Теплообменник

 

Использование, теплообменная техника различного назначения. Сущность изобретения: теплообменник содержит кожух 1 с размещенным внутри сердечником 3, вокруг которого навиты отдельные змеевики из труб, и раздающий и собирающий коллекторы сред трубного и межтрубного пространств . Оси змеевиков расположены по винтовой линии относительно оси сердечника 3, причем витки каждого змеевика установлены в межвитковом пространстве смежных змеевиков на глубину, равную 1 /3 диаметра витка. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (сн F 28 D 7/08

ГОСУДАРСТ8ЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) TEllËOÎÁÌÅHÍÈÊ (21) 4811482/06 (22) 09.04.90 (46) 07,11.92. Бюл. N 41 (71) Омское научно-производственное объединение микрокриогенной техники "Микрокриогенмаш" (72) В.И.Сашников (56) Авторское свидетельство СССР

N 1183817, кл. F 28 0 7/02, 1982, Авторское свидетельство СССР

N 1298504, кл. F 28 С 7/02, 1985.

Изобретение относится к теплообменной технике и может быть испол ьзовано при конструировании теплообменников в энергетической, нефтехимической, химической и других отраслях промышленности.

Известен теплообменник, содержащий корпус с размещенными внутри секциями, выполненными в виде змеевиков, подключенных к раздающим и собирающим коллекторам, в которых часть витков змеевика одной секции размещена с чередованием по длине змеевика между витками смежной секции (авт. св. ¹ 820356, кл. F 25 В 5/00).

К недостаткам данной конструкции следует отнести отсутствие турбулентности потока охладителя по всему сечению корпуса, т.е. наличие мертвых зон, и значительную трудоемкость изготовления.

Известен теплообменник, содержащий размещенный в кожухе пучок труб с трубными решетками, причем, одна из решеток повернута вместе с трубами на 180 относительно другой так, что входной и вы„, Ы„„ 1774148 А1 (57) Использование; теплообменная техника различного назначения, Сущность изобретения: теплообменник содержит кожух 1 с размещенным внутри сердечником 3, вокруг которого навиты отдельные змеевики из труб, и раздающий и собирающий коллекторы сред трубного и межтрубного пространств. Оси змеевиков расположены по винтовой линии относительно оси сердечника 3, причем витки каждого змеевика установлены в межвитковом и ространстве смежных змеевиков на глубину, равную 1/3 диаметра витка, 3 з.п, ф-лы, 2 ил, ходной патрубки расположены на одной оси (авт. св. ¹ 1145234).

Недостатками данной конструкции являются низкая турбулентность и низкая эффективность теплообмена из-за наличия застойных зон в местах ввода и вывода охлаждающей среды на поверхностях трубок с обратной стороны потока, а также низкая надежность из-за перетирания трубок в местах их касания при развороте трубной решетки на 1800.

Известен принятый за прототип, состоящий из корпуса, имеющего пэтрубок входа охлэдителя, расположенного в нижней части торца кожуха и выхода охладителя, расположенного в противоположной цилиндрической части кожуха, и сердечника, представляющего собой цилиндрическую трубу с навитыми на него трубками, неподвижно скрепленными друг с другом и с прокладками, образующими зазор для прохода охладителя. Сердечник выполнен конструктивно многоходовым с коллекторами входа и выхода теплоносителя (АКДС1774148

10

25

35

70М2, АКДС-70М2-01. Альбом рисунков к техническому описанию и инструкции по эксплуатации КО 101.000-Т01, рис.7, Холодильник Ч ступени РИО. Упрполиграфиздат, Омская обл. типография, Омск, 1986).

Недостатками данной конструкции являются недостаточный теплообмен, наличие застойных зон, как в местах ввода и вывода охладителя, так и с обратных сторон по ходу охладителя в трубках, Низкая надежность данной конструкции характеризуется разрывом витков трубок в местах их крепления друг с другом и касаний с кожухом.

Цель изобретения — интенсификация теплообмена, повышение надежности конструкции при ее. эксплуатации, зкономия материалов.

Цель достигается созданием турбулентного потока в раздающем коллекторе межтрубного пространства и в собирающем коллекторе трубного пространства, заключенных в кожух, при помощи оребренных труб. причем, оси змеевиков расположены по винтовой линии относительно оси сердечника. Витки каждого змеевика установлены в межвитковом пространстве смежных змеевиков на глубину равную 1/3 диаметра витка, Раздающий коллектор среды межтрубного пространства и собирающий коллектор среды трубного пространства расположены в сердечнике с противоположных его сторон, Витки труб смежных змеевиков скреплены друг с другом в местах касания ребер. В кожухе дополнительноустановлена газоотводная трубка, выводящая газ из зоны максимального газообразования теплообменника, как за счет давления самого газа, так и за счет эжекции потока охладителя, чем достигается улучшение теплообмена и повышение надежности.

Такая конструкция позволяет турбулизировать поток охладителя в любом сечении пучка змеевиков, изменяя направление потока за счет оребрения, расположения витков поперек потока и их смещения относительно друг друга и дополнительно по винтовой линии, а расположение раздающего коллектора среды межтрубного пространства и собирающего коллектора среды трубного пространства в сердечнике с противоположных его сторон. дополнительно снижает недорекуперацию теплообмена и обеспечивает равное распределение потока охладителя по всему периметру змеевиков.

На фиг.1 изображен предлагаемый теплообменник, продольный разрез; на фиг,2— разрез А-А на фиг.1.

Многоходовой кожухотрубный теплооб менник состоит из кожуха 1, имеющего raзоотводную трубку 2 с патрубком выхода охладителя и газа, сердечника 3, вокруг которого навиты отдельные змеевики из труб.

Витки труб смежных змеевиков скреплены друг с другом в местах касания ребер. Оси змеевиков расположены по винтовой линии относительно оси сердечника, причем витки каждого змеевика установлены в межвитковом пространстве смежных змеевиков на глубину равную 1/3 диаметра витка. В крышке сердечника имеется коллектор входа теплоносителя и коллектор выхода теплоносителя, который расположен центрально оси кожуха, при этом конструктивно обеспечивается надежность закрепления сердечника в кожухе теплообменника.

Теплообменник работает следующим образом.

Теплоноситель по трубе поступает в раздающий коллектор среды трубного пространства и по змеевикам, турбулизуясь за счет изменения движения по виткам, попадает в сечение коллектора выхода теплоносителя, имеющего температуру охладителя, дополнительно охлаждается в нем и далее, направляется в линию потребления.

Охладитель поступает в раздающий коллектор среды межтрубного пространства, из отверстий коллектора равно распределяется по периметру кожуха и направляется к патрубку выхода собирающего коллектора среды межтрубного пространства. За счет того, что на пути движения потока охладитель постоянно встречает витки змеевика и их ребрами разбивается на множество составляющих, чем создается его турбулизация. Неподвижное крепление в местах касания ребер витков труб при их заходе друг за друга обеспечивает сохранение геометрических размеров витков труб при температурных деформациях, что повышает надежность и срок эксплуатации. Суммарное влияние указанных отличий обеспечивает эффективность применения данной конструкции, улучшение теплообмена, снижение материалоемкости, Формула изобретения

1. Теплообменник, содержащий кожух с размещенным внутри сердечником, вокруг которого навиты отдельные змеевики из труб, и раздающий и собирающий коллекторы сред трубного и межтрубного пространств, о тл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью интенсификации теплообмена при использовании оребренных труб, оси змеевиков расположены по винтовой линии относительно оси сердечника, причем витки каждого змеевика установлены в межвитковом пространстве смежных змеевиков на глубину, равную 1/3 диаметра витка, 1774148

2. Теплообменник по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что раздающий коллектор среды межтрубного пространства и собирающий коллектор среды трубного пространства расположены в сердечнике с противоположных его сторон.

3. Теплообменник по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что витки труб смежных змеевиков скреплены друг с другом в местах касания ребер.

4. Теплообменник по п.1. о т л и ч а юшийся тем, что в кожухе дополнительно

5 установлена газоотводная трубка. выходной конец которой расположен в собирающем коллекторе среды межтрубного пространства.

1774148

Составитель В,Сашников

Техред М.Моргентэл Корректор А:Ворович

Редактор T,oðëîâà

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3918 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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