Теплообменник Советский патент 1982 года по МПК F28D7/00 F28F9/02 

(5) ТЕПЛООБМЕННИК

1

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в устройствах для охлаждения высокотемпературных газов.

Известен теплообменник, содержащий пучок теплообменных труб, установленный в вертикальном корпусе с нижним подводящим патрубком и закрепленный нижней частью в разделительной мембране , соединенной с несущей трубной доской, и устройство подвода в полость между мембраной и несущей доской холодного теплоносителя и последующего отвода его в полость между несущей и верхней трубными досками fl .

Недостатками такого теплообменника являются значительная металлоемкость и низкая интенсивность теплообмена вследствие низкой интенсивности охлаждения зон высоких термических напряжений, что ограничивает предел начальной температуры горячего теплоносителя.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является теплообменник, содерн( пучок теплообменных труб, установленный в вертикальном корпусе с нижним подводящим патрубком и снабженный несущей и верхней трубными досками, причем трубы пучка закреплены нижними концами в разделительной мембране, образующей с несущей трубной доской и корпусом полость, сообщенную с межтрубным пространством пучка, ограниченным трубными досками, при помощи периферийных и центральных обечаек, скрепленных с мембраной и несущей трубной доской и имеющих в зоне между последними перфорацию, а на участках, расположенных между трубными досками - сквозные отверстия 2j.

Недостатками известного теплообменника являются пониженная интенсивность теплообмена из-за низкой интенсивности охлаждения зоны межтрубного пространства, ограниченной несущей .трубной доской и мембраной, что ограничивает предел начальной температуры горячего теплоносителя, а также повышенные габариты, так ка обечайки расположены между теплообменными-трубами, что значительно увличивает диаметр корпуса.

Цель изобретения - интенсификация теплообмена и уменьшение габаритов «

Указанная цель достигается тем, что в теплообменнике, содержащем пучок теплообменных труб, установленный в вертикальном корпусе с нижним подводящим патрубком и снабженйый несущей и верхней трубными досками, причем трубы пучка закреплены нижними концами в разделительной мембране, образующей с несущей трубной

доской и корпусом полость, сообщенную с межтрубным пространством пучка, ограниченным трубными досками, при помощи периферийных и центральных обечаек, скрепленных с мембраной и несущей трубной доской и имеющих в зоне между последними перфорацию, а на участках, расположенных между трубными досками - сквозные отверстия, каждая обечайка охватывает с образованием кольцевого зазора одну из теплообменных труб, и сквозные отверстия периферийных обечаек обращены в сторону подводящего патрубка корпуса, а центральных - в противоположную сторону.

На фиг. 1 изобра Аен теплообменник, общий вид, на фиг. 2 - узел 1 на фиг. 1,

Теплообменник содержит пучок теплообменных труб 1, установленный в вертикальном корпусе 2 с нижним подводящим патрубком 3 и снабженный несущей и верхней 5 трубными досками. Трубы 1 пучка закреплены нижними концами в разделительной мембране 6, образующей с несущей трубной доской и корпусом 2 полость 7. Полость 7 сообщена с межтрубным пространством пучка, ограниченным трубными досками и 5, при помощи периферийных 8 и центральных 9 обечаек. Обечайки 8 и 9 скреплены с мембраной 6 и несущей трубной доской k и имеют в зоне между последними перфорацию, а на участках, расположенных между трубными досками 4 и 5 - сквозные отверстия. Каждая из обечаек

8 и 9 охватывает с образованием кольцевого зазора одну из теплообменных труб 1. Сквозные отверстия периферийных обечаек 8 обращены в сторону 5 подводящего патрубка 3, а центральных - в противоположную сторону. В верхней части корпуса 2 закреплен отводящий патрубок 10.

Теплообменник работает следующим

О образом.

Горячий теплоноситель пропускают снизу вверх по трубам 1, в которых он охлаждается, отдавая тепло холодному теплоносителю. Холодный теплоноситель подводят в корпус 2 по патрубку 3, после которого он разделяется на два потока. Один поток холодного теплоносителя через кольцевые зазоры, образованные периферийными обечайками 8 и трубами 1, направляют в полость 7, в которой холодный теплоноситель охлаждает мембрану б и несущую трубную доску k. Далее этот поток теплоносителя через кольцевые зазоры, образованные центральными обечайками .9 и трубами 1, возвращают в межтрубное пространство, ограниченное трубными досками 4 и 5, где он перемещается с другим потоком холодного теплоносителя. Образовавшаяся смесь, поднимаясь вверх, охлаждает пучок труб 1. Отводят холодный теплоноситель из корпуса 2 по патрубку 10.

Интенсивное охлаждение мембраны 6 и несущей трубной доски 4 снижает термическое напряжение в них, что позволяет увеличить верхний предел начальнсй температуры горячего теплоносителя, а значит и интенсивность теплообмена в пучке труб 1. Кроме того, установка труб 1 внутри обечаек 8 и 9 снижает габариты теплообменника.

Формула изобретения

Теплообменник, содержащий пучок теплообменных. труб, установленный

в вертикальном корпусе с нижним подводящим патрубком и снабженный несущей и верхней трубными дисками, причем трубы пучка закреплены нижними концами в разделительной мембране, образующей с несущей трубной доской и корпусом полость, сообщенную с межтрубным пространством пучка, ограниченным трубными досками, при помоци периферийных и центральных обе чаек, скрепленных с мембранной и несущей трубной доской и имеющих в зоне между последними перфорацию, а на участках , расположенных между трубными досками - сквозные отверстия, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена и уменьшения габаритов, каждая обечака охватывает с образованием кольцевого зазора одну из теплообменных

труб, и сквозные отверстия периферийных обечаек обращены в сторону подводящего патрубка корпуса, а центральных - в противоположную сторону.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР № 574593, кл. F 28 D 7/00, 1975.