Змеевиковый теплообменник

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11>

2 А1 (51)4 F 28 D 7/ог, F 28 F.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3689726/24-06 (22) 09.01.84 (46) 07.02.88. Бюл. В 5 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт атомного энергетического машиностроения и Центральный научноисследовательский институт технологии машиностроения (72) В.П.Глебов, А.Н.Вьюнов, В.М.Мазаев, В.И,Хренков, Г.Х.Чечик, С.С.Бычкова, Л.Я.Кадигробов,В.И.Гришаков, Б.Ф.Вакуленко, Е.Ф.Минка и Г.Л.Командиров (53) 621.565.94 (088.8) (56) 1. Домашнев А.Д. Конструирование и расчет химических аппаратов.

М.: Машгиэ, 1961, с. 377.

2. Авторское свидетельство СССР

У 279237, кл. F 28 D 7/02, 1980. (54) (57) 1. ЗМЕЕВИКОВЫИ ТЕПЛООБМЕННИК, содержащий корпус, внутри которого размещена цилиндрическая оправка с рядами витков эмеевиковых труб, концы которых закреплены в отверстиях трубных решеток, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности, в корпусе дополнительно установлены опорные доски с прорезями под фиксаторы,упирающиеся в витки труб, и отверстиями для концов змеевиковых труб, расположенными соосно отверстиям в трубных решетках.

2. Теплообменник по п, 1, о т л ич а ю шийся тем, что витки труб в местах контакта с фиксаторами снабжены защитными проставками.

3. Теплообменник по пп,1 и 2, о тл и ч а ю шийся тем, что проставки выполнены из материала с меньшей твердостью, чем фиксаторы и трубы.

1 13721

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при конструировании змеевиковых теплообменников, преимущественно вертикальных.

Известны конструкции змеевиковых теплообменников, поверхность теплообмена которых представляет собой цилиндрическую спираль, изготовлен- ip ную из трубы, навитой вокруг цилиндрической оправки (1).

Однако отсутствие устройств,удерживающих змеевик на оправке, излишне нагружает сварное соединение тепло- 15 обменника труба — трубная доска,снижая его надежность в работе.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является вертикальный теплообменник, теплообменная поверхность которого выполнена из многорядной и многоходовой спирали, навитой вокруг цилиндрической оправки и закрепленной в трубных досках своими концами (27, 25

Недостатком известного устройства является ее низкая надежность, обусловленная опасностью разгерметизации сварного соединения труба— трубная доска из-за действия веса 3р трубчатой теплообменной поверхности на указанное сварное соединение, а также передачи дополнительных усилий от теплообменной поверхности за счет ее температурных удлинений.При этом вероятность разгерметизации значительно возрастает в условиях сейсмических нагрузок, приводящих,в зависимости от места установки теплообменника, к значительным перегруз" 4 .кам.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в эмеевиковом теплообменнике, содержащем корпус, внутри которого размещена цилиндрическая оправка с рядами витков эмеевиковых труб, концы которых закреплены в отверстиях трубных решеток, в корпусе дополнительно установлены опорные

50 доски с прорезями под фиксаторы,упирающиеся в витки труб, и отверстиями для концов эмеевиковых труб, расположенными соосно отверстиям в труб55 ных решетках °

Витки труб в местах контакта с фиксатором могут быть снабжены защитными проставками.

72

Проставки могут быть выполнены иэ материала с меньшей твердостью, чем фиксаторы и трубы.

На фиг. 1 изображен змеевиковый теплообменник, общий вид; на фиг.2 верхний узел фиксации витков змеевиковых труб, на фиг. 3 — разрез А-А на фиг. 2, на фиг. 4 — опорная доска, при другом варианте фиксации труб, на фиг. 5 — узел упора фиксаторов в витки; на фиг. 6 — разрез

Б-Б на фиг.5.

Теплообменник содержит корпус 1, в котором установлена цилиндрическая оправка 2 с рядами витков многоходовых эмеевиковых труб 3, концы 4 которых закреплены в трубных решетках

5 и 6, соединенных с корпусом 1 сварными соединениями 7 и 8. На концах оправки 2 имеются опорные доски

9 и 10 с прорезями 11, в которых закреплены фиксаторы 12 (фиг. 3), или отверстиями, в которых закреплены фиксаторы 13 (фиг. 4). Опорные доски 9 и 10 соединены с корпусом 1 центрирующими кольцами 14 и 15. К трубным решеткам 5 и 6 с помощью сварных соединений 16 и 17 крепятся крышки 18 и 19 с патрубками 20 и 21, образуя входную 22 и выходную 23 камеры трубного пространства. Патрубки 24 и 25 организуют вход и выход среды в межтрубном пространстве ° Отверстия 26 обеспечивают вход и выход среды межтрубного пространства через опорные доски 9 и 10. Между фиксаторами 12 и 13 и витками змеевиковых труб 3 расположены защитные проставки 27, например втулки, выполненные иэ более мягкого материала, чем фиксаторы и витки змеевиковых труб.

В качестве материала для изготовления проставок может быть использована сталь с твердостью НВ 135-170, а в качестве материала фиксаторов и витков теплообменных труб — сталь с твердостью НВ 180-230.

Изготовление теплообменника происходит следующим образом.

Цилиндрическая оправка 2 с установленной на одном ее конце опорной доской 9 эажимается в центрах токарно-винторезного станка. Затем последовательно навиваются витки каждого ряда змеевиковых труб 3, после чего осуществляется монтаж опорной доски

10 на втором конце оправки 2. Затем в прорези 11 (фиг. 3) вставляются

1372172 фиксаторы 12 или в специальные отверстия (второй вариант) вставляются фиксаторы 13 (фиг. 4) до упора в витки змеевиковых труб 3, после чего фиксаторы свариваются со своей опорной доской 9 и 10 ° При необходимости, между фиксаторами и витками теплообменной поверхности помещаются проставки, например втулки 27 (фиг,5 и 6), предохраняющие витки от возможных механических, повреждениИ со стороны фиксаторов.

После этого собранный узел демонтируется со станка и устанавливается на специальном стапеле, где производится монтаж корпуса 1 теплообменника, в котором опорные доски 9 и 10 центрируются соответствующими центрирующими кольцами 14 и 15. Затем производится монтаж трубных решеток

5 и 6, во время которого концы 4 эмеевиковых труб 3 проходят через отверстия в этих решетках, выполненные соосно с отверстиями в опорных досках 9 и 10, после чего выполняются сварные соединения 7 и 8 между корпусом 1 и трубными решетками 5 и 6. Затем производится развальцовка и заварка концов 4 в . трубных решетках 5 и 6 и приварка крышек 18 и 19 к трубным решеткам.5 и 6 сварными соединениями 16 и 17.

Теплообменник работает следующим образом.

По стрелке В входит среда в патрубок 24, поступает через отверстия

26 опорной доски 9 в межтрубное пространство, омывает витки рядов многоходовой трубчатой теплообменной поверхности и проходя через отверстия

10 36 опорной доски 10, выходит через патрубок 25 по стрелке Г.

По стрелке Д входит среда через патрубок 21 во входную камеру 22 трубного пространства, откуда параллельно через концы 4 проходит внутри труб 3 и через выходную камеру 23 трубного пространства и патрубок 20 выходит по стрелке Е.

Усилия, возникающие от действия веса змеевиковых труб 3, за счет температурных изменений, а также от воздействия возможных сейсмических нагрузок передаются через фиксаторы

12 (13), опорные доски 9 и 10,центрирующие кольца 14 и 15 на корпус 1, в то время как сварные соединения концов 4 змеевиковых труб 3 с труб30 ными решетками 5 и 6. значительно разгружаются. Это повышает надежность этих соединений, а значит и надежность работы теплообменника в целом.

)372)72

1372172

27

Составитель О.Акимова

Редактор Н.Лазаренко Техред А.Кравчук Корректор Л.Патай

Заказ 471/33 Тирах 606 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ухгород, ул. Проектная, 4