Теплообменник Советский патент 1992 года по МПК F28D7/08 

Изобретение относится к теплообмен- нойтехнике и может быть использовано при конструировании теплообменников в энергетической, нефтехимической, химической и других отраслях промышленности.

Известен теплообменник, содержащий корпус с размещенными внутри секциями, выполненными в виде змеевиков, подключенных к раздающим и собирающим коллекторам, в которых часть витков змеевика одной секции размещена с чередованием по длине змеевика между витками смежной секции (авт. ев № 820356, кл F 25 В 5/00).

К недостаткам данной конструкции следует отнести отсутствие турбулентности потока охладителя по всему сечению корпуса, т.е. наличие мертвых зон, и значительную трудоемкость изготовления.

Известен теплообменник, содержащий размещенный в кожухе пучок труб с трубными решетками, причем, одна из решеток повернута вместе с трубами на 180° относительно другой так, что входной и выходной патрубки расположены на одной оси (авт. св. № 1145234)

Недостатками данной конструкции являются низкая турбулентность и низшая эффективность теплообмена из-за наличия застойных зон в местах ввода и вывода охлаждающей среды на поверхностях трубок с обратной стороны потока, а также низкая надежность из-за перетирания трубок в местах их касания при развороте трубной решетки на 180°.

Известен принятый за прототип, состоящий из корпуса, имеющего патрубок входа охладителя, расположенного в нижней части торца кожуха и выхода охладителя, расположенного в противоположной цилиндрической части кожуха, и сердечника, представляющего собой цилиндрическую трубу с навитыми на него трубками, неподвижно скрепленными друг с другом и с прокладками, образующими зазор для прохода охладителя. Сердечник выполнен конструктивно многоходовым с коллекторами входа и выхода теплоносителя (АКДС(Г.

С

V,

Ј

Ј

ос

70М2, АКДС-70М2-01. Альбом рисунков к техническому описанию и инструкции по эксплуатации КО 101.000-Т01, рис.7. Холодильник V ступени РИО. Упрполиграфиздат, Омская обл. типография, Омск, 1986).

Недостатками данной конструкции являются недостаточный теплообмен, наличие застойных зон, как в местах ввода и вывода охладителя, так и с обратных сторон по ходу охладителя в трубках. Низкая надежность данной конструкции характеризуется разрывом витков трубок в местах их крепления друг с другом и касаний с кожухом.

Цель изобретения -- интенсификация теплообмена, повышение надежности конструкции при ее эксплуатации, экономия материалов.

Цель достигается созданием турбулентного потока в раздающем коллекторе межтрубного пространства и в собирающем коллекторе трубного пространства, заключенных в кожух, при помощи сребренных труб, причем, оси змеевиков расположены по винтовой линии относительно оси сердечника. Витки каждого змеевика установлены в межвитковом пространстве смежных змеевиков на глубину равную 1/3 диаметра витка. Раздающий коллектор среды межтрубного пространства и собирающий коллектор среды трубного пространства расположены в сердечнике с противоположных его сторон. Витки труб смежных змеевиков скреплены друг с другом в местах касания ребер. В кожухе дополнительно установлена газоотводная трубка, выводящая газ из зоны максимального газообразования теплообменника, как за счет давления самого газа, так и за счет эжекции потока охладителя, чем достигается улучшение теплообмена и повышение надежности.

Такая конструкция позволяет турбули- зировать поток охладителя в любом сечении пучка змеевиков, изменяя направление по- тока за счет оребрения, расположения витков поперек потока и их смещения относительно друг друга и дополнительно по винтовой линии, а расположение раздающего коллектора среды межтрубного пространства и собирающего коллектора среды трубного пространства в сердечнике с противоположных его сторон дополнительно снижает недорекуперацию теплообмена и обеспечивает равное распределение потока охладителя по всему периметру змеевиков.

На фиг. 1 изображен предлагаемый теплообменник, продольный разрез; на фиг,2 - разрез А-А на фиг.1.

Многоходовой кожухотрубный теплооб- менник состоит из кожуха 1, имеющего газоотводную трубку 2 с патрубком выхода охладителя и газа, сердечника 3, вокруг которого навиты отдельные змеевики из труб. Витки труб смежных змеевиков скреплены

5 друг с другом в местах касания ребер. Оси змее виков расположены по винтовой линии относительно оси сердечника, причем витки каждого змеевика установлены в межвитковом пространстве смежных змеевиков на

0 глубину равную 1/3 диаметра витка. В крышке сердечника имеется коллектор входа теплоносителя и коллектор выхода теплоносителя, который расположен центрально оси кожуха, при этом конструктивно обеспе5 чивается надежность закрепления сердечника в кожухе теплообменника.

Теплообменник работает следующим образом.

Теплоноситель по трубе поступает в

0 раздающий коллектор среды трубного пространства и по змеевикам, турбулизуясь за счет изменения движения по виткам, попадает в сечение коллектора выхода теплоносителя, имеющего температуру охладителя,

5 дополнительно охлаждается в нем и далее .направляется в линию потребления.

Охладитель поступает в раздающий коллектор среды межтрубного пространства, из отверстий коллектора равно распре0 деляется по периметру кожуха и направляется к патрубку выхода собирающего коллектора среды межтрубного пространства. За счет того, что на пути движения потока охладитель постоянно

5 встречает витки змеевика и их ребрами разбивается на множество составляющих, чем создается его турбулизация. Неподвижное крепление в местах касания ребер витков труб при их заходе друг за друга обеспечи0 вает сохранение геометрических размеров витков труб при температурных деформациях, что повышает надежность и срок эксплуатации. Суммарное влияние указанных отличий обеспечивает эффективность при5 менения данной конструкции, улучшение

теплообмена, снижение материалоемкости,

Формула изобретения

1. Теплообменник, содержащий кожух с

размещенным внутри сердечником, вокруг

0 которого навиты отдельные змеевики из труб, и раздающий и собирающий коллекторы сред трубного и межтрубного пространств, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена при

5 использовании сребренных труб, оси змеевиков расположены по винтовой линии относительно оси сердечника, причем витки каждого змеевика установлены в межвитковом пространстве смежных змеевиков на глубину, равную 1 /3 диаметра витка.

2.Теплообменник поп.1,отличаю- щ и и с я тем. что раздающий коллектор среды межтрубного пространства и собирающий коллектор среды трубного пространства расположены в сердечнике с противоположных его сторон.

3.Теплообменник поп.1,отличаю- щ и и с я тем, что витки труб смежных

змеевиков скреплены друг с другом в местах касания ребер

4. Теплообменник поп 1. о т л и ч а ю- щ и и с я тем. что в кожухе дополнительно установлена газоотводная трубка, выходной конец которой расположен в собирающем коллекторе среды межтрубного пространства.

Использование, теплообменная техника различного назначения. Сущность изобретения: теплообменник содержит кожух 1 с размещенным внутри сердечником 3, вокруг которого навиты отдельные змеевики из труб, и раздающий и собирающий коллекторы сред трубного и межтрубного пространств. Оси змеевиков расположены по винтовой линии относительно оси сердечника 3, причем витки каждого змеевика установлены в межвитковом пространстве смежных змеевиков на глубину, равную 1 /3 диаметра витка. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

®иг. /

шадц/пелб

А-А

Фа г. 2

/