Способ изготовления теплообменника Советский патент 1992 года по МПК F28F1/02 B01D53/06 

Изобретение относится к области теп- лообменной техники и может быть использовано в котлостроении, преимущественно для рекуператоров низкого давления газ- жидкость.

Известен способ изготовления теплообменника, включающий выполнение поперечно сребренных участков на трубных заготовках с промежутками между ними, для выполнения гибов, гибку сребренных трубных заготовок в змеевики и сборку теплообменника.

Известный с.пособ характеризуется высокой производительностью, однако он не позволяет изготавливать теплообменники высокой компактности и, соответственно, высокой тепловой эффективности.

Целью изобретения является повышение тепловой эффективности устройства, повышение компактности.

Цель достигается тем, что в способе изготовления теплообменника, включающем

выполнение на отдельных участках труб поперечного оребрения, гибку труб в зонах неоребренных участков с образованием плоских змеевиков и закрепление свободных концов труб в коллекторах для изготовления теплообменника используют трубы с толщиной стенки не менее 0,2 высотьГре- бра, а перед закреплением концов труб в коллекторах изогнутые участки труб обжимают в плоскости змеевика до размера, не

превышающего

dip + 2hp

, где dtp - диа

О

ел о

00

метр трубы;

hp - высота ребра.

Указанные отличия заявляемого объекта по сравнению с прототипом обеспечивают соответствие предложения по заявке критерию изобретения новизна.

Признаки, отличающие заявленное техническое решение от прототипа, имеют тесную взаимосвязь для достижения поставленной цели - повышения тепловой эффективности, повышения компактности,

Действительно, только при соблюдении указанного в формуле соотношения обеспечивается достаточно большая толщина стенки трубы, при которой, во-первых, при приварке поперечных ребер на внутренней поверхности трубы не образуются выступы в виде спиральных выдавок, во-вторых, сплющивание неоребренных участков оставляет возможность работы поверхности нагрева при приемлемых на практике давлениях теплообменивающихся сред.

Именно плоско-овальная форма поперечного сечения гибов дает возможность получать ее путем сплющивания в плоском штампе, а соотношение для величины Ь дает возможность сребренные участки шахматного пучка труб расположить с минимальным зазором между ребрами соседних труб, то есть максимально компактно.

Известна поверхность нагрева, в которой участки затеснения труб имеют диаметр, меньший диаметра основных прямых участков труб, чем обеспечиваются повышенные прочностные характеристики труб при вынужденном уменьшении их сечений в условиях ограниченности пространства в сравнении с трубами овального или плоскоовального поперечного сечения.

Однако, известный признак наличия на участках затеснения труб с диаметром меньшим, чем на основных прямых участках оправдан только для поверхностей нагрева с высокими давлениями теплообменивающихся сред. При низких давлениях предлагаемое заявленное решение является более технологичным и дает большую компактность с учетом достаточно низкого гидравлического сопротивления.

Поскольку анализ других аналогичных решений не.выявил известность использования отличительных признаков заявляемого объекта для достижения поставленных целей, можно сделать вывод о соответствии предложения по заявке критерию изобретения существенные отличия.

На графических материалах представлены; - на фиг. 1 общий вид устройства; - на фиг. 2 поперечный разрез устройства; - на фиг. 3 вид сверху теплообменных труб; - на фиг. 4 поперечный разрез участка гиба трубы; - на фиг. 5 схема обжима змеевика на прессе.

Ггзожидкостный теплообменник состоит из входного и выходного коллекторов 1 (фиг. 1), соединенных змеевиками 2 из теплообменных труб, снабженных поперечными ребрами 3.

Теплообменные трубы расположены в газоходе с поперечным шагом Si (фиг. 2) и продольным шагом S2. Высота поперечного ребра равна hp, шаг ребер SP (фиг. 3), диаметр теплообменных труб dip и толщина стенки оребряемой трубы 5Тр.

Поперечное сечение неоребренного участка трубы имеет плоско-овальную форму (фиг. 4) с минимальным размером сечения равным расстоянию между плоскими участками - Ь.

При приварке поперечного оребрения на трубе оставляют неоребренный участок 4 (фиг. 5), осуществляя затем гибку трубы на

180° по этому участку, получая U-образные сребренные змеевики. После чего гибы неоребренных участков 8 обжимают плоскими бойками на прессе до получения необходимой величины Ь.

Затем змеевики собирают в пакет с шахматным расположением сребренных прямых участков змеевиков, причем обжатые U-образные участки расположены вплотную друг к другу.

Для изготовления опытных образцов

была использована труба 042 х 4 мм, ст. 20. На трубе выполнено поперечное оребрение размером (Зр х hp х Sp, равным 1,3 х 15,5 х х 8 мм, причем выполнялось соотношение:

(5тр 4 мм 0,2hp 0,2 х 15,5 3,1 мм. Заготовки труб были согнуты на 180° по неоребренным участкам радиусом 85 мм, затем гибы были обжаты в плоском штампе на гидравлическом прессе усилием 100 тонн

до величины. Ь 32 мм.

Змеевики собраны в пакеты с поперечным шагом Si 76 мм и продольным шагом S2 85 мм. В то же время серийно изготавливаемый воздухо-водяной теплообменник

ВЕТО системы избыточного воздуха котла П-67 блока 800 МВт, работающий на воде давлением до 20 ат и выполненный из указанных труб, имеет поперечный шаг Si 86 мм.

при попытке приварить поперечное оребрение к трубе с толщиной стенки 5тр 3 мм, то есть при 5тр 3 мм 0,2; hp 0,2 х х 15,5 3,1 мм на внутренней поверхности трубы появились выступы в виде спиральных выдавок и с учетом обжима U-образной части змеевиков труба оказалась неработоспособной.

Как показали расчеты, при использовании предлагаемого технического решения

необходимая поверхность нагрева ВВТО сокращается на 20%, а габариты теплообменника по высоте уменьшаются на 50% при неизменном аэродинамическом сопротивлении.

Формула изобретения

Способ изготовления теплообменника, включающий выполнение на отдельных участках труб поперечного оребрения, гибку труб в зонах неоребренных участках с образованием плоских змеевиков и закрепление свободных концов труб в коллекторах, отличающийся тем, что, с целью повышения компактности, используют трубы с толщиной стенки не менее 0,2 высоты ребра, а перед закреплением концов труб в коллекторах, изогнутые участки труб обжимают в плоскости змеевика до размера, не превы- dyp 4- 2hp

шающего (

-),

где dTp - диаметр трубы; hp - высота ребра.

Использование: котлостроение, преимущественно рекуператора низкого давления. Сущность изобретения. На отдельных участках труб выполняют поперечное оребрение 3, затем в зонах неоребренных участков осуществляют гибку труб с образованием плоских змеевиков 2 и после этого закрепляют свободные концы труб в коллекторах 1, Трубы выбирают с толщиной стенки не менее 0,2 высоты ребра, а перед закреплением концов труб в коллекторах 1 изогнутые участки труб обжимают в плоскости змеевика 2 до размера, не превышающего (drp + 2hp)/2, где dip - диаметр трубы; hp - высота ребра. 5 ил. Ј

Фиг.1

фиг.З

(3)

Фиг Л

V1

4

Фиг. 5у

QCJ