Трубчатый спиральный теплообменник и способ его изготовления

 

Изобретение относится к обработке давлением, в частности к технологии производства и конструкции теплообменных аппаратов, используемых в различных отраслях промышленности: в теплотехнике, криогенной и холодильной технике, химических установках . Изобретение позволяет повысить эффективность теплообмена и качество навивки за счет стабилизации значений продольного t и поперечного t шагов навивки оребренных труб. Продольный и поперечный щаги навивки трубчатого спирального теплообменника формируются до навивки труб 2 на сердечник 1 в процессе соединения труб 2 в пакет 3 путем переплетения их одним оребряющим элементом 4.Навивку труб на сердечник производят пакетом . Преду смотрены различные способы навивки пакета. 2 с. и 4 з.п. ф-лы, 4 ил. . фаг. /

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19> (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Диг. f

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ .ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ.(21) 4053809/25-27 (22) 14.04.86 (46) 30.08.87. Бюл. № 32

-(72) А.А.Кормилицын и А.И.Смородин (53) 621.565.942 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 542902, кл. F 28 D 7/02, 1973. (54) ТРУБЧАТЫЙ СПИРАЛЬНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к обработке давлением, в частности к технологии производства и конструкции теплообменных аппаратов, используемых в различных отраслях промышленности: в теплотехнике, криогенной и (511 4 F 28 D 7/02 В 21 D 53/06 холодильной технике, химических установках. Изобретение позволяет повысить эффективность теплообмена и качество навивки за счет стабилизации значений продольного и поперечного t„ шагов навивки оребренных труб.

Продольный и поперечный щаги навивки трубчатого спирального теплообменника формируются до навивки труб 2 на сердечник 1 в процессе соединения труб 2 в пакет 3 путем переплетения их одним оребряющим элементом 4.Навивку труб на сердечник производят пакетом.Предусмотрены различные способы навивки пакета. 2 с. и 4 э.п. ф-лы, 4 ил.

4028

2 местно с ними навивают на сердечник ! в несколько слоев. Далее оребренный пакет 3, свернутый вокруг оси одной из его труб 2, совместно или без прилегающих к нему неоребренных труб

4 и/или труб 6, имеющих индивидуальное проволочное спиральное оребрение

7, заключают в кожух 9. Уплотнение

1р пакета труб 2,5,6 в кожухе 9 производится с помощью шнуров 8.

Оребряющий элемент в этом случае служит не только ребром, но и.одновременно соединяющим трубы в неразъем15 ный пакет элементом. После этого один или несколько оребренных пакетов труб плотно, виток к витку, навивают на сердечник в несколько слоев, При этом число труб, собираемых

20 в пакет, определяется заходностью (числом труб в слое) и может быть либо равно ей (в этом случае на сердечник навивают один пакет труб), либо меньше ее, как правило, в крат25 ное число раз (в этом случае на сердечник навивают одновременно несколько плотно прилегающих друг к другу, оребренных пакетов труб). Таким образом, продольный шаг t< навивки

30 теплообменника имеет стабильные значения, т.к. расстояние между соседними трубами в каждом пучке постоянное и равно диаметру оребряющего элемента. Стабильность значений проЗ5 дольного (между витками по оси труб) шага t при навивке на сердечник па2 кетов труб приводит к упорядочению значений поперечного (между слоями по оси труб) шага t,, что в целом

4р ведет к улучшению качества навивки, а следовательно, к повышению эффективности теплообмена.

Трубчатый спиральный теплообменник работает следующим образом. Теп45 лый поток газа (жидкости), например гелий высокого давления (Р = 1,6 МПа, Т = 80 К), проходит внутри труб 2 и труб 5,6 (если таковые имеются), а холодный поток, например, гелий

5р низкого давления (Р = 0,07 МПа, Т = 5,05K) — в межтрубном простран— стве, в результате чего между ними осуществляется теплообмен.

1 133

Изобретение относится к обработке давлением, в частности к производству и конструкции теплообменных аппаратов, используемых в различных отраслях промышленности: в теплотехнике., криогенной и холодил@ной технике, химических установках.

Цель изобретения — повышение эффективности теплообмена и качества навивки.

На фиг.l схематически изображен трубчатый спиральный теплообменник, на фиг.2 — пакет труб, имеющих общее проволочное спиральное оребрение, с прилегающей к нему неоребренной трубой; на фиг.3 — свернутый вокруг оси труб оребренный пакет совместно с прилегающей к нему трубой, имеющей индивидуальное проволочное спиральное оребрение; на фиг.4 — оребренный пакет труб, свернутый совместно с прилегающей к нему неоребренной трубой вокруг оси одной из его труб, и заключенный в кожух.

Трубчатый спиральный теплообменник состоит из сердечника 1, на который навивают в несколько слоев трубы

2, а каждый слой труб соединен в пакет 3 оребряющим элементом 4, который переплетает трубы 2, образуя дистанционные прокладки.

Пакет труб может быть свернут совместно с неоребренной трубой 5 или с трубой 6, имеющей индивидуальное оребрение 7. Пакет 3 труб вместе со шнурами 8 может быть заключен в кожух 9.

Изготовление трубчатого спирального теплообменника осуществляется следующим образом.

Предварительно гладкие трубы 2 собирают в пучок. Затем трубы 2 с заданным шагом плотно переплетают оребряющим элементом 4, образуя таким образом неразъемный пакет 3 из труб 2. После этого один или несколько пакетов 3 труб 2, имеющих общее проволочное спиральное оребрение 3, навивают на сердечник 1 в несколько слоев, Кроме того, пакет 3 до навивки его на сердечник 1 сворачивают вокруг оси одной из его труб 2 и придают ему заданную форму. К тому же к оребрепному пакету 3 (до или после свертывания) плотно присоединяют неоребренные трубы 5 и/или трубы 6, имеющие индивидуальное проволочное спиральнсе оребрение 7, а затем совПример 1. Медные трубы 2 (наружный диаметр 4 мм, внутренний

3,2 мм) собирают в пучок, причем их оси располагают в одной плоскости.Затем на трубы 2 с нагом 2.,5 мм плот1334028 но навивают оребряющий элемент 4, переплетая их этим элементом (проволока диаметром 0,8 мм), образуя та— ким образом неразъемный пакет 3. В этом случае расстояния между соседними трубами 2 в пакете 3 постоянны по всей его длине и ширине и равны диаметру применяемой для оребрения проволоки, т.е. 0,8 мм, а продольный шаг навивки t также постоянен и равен 4,8 мм. После этого один или несколько пакетов 3 труб 2, имеющих общее проволочное спиральное оребре,ние, плотно, виток к витку, навивают на сердечник 1 в несколько слоев. При этом число труб 2 в пакетах 3 определяется заходностью каждого слоя.

П р "и м е р 2. Аналогично описанному выше собирается оребренный пакет 3 из сети труб 2 (параметры используемых материалов идентичны).

Затем к оребренному пакету 3 плотно присоединяют неоребренную трубу 5 (наружный диаметр 4 мм, внутренний

3,2 мм). После этого данный пакет из семи труб сворачивают вокруг оси одной из труб 2,затем заключают его в кожух 9,имеющий цилиндрическую форму, и наматывают на сердечник 1.

Технико-экономическая эффективность от применения данной конструкции трубчатого спирального теплообменника и способа его изготовления складывается из сокращения потерь . от недорекуперации и уменьшения габаритов теплообменника за счет увеличения компактности теплообменной поверхности и увеличения интенсификации теплообмена в межтрубном пространст,ве.

Формула изобретения

1.Трубчатый спиральный теплообменник, содержащий сердечник с навитыми на него в несколько слоев трубами, имеющими спиральное оребрение, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса теплообмена, трубы каждого слоя . связаны в пакет общим оребряющим элементом.

2. Способ изготовления трубчатого спирального теплообменника, заклю15 чающийся в навивке на сердечник нескольких слоев труб, имеющих спиральное оребрение, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения качества навивки, трубы перед навив2р кой на сердечник соединяют в пакет путем переплетения их оребряющим элементом, а навивку производят пакетом.

3.Способ по п.2, о т л и ч а ю25 шийся .тем, что перед навивкой на сердечник пакет сворачивают вокруг оси одной из его труб.

4. Способ по пп.2 и 3, о т л ич а ю шийся тем, что пакет труб навивают на сердечник совместно с прилегающими к нему неоребренными трубами.

5. Способ по пп.2 — 4, о т л ич а ю шийся тем, что пакет труб навивают на сердечник совместно с прилегающими к нему трубами, имеющими индивидуальное спиральное оребрение.

6. Способ по пп.3 — 5, о т л и4р ч.а ю шийся тем, что перед навивкой на сердечник пакет труб заключают в кожух.

133407.8

Составитель E.Øâåö

Техред M,Дидык

Редактор M.Öèòêèíà

Корректор М, Демчик

Заказ 3954/40

Тираж б11 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проекл ая, 4