Теплообменник Советский патент 1993 года по МПК F28D7/00 

Изобретение относится к теплообмен- ным аппаратам и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, в частности в газоохладителях компрессорных машин.

Известен теплообменник, выбранный в качестве прототипа, содержащий кожух, размещенные в нем кольцевой пучок тепло- обменных труб, закрепленных в трубных коллекторных камерах для трубной среды, раздающий и собирающий продольные коллекторы для межтрубной среды, один из которых представляет собой кольцевую полость. образованную между стенкой кожуха и внешними трубами трубного пучка, а другой, центральный, в виде полости, окруженной трубами пучка, сообщен через отверстие в трубной решетке с патрубком для межтрубной среды, пропущенным сквозь коллекторную камеру.

К недостаткам известного теплообменника можно отнести пониженную эффективность теплообмена ввиду малой скорости потока межтрубной среды и малой глубины пучка.

Целью изобретения является интенсификация теплообмена.

Цель достигается тем, что в теплообменнике, содержащем кожух, размещенные в нем пучок теплообменных труб, закрепленных в трубных решетках коллекторных камер для трубной среды, продольные раздающий и собирающий коллекторы, сообщенные с патрубками для ввода и вывода межтрубной среды, один из которых пропущен через коллекторную камеру к отверстию в трубной решетке, другой патрубок для межтрубной среды размещен на кожухе, отверстие в трубной решетке смещено относительно продольной оси кожуха в сторону, противоположную упомянутому патрубку на нем, по периферии трубного пучка по обе стороны от коллектора, сообщенного с патрубком на кожухе, выполнены байпасные каналы, ограниченные с одной стороны кожухом, а с другой трубами и соединенные с этим коллектором. При этом байпасные каналы имеют пёрё меннбё сечение, а трубный пучок в центральной части и на участках, примыкающих к кожуху, имеет одинаковую толщину, что обеспечивает более равномерное распределение потока среды по фронту трубного пучка и позволяет поддерживать равномерным проходное сечение.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемый теплообменник отличается тем, что отверстие в трубной решетке смещено относительно продольной оси кожуха в стор ону, противоположную патрубку, установленному на нем, по периферии трубного пучка по обе стороны от коллектора, сообщенного с патрубком на кожухе, выполнены байпасные

. каналы, ограниченные с одной стороны кожухом, а с другой трубами и соединенные с этим коллектором. При этом байпасные каналы имеют переменное сечение, а трубный пучок в центральной части и на участках,

0 примыкающих к кожуху, имеет одинаковую толщину.

На фиг. 1 показан теплообменник, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - то же, с байпасными

5 каналами переменного сечения.

Теплообменник, например газоохладитель компрессора, содержит размещенные в кожухе 1 с патрубком 2 пучок 3 закрепленных в трубных решетках 4,5 теплообменных

0 труб 6, закрытых коллекторными камерами 7,8, раздающий 9 и собирающий 10 коллекторы. Трубы 6 пучка 3 размещены вокруг отверстия 11 в решетке 5 на части периметра последнего. При этом отверстие 11 сме5 щено относительно продольной оси кожуха 1 в сторону, противоположную патрубку 2, а по периферии пучка 3 по обе стороны от коллектора 9 выполнены байпасные каналы 12, ограниченные с одной стороны кожухом

0 1, с другой частью труб 6 и соединенные с коллектором 9. Через коллекторную камеру 8 к отверстию 11 в решетке 5 пропущен патрубок 13.

Для обеспечения более равномерного

5 распределения потока газа по фронту трубного пучка 3 и поддержания равномерным проходного сечения байпасные каналы 12 выполнены с переменным сечением, а трубный пучок в центральной части и на участ0 ках, примыкающих к кожуху, имеет одинаковую толщину.

Теплообменник работает следующим образом.

Горячий газ после ступени сжатия ком- 5 прессора через патрубок 2 поступает в раздающий коллектор 9, распределяется по фронту трубного пучка 3, проходит сквозь него, отдавая тепло циркулирующей в трубах 6 и коллекторных камерах 7, 8 охлажда0 ющей воде. При этом часть газа че.рез байпасные каналы 12 поступает в периферийную область пучка 3, охватывающую отверстие 11 в решетке, После выхода из пучка 3 охлажденный газ поступает в соби5 рающий коллектор 10 и через отверстие 11 в трубной решетке 5 и патрубок 13 в коллекторной камере 8 выводится из теплообменника.

Описанный теплообменник позволяет организовать противоточное движение

сред при нескольких ходах по трубному пространству, интенсифицировать теплообмен при достаточно низком сопротивлении меж- трубного пространства и предпочтителен для первых ступеней сжатия компрессоров (ступеней низкого давления).

Фо рмул а и з о б р ете н и я

1. Теплообменник, содержащий кожух, патрубки для ввода и вывода рабочих сред, размещенные в кожухе пучок теплообмен- ных труб, закрепленных в трубных решетках коллекторных камер для трубной среды и продольные раздающий и собирающий коллекторы, сообщенные с патрубками для ввода и вывода межтрубной среды, один из которых пропущен через коллекторную камеру к отверстию в трубной решетке, причем трубы пучка установлены вокруг отверстия решетки на части периметра

последнего, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена, другой патрубок для межтрубной среды размещен на кожухе, отверстие в трубной решетке смещено относительно продольной оси кожуха в сторону, противоположную упомянутому патрубку на нем, по периферии трубного пучка по обе стороны от коллектора, обращенного с патрубком на кожухе, выполнены байпасные каналы, ограниченные с одной стороны кожухом, а с другой - трубами и соединенные с этим коллектором.

2. Теплообменник по п. 1, от л ича ю- щ и и с я тем, что байпасные каналы выполнены с переменным сечением.

3. Теплообменник по пп. 1 и 2, о т л и- чающийся тем, что трубный пучок в центральной части и на участках, примыкающих к кожуху, имеет одинаковую толщину.

Использование: в частности, в газоохла- дителях компрессорных машин. Сущность изобретения: теплообменник содержит кожух 1, размещенные в нем пучок теплооб- менных труб, закрепленных в трубных решетках 4, 5 коллекторных камер 7, 8 для трубной среды, раздающий 9 и собирающий 10 коллекторы в виде продольных каналов в пучке, сообщенные с патрубками для ввода 2 и вывода 13 межтрубной среды, один из которых пропущен через коллекторную камеру 8 к отверстию 11 в трубной решетке 5, а другой размещен на кожухе 1, причем трубы пучка установлены вокруг отверстия 11 решетки 5 на части периметра последнего. Новым в теплообменнике является смещение отверстия 11 в трубной решет- ,ке 5 относительно оси кожуха 1 в сторону, противоположную патрубку 2 на нем, и выполнение по периферии трубного пучка по обе стороны от коллектора 9, сообщенного с патрубком 2 кожуха, байпасных каналов. Причем последние могут иметь переменное сечение, а трубный пучок в центральной части и на участках, примыкающих к кожуху t, имеет одинаковую толщину. Конструкция обеспечивает снижение сопротивления межтрубного пространства. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Фи г. 2.

-ч

А- А

Риг.З