Теплообменный аппарат Советский патент 1993 года по МПК F28D9/00 F28D7/10 

Изобретение относится к теплообмен- ной аппаратуре и может быть использовано в энергетической, химической и нефтехимической отраслях народного хозяйства.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков, а именно повышение теплотехнических характеристик за счет увеличения поверхности для передачи теплового потока.

На фиг.1 схематично изображен про- дольный разрез теплообменного аппарата; на фиг.2 - разрез А-А на фиг,1.

Теплообменный аппарат содержит корпус 1-е крышками 2 и 3, пластинчатые элементы 4, выполненные в виде набора последовательно установленных по высоте корпуса 1 с образованием пластинчатых каналов 5 и 6 соответственно для нагреваемой и греющей рабочих сред и дренажных пластинчатых каналов 7. Каждый дренажный пластинчатый канал 7 расположен над и под пластинчатым каналом 5, 6 для нагреваемой и греющей рабочих сред. Входы 8 пластинчатых каналов 6 для греющей рабочей среды сообщены с коллектором 9 для входа греющей рабочей среды, имеющим патрубок 10, а входы 11 пластинчатых каналов 5 для нагреваемой рабочей среды сообщены с ко- лектором 12 для входа нагреваемой рабочей среды, имеющим патрубок-13. Выходы 14 пластинчатых каналов 5 для нагреваемой .рабочей среды сообщены с коллектором 15 для выхода нагреваемой рабочей среды,, имеющим патрубок 16. Выходы 17 пластинчатых каналов б для греющей рабочей среды сообщены с коллектором 18 для выхода греющей рабочей среды, имеющим патрубок 19. В корпусе 1 установлена дренажная труба 20 с каналами 21 на боковой поверхности для сообщения ее полости с дренажными пластинчатыми каналами 7. Дренажная труба 20 сообщена с дренажной линией (на чертеже не показана), в которой давление меньше, чем давление каждой из рабочих сред. В корпусе 1 под пластинчатыми элементами 4 расположена опорная доска 22 с закрепленными в ней дренажной трубой 20 и теплопроводными стержнями 23. На дренажную трубу 20 и теплопроводные стержни 23 нанизаны наклонно в сторону патрубков 16 и 19 с образованием пластинчатых каналов 5, 6 и 7 пластинчатые элементы 4. На корпусе 1 установлена распределительная камера 24 с диаметрально расположенными в ней продольными перегородками 25, образующими коллекторы 9 и 12 для входа и коллекторы 18 и 15 для выхода соответственно греющей и нагреваемой рабочих сред. На боковой поверхности корпуса 1 выполнены отверстия 26 и 27 для

и

входа и выхода нагреваемой рабочей среды

и отверстия 28 и 29 для входа и выхода

греющей рабочей среды. Отверстия 26, 27,

. 28. 29 предназначены для сообщения кол5 лекторов 9, 12 и 18, 15 с соответствующими пластинчатыми каналами для рабочих сред. В распределительной камере 24 выполнены ремонтные люки 30, герметично закрытые крышками 31, для обеспечения возможноЮ сти отключения аварийных пластинчатых каналов 5, 6 путем установки в них заглушек. Для предотвращения ограничения расхода рабочих сред сумму площадей проходных сечений отверстий 27 и 29 для выхода

15 рабочих сред на корпусе 1 выполняют не менее суммы площадей проходных сечений отверстий 26 и 28 для входа рабочих сред.

Гидравлическое сопротивление по всем линиям тока рабочих сред одинаково, за

20

счет соответствующего размещения теплопроводных штырей 23 или за счет использования турбулизирующих элементов с соответствующим конструктивным выполнением их.

Теплообменный аппарат работает следующим образом.

Нагреваемая рабочая среда подается в коллектор 12 через патрубок 13. После чего через отверстия 26 и входы 11 она поступает

в пластинчатые каналы 5. За счет наклона пластинчатых каналов 5 происходит продвижение нагреваемой рабочей среды к выходам 14 с последующим выходам ее через отверстия. 27 в коллектор 15. Откуда через

патрубок 16 нагреваемая рабочая среда выводится. Греющая рабочая среда подается в коллектор 9 через патрубок 10. затем она поступает в пластинчатые каналы 6 через отверстия 28 и входы 8 и проходит через

выходы 18 и отверстия 29 в коллектор 18. Откуда через патрубок 19 греющая рабочая среда выводится. Нагреваемая рабочая среда при движении по пластинчатым каналам 5 отбирает тепло от греющей рабочей сре

ды, которое передается через теплопроводные штыри 23.

В случае потери герметичности какой- либо теплообменной поверхности не происходит нежелательное перемешивание рабочих сред, т.к. между пластинчатыми каналами 5 и 6 предусмотрены дренажные пластинчатые каналы 7, через которые обеспечивается вытекание просачивающейся

среды в дренажную трубу 20. При этом исключается нежелательное взаимодействие рабочих сред, например, при. подогреве питьевой воды теплоносителем, содержащем опасные для жизни токсичные или радиоактивные вещества.

Подвод рабочих сред в теплообменный аппарат можно осуществлять и по другой схеме.треющую рабочую среду можно подавать в коллектор 12. а нагреваемую - в коллектор 9. Процессы, связанные с теплообменом, будут иметь аналогичный вышеприведенному характер.

Для предотвращения залива конденсатом, в случае использования в качестве греющей рабочей среды пара, и обеспечения беспрепятственного прохода греющего пара в пластинчатые каналы 6 над отверстиями 28 для входа греющей рабочей среды целесообразно установить козырьки, выступающие за наружную поверхность корпуса 1.

и

В предложенном теплообменном-аппарате поверхности теплообмена спроектированы так, что они работают с максимальной тепловой нагрузкой. Это достигается за счет соответствующего конструктивного выполнения устройства, в котором обеспечивался передача теплового потока по поверхности, имеющей значительную пло- контакта.

Технико-экономический эффект при использовании предлагаемого теплообменно- го аппарата возникает за счет увеличения поверхности для передачи теплового потока, что повышает теплотехнические характеристики его.

и

Формула изобретения 1. Теплообменный аппарат, содержащий размещенные в корпусе с входными и выходными для рабочих сред коллекторами

5 и патрубками пластинчатые элементы, последовательно установленные друг над другом с образованием пластинчатых рабочих и расположенных между ними дренажных каналов, и теплопроводные штыри, о т л и 10 чающийся тем, что, с целью защиты рабочих сред от перемешивания при потере герметичности и повышения теплотехнических характеристик путем увеличения поверхности для передачи теплового потока,

15 теплообменник снабжен установленными в корпусе опорной доской и закрепленной в ней дренажной трубой, на боковой поверхности которой выполнены отверстия, сообщен н-ые с дренажными каналами, и 20 размещенной коаксиально корпусу распределительной камерой с диаметрально расположенными в ней продольными перегородками, образующими входные и выходные отверстия, сообщенные с рабочи25 ми каналами, а опорная доска расположена в корпусе под пластинчатыми элементами и в ней закреплены теплопроводные штыри, на которых установлены пластинчатые элементы.

302. Аппарат по п. 1, о т л и. ч а ю щ и и с я тем, что пластинчатые элементы установлены с наклоном в сторону выходных патрубков. А-А

Использование: для исключения перемеривания рабочих сред при потере герме- ти|жости теллообменных аппаратов. Сущность изобретения: корпус 1 теплооб- имеет входные и выходные копле - TOfjbi и патрубки. В корпусе установлены пластинчатые элементы 4. Они размещены последовательно друг над другом. Межд ними имеются пластинчатые рабочие каналы 5, 6. Между последними расположены дренажные каналы 7. В корпусе 1 теплообменника под пластинчатыми элементами установлена опорная доска 22. В последней закреплены теплопроводные штыри и дренажная труба 20. На ее боковой поверхности выполнены отверстия. Они сообщены с дренажными каналами. Коаксиэльно корпусу установлена распределительная камера 24. Ее продольные перегородки 25 образуют входные и выходные отверстия. Последние связаны с рабочими каналами. Пластинчатые элементы установлены на теплопроводных штырях 23, могут быть установлены с наклоном в сторону выходных патрубков. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. г