Пленочный теплообменник Советский патент 1993 года по МПК F28D3/02 F28F13/08 

flte

Изобретение относится к теплоэнергетике и промышленной теплотехнике, в частности к конструкции гормзонтальнотрубных пленочных аппаратов для термической обработки жидкости, и может быть использовано в химической, энергетической, пищевой и других отраслях промышленности.

Цель изобретения состоит в интенсификации теплообмена и снижении материало- емкости, а также в упрощении сборки, ремонта и очистки.

На фиг.1 и 2 изображены соответственно поперечный и продольные (А-А) разрезы пленочного теплообменника; на фиг.З - трубы и направляющие элементы с соединительными элементами; на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.З.

Пленочный теплообменник содержит корпус 1, размещенные в нем вертикальными рядамиторизонтальные греющие трубы 2, закрепленные в трубных решетках 3 и установленные внутри направляющих элементов 4, примыкающих к трубным решеткам 3 и сообщенных с оросителем 5 и камерой 6 для сбора жидкости. Направляю- щие элементы 4 выполнены из сплошных эластичных лент, установленных с возможностью прилегания к вертикальным рядам труб 2 с боковых сторон и образования щелевых каналов 7 переменной ширины и скрепленных между трубами 2 каждого вертикального ряда соединительными элементами 8. Трубные решетки 3 выполнены из отдельных частей 9, соединенных между собой, с корпусом 1 и трубами 2 через съемные уплотнительные элементы 10. Между трубными решетками 3 установлены промежуточные перегородки 11, выполненные из отдельных частей 12 и образующие в сборке с трубами 2, направляющими элементами 4 и отдельными частями 9 трубных решеток 3 съемные узлы 13. Отдельные части 9 и 12 трубных решеток 3 и промежуточных перегородок 11 установлены в дополнительных направляющих элементах 14. В оросителе 5 выполнены отверстия 15 для подачи жидкости в каналы 7. Для подвода и отвода теплоносителей в аппарате выполнены штуцеры 16-19.

Пленочный теплообменник работает следующим образом.

Нагреваемая (или охлаждаемая) жидкость через отверстия 15 оросителя 5 поступает под давлением в щелевые каналы 7, распределяется в них и стекает сверху вниз со скоростью, которая зависит о ширины каналов 7, Горизонтальному течению жидкости по наружной поверхности труб 2 препятствуют направляющие элементы 4.

примыкающие к трубным решеткам 3. При уменьшении нагрузки оросителя 5 направляющие элементы 4 за счет сил межмопеку- лярного взаимодействия (например, кзпиллярных сил) притягивают к смоченной поверхности труб, уменьшая тем самым ширину каналов 7. Изменение ширины каналов 7 при изменении нагрузки оросителя 5 обес-печивает уменьшение диапазона измене- 0 ния скорости течения пленки жидкости в каналах 7 и повышение равномерности ее распределения. Наличие соединительных элементов 8, смещенных вдоль соседних труб по отношению друг к другу, обеспечи- 5 вает дополнительную искусственнуютурбу- лизацию пленки жидкости при стекании ее между трубами 2 каждого вертикального ряда труб. Нагретая (охлажденная) жидкость стекает с труб 2 в камеру 6 для сбора жид- 0 кости и отводится из-аппарата через штуцер

18. Выполнение трубных решеток 3 и промежуточных перегородок 11 из отдельных разъемных частей 9 и 12 и наличие уплотни- тельных 10 и дополнительных направляю5 щих 14 элементов обеспечивают возможность многократной замены эластичных лент и унификацию конструктивных элементов и узлов аппарата.

Использование предложенного аппара0 та позволяет по сравнению с прототипом интенсифицировать теплообмен за счет дополнительной искусственной турбулизации пленки жидкости, обеспечиваемой направляющими элементами из эластичных лент и

5 соединительными элементами, а также за счет повышения гидродинамической устойчивости жидкой пленки, обеспечиваемой силами межмолекулярного взаимодействия при уменьшении нагрузки оросителя, т.е. за

0 счет повышения равномерности распреде- . ления пленки жидкости (в том числе при перекосах и несоосности труб и направляющих элементов), повышения щелевидности каналов и уменьшения диапазона измене5 ния скорости течения пленки.

Кроме того, уменьшены материалоем- кость аппарата и тепловая инерционность за счет уменьшения толщины направляющих элементов, снижена его стоимость и

0 повышена коррозионная стойкость за счет использования полимерной пленки, упрощены сборка, ремонт и очистка за счет использования съемных элементов и узлов. Ф о р м ула изобретения

5 1. Пленочный теплообменник, содержащий корпус, ороситель, камеру для сбора жидкости и размещенные в корпусе вертикальные ряды горизонтальных теплообмен- ныхтруб, закрепленные в труби; ix решетках и установленные внутри полих направляющих элементов, примыкающих к трубным решеткам, сообщенных с оросителем и камерой для сбора жидкости и имеющих стенки волнистого профиля, образующие с трубами каналы длч орошающей среды, от- личающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена и снижения материалоемкости, стенки каждого направляющего элемента выполнены из эластичных лент/скрепленных между трубами при помощи соединительных элементов, причем каналы для орошающей среды имеют переменное свчение.

2. Теплообменник по п,1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что эластичные ленты выполнены из полимерной или металлической пленки.

3. Теплообменник по пп.1 и 2, о т л и ч а- ющийся тем, что соединительные эле-

менты между трубами расположены относительно друг друга со смещением РДОЛЬ труб.

4. Теплообменник по пп.1-3. о т л и ч а- ю щ и и с я тем. что, с целью упрощения сборки, ремонта и очистки, трубное решетки выполнены из отдельных частей, соединенных между собой, с корпусом и трубами через съемные уплотиительные элементы.

5. Теплообменник по пп.1-4, отличающийся тем, что между трубными решетками установлены промежуточные перегородки, выполненные из отдельных частей и образующие в сборке с трубами, направляющими элементами и отдельными частями трубных решеток съемные узлы,

6. Теплообменник по пп.1-5, отличающийся тем, что он снабжен дополнительными направляющими элементами, в которых установлены отдельные части трубных решеток и промежуточных перегородок.

Использование: в теплоэнергетике и промышленной теплотехнике. Сущность изобретения: интенсификация теплообмена и снижение материалоемкости обеспечиваются выполнением стенок направляющих элементов 4 из эластичных лент, образующих с трубами 2 каналы 7 переменного сечения для орошающей среды. Упрощение сборки, ремонта и очистки достигается за счет выполнения трубных решеток и проме- жуточныхлерегородок из отдельных частей, образующих в сборке с трубами 2 и направляющими элементами 4 съемные узлы. 5 З.п. ф-лы, 4 ил.