Кожухотрубный теплообменник Советский патент 1980 года по МПК F28D7/00 

1

Изобретение относится к сушильно-термической технике и может найти применение в энергетике, химии и други отраслях промышленности.

Известен кожухотрубный теплообменник 5 со встречным вводом газообразной среды с дисперсным промежуточным теплоносителем двумя потоками в межтрубное пространство, поворотом потока на 90° и выводом их в противоположных направлениях Ю по двум патрубкам 1.

Иедостатком данного теплообменника является расположение труб в пучке с одинаковыми продольным и поперечным шагами. Такое расположение труб приводит к тому, is что скорости обтекания труб средой межтрубного пространства в центре пучка и на периферии сильно отличаются, поскольку гидравлическое сопротивление потоку, поворачиваюш ему по малому радиусу, значи- 9о тельно меньше, чем нотоку, поворачиваюш,ему по большому радиусу. Это происходит потому, что поток, поворачиваюш,ий по большому радиусу, проходит большее число рядов труб, чем поток, поворачиваюш,ий по 25 периферии пучка. В результате интенсивность теплообмена среды межтрубного пространства с трубами, располол енпыми на периферии пучка, заметно выше, чем для труб, расположенных в центре.30

Описанный недостаток известного теплообменника 1 ограничивает область его применения, так как при высоких температурах среды межтрубного пространства появляется опасность пережога труб пучка, а также повышенный износ отдельных труб в случае наличия дисперсного твердого промежуточного теплоносителя. Кроме того, из-за неравномерной интенсивности теплообмена происходит неравномерная термообработка продукта (в случае термообработки дисперсного твердого материала в описанных устройствах).

Цель изобретения - обеспечить равномерную интенсивность теплообмена для каждой трубы пучка теплообменника.

Указанная цель достигается тем, что продольный и поперечный шаги выполнены переменными, увеличивающимися от периферии к центру пучка по закону:

+ (S,d,,)n

где 5„ - шаг труб после п-ого ряда, отсчитываемого от периферии к центру пучка; 5i - шаг труб между первым и вторым

рядом;

dn - наружный диаметр труб. Зависимость изменения шага труб найдена из условия равного гидравлического сопротивления периферийной и центральной зон пучка труб.

На фиг. 1 схематично представлен кожухотрубный feплooбмeнник, вид сбоку; на фиг. 2 - сечение А-А фиг. 1.

Теплообменник содержит патрубки 1 и 2 ввода среды межтрубного пространства, патрубки 3 и 4 вывода среды межтрубного пространства, патрубки входа 5 и выхода 6 охлаждающей среды.

Теплообменник работает следующим образом.

По патрубкам 1 и 2 вводят, а по патрубкам 3 л 4 выводят среду межтрубного пространства, например охлаждающую воду, которая, проходя по трубам пучка, нагревается, охлаждая среду межтрубного пространства.

Предлол енная конструкция кожухотрубного теплообменника обеспечивает равномерный для всех труб пучка коэффициент теплообмена за счет равномерного гидравлического сопротивления трубного пучка по его сечению. При использовании подобного теплообменника в процессах сущки, обжига, охлаждения дисперсных материалов он обеспечивает равномерную термообработку продукта за счет устранения зон перегрева, недогрева, недосущки и т. д.

Формула изобретения

Кожухотрубный теплообменник, содержащий кожух с патрубками ввода и вывода среды межтрубного пространства, подключ.енными к нему на середине высоты трубного пучка, причем патрубки ввода располол ены встречно на противоположных стенках кожуха, а патрубки вывода расположены перпендикулярно к патрубкам ввода на двух других противолел ащих стенках кожуха, отличающийся тем, что, с целью обеспечения равной интенсивности теплообмена для каждой трубы пучка, трубы в пучке в продольном и поп.еречном направлениях установлены с неременным щагом, увеличивающимся от периферии к центру по закону

S d, + (S,-d,)n

где Sn - шаг труб после «-го ряда, отсчитываемого от периферии к центру пучка;

Si - щаг труб между первым и вторым

рядами; du - наружный диаметр труб.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 566115, кл. F 28D 7/00, 1975.

Sxd охмжЗающеи средь

ф ,Ч-гBb/xaff ох аждаюи4еи

40 .ВмЗ

Выход потока

Фиг,.2