гофр экран прижимают к ближайшему крайнему ряду теплообменных труб, что обеспечивает необходимую жесткость экрана и внешнюю, а также и внутреннюю циркуляцию теплоносителя вдоль гофр перпендикулярно тепло- обменным трубам. По верхнему ряду теплообменного пучка также расположен гофрированный экран, плотно прижатый к теплообменным трубам острыми кромками гофр с малыми радиусами с перпендикулярным расположением гофр,к теплообменным трубам, образуя с одной стороны свободного пространства щель для выхода газообразного хладагента из испарителя, а с другой стороны плотно примыкая к обечайке. Таким образом, заявляемое устройство

соответствует критерию изобретения новизна.

При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие данное изобретение от прототипа, не были выявлены, что обеспечивает данному техническому решению соответствие критерию существенные отличия.

На фиг.1 изображен предлагаемый кожухотрубный испаритель; на фиг.2 - сечение А-Ана фиг.1,

Предлагаемый испаритель содержит цилиндрический корпус 1 с приваренными к нему трубными решетками 2. С торцов испаритель закрыт крышками 3 и 4. Крышка 3 имеет патрубок 5 для входа и патрубок 6 для выхода теплоносителя. В трубных решетках 2 закреплен пучок теплообменных труб 7. В верхней части корпуса 1 имеется патрубок 8 для отвода паров хладагента, а в нижней части корпуса 1 установлен патрубок 9 для подачи жидкого хладагента в испаритель. Между корпусом 1 и теплообменным пучком, эксцентрично размещенным относительно вертикальной оси корпуса, образуется свободное от теплообменных труб пространство 10. Трубное пространство отделено от свободного пространства гофрированным экраном 11 из листового материала с гофрами, расположенными перпендикулярно оси теплообменных труб 7. Сверху трубный пучок накрыт аналогичным экраном 12 также с перпендикулярно расположенными гофрами по отношению к осям теплообменных труб. Верхний экран 12 установлен так, что со стороны свободного пространства 10 обеспечивается щель для выхода паров газообразного агента, а с другой стороны экран вплотную подходит к обечайке.

Испаритель работает следующим образом.

В процессе кипения хладагента в межтрубном пространстве из-за эксцентричного расположения теплообменного блока в свободном пространстве со стороны выхода из теплообменного блока создается внешний контур циркуляции жидкого хладагента с направлением потока жидкости вниз. Опускаясь на дно аппарата, жидкость поступает снизу в теплообменный блок,,где снова кипит за счет теплообмена с теплоносителем, и парожидкостная смесь поднимается вверх с общим направлением к выходу из теплообменного блока. При выходе из блока жидкость, как более тяжелая составляющая, выделяется из парожидкостной смеси и опускается, а паровая фаза поднимается и выродит из испарителя в щель между

горизонтальным экраном и корпусом, делая при этом поворот на 180°, что также способствует лучшему отделению пара от жидкого хладагента, Гофрированный профиль верхней перегородки обеспечивает равномер- ное продвижение парожидкостной смеси под ней в сторону свободного пространства и к выходу из испарителя, а на внешней Стороне перегородки выпавшая из нее жидкость стекает в ложбинках гофр снова в теп- Пообменный блок также равномерно, не Создавая помехи движению пара.

Создание такого кожухотрубного испарителя позволяет улучшить теплотехнические характеристики подобных аппаратов, уменьшить их вес и расход дефицитной бесшовной трубы

Формула изобретения Кожухотрубный испаритеяь, состоящий из горизонтального цилиндрического корпуса с приваренными к нему трубными решетками и теплообменными трубами, развальцованными в них, образующими теплообменный блок, эксцентрично распо-

ложенный относительно вертикальной оси аппарата так, что с противоположной стороны между внутренней стенкой корпуса и теплообменным пучком образуется свободное пространство, отличающийся тем, что, счелью повышения эффективности теплообмена и снижения металлоемкости, он дополнительно снабжен двумя экранами из гофрированного материала, нижняя часть свободного пространства до горизонтальной оси аппарата отделяется от теплооб- менного пучка первым экраном из гофрированного листового материала с перпендикулярно расположенными к оси теп- лообменных труб продольными гофрами с внешним радиусом гофр, обращенных ктеп- лообменному пучку, равным 2-3 толщинам листового материала, причем внутренними радиусами гофр экран прижат вплотную к крайнему боковому ряду теплообменных труб, а по верхнему ряду теплообменных труб расположен второй экран, образующий со стороны свободного пространства щель и плотно примыкающий к обечайке с другой стороны.

Изобретение относится к холодильной технике и может быть использовано в аммиачных холодильных установках. В кожухот- рубном испарителе образующееся свободное от труб пространство 10 отделяется от трубного пучка экраном 11 из гофри- рованного листового материала с перпендикулярно расположенными к оси труб продольными гофрами с внешним радиусом гофр, обращенных к теплообменно- му пучку, равным 2-3 толщинам листового материала. Внутренними радиусами гофр экран прижимается к ближайшему крайнему ряду теплообменных труб 7, что обеспечивает необходимую жесткость экрана 11 и внешнюю, а также внутреннюю циркуляцию теплоносителя вдоль гофр перпендикулярно теплообменным трубам 7. По верхнему ряду теплообменного пучка также расположен гофрированный экран 12, плотно прижатый к теплообменным трубам 7 острыми кромками гофр с малыми радиусами, с перпендикулярным расположением гофр к теплообменным трубам 7, образуя с одной стороны свободного пространства щель для выхода газообразного хладагента из испарителя и с другой стороны плотно примыкая к обечайке. 1 с.п.ф-лы, 2 ил. со с

Фиг.1

Ось аппарата

А-А

Ю

Ось трудного пучка