Теплообменный аппарат

Авторы патента:

F28D7/00 - Теплообменные аппараты с неподвижными трубчатыми каналами для двух теплоносителей, причем оба теплоносителя контактируют с разделяющими стенками канала

Владельцы патента RU 2650444:

Барон Виталий Григорьевич (RU)

Теплообменный аппарат, содержащий пучок теплопередающих труб, расположенный в корпусе с патрубками подвода и отвода теплоносителей трубной и межтрубной полостей, снабжен дополнительным патрубком подвода теплоносителя межтрубной полости, который расположен на корпусе в месте совпадения температур потока теплоносителя межтрубной полости, поступающего через этот патрубок, и потока теплоносителя межтрубной полости, движущегося внутри корпуса от другого патрубка к патрубку отвода. Дополнительный патрубок расположен под острым углом к продольной оси теплообменного аппарата и спутно потоку теплоносителя межтрубной полости, движущемуся внутри корпуса от другого патрубка подвода теплоносителя. Такое расположение дополнительного патрубка подвода теплоносителя межтрубной полости позволяет реализовать 2-ступенчатую схему подогрева воды горячего водоснабжения в одном корпусе теплообменного аппарата. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области теплотехники, в частности к рекуперативным теплообменным аппаратам.

Известен теплообменный аппарат, содержащий пучок теплопередающих труб, расположенный в корпусе с патрубками подвода и отвода теплоносителей трубной и межтрубной полостей (В.А. Андреев. «Теплообменные аппараты для вязких жидкостей», стр. 97, Государственное энергетическое издательство, 1961 г., Москва, Ленинград).

Основным недостатком известного устройства является отсутствие возможности подачи в межтрубное пространство теплообменного аппарата дополнительного потока теплоносителя межтрубной полости.

Известен теплообменный аппарат, выбранный в качестве прототипа, содержащий пучок теплопередающих труб, расположенный в корпусе с патрубками подвода и отвода теплоносителя трубной полости и двумя патрубками подвода и патрубком отвода теплоносителя межтрубной полости (Ю.Г. Назмеев и В.М. Лавыгин. «Теплообменные аппараты ТЭС», стр. 8, 9. Издательство МЭИ, 2002 г., Москва).

Снабжение межтрубной полости двумя патрубками для подвода теплоносителя межтрубной полости позволяет подать в корпус теплообменника дополнительный поток теплоносителя межтрубной полости. Однако симметричное, притом встречно направленное расположение этих патрубков снижает тепловую эффективность теплообменного аппарата в связи с установлением температуры смешанного потока на промежуточном уровне относительно температур двух потоков, приводит к повышенному местному гидравлическому сопротивлению в этой точке и не позволяет реализовать 2-ступенчатую схему подогрева воды горячего водоснабжения в одном корпусе теплообменного аппарата.

Задачей предлагаемого технического решения является обеспечение возможности подвода в межтрубную полость дополнительного потока теплоносителя, не снижая среднелогарифмический напор и не увеличивая местное гидравлическое сопротивление, реализация 2-ступенчатой схемы подогрева воды горячего водоснабжения в одном корпусе теплообменного аппарата.

Поставленная задача решается тем, что один из двух патрубков подвода теплоносителя межтрубной полости расположен на корпусе в месте совпадения температур потока теплоносителя межтрубной полости, поступающего через этот патрубок, и потока теплоносителя межтрубной полости, движущегося внутри корпуса от другого патрубка к патрубку отвода. Патрубок подвода теплоносителя межтрубной полости, расположенный на корпусе в месте совпадения температур потоков теплоносителя межтрубной полости, расположен под острым углом к продольной оси теплообменного аппарата и спутно потоку теплоносителя межтрубной полости, движущемуся внутри корпуса от другого патрубка подвода теплоносителя.

Расположение одного из двух патрубков подвода теплоносителя межтрубной полости в месте совпадения температур потока теплоносителя межтрубной полости, поступающего через этот патрубок, и потока теплоносителя межтрубной полости, движущегося внутри корпуса от другого патрубка к патрубку отвода позволяет подавать в межтрубную полость дополнительный поток теплоносителя, не снижая среднелогарифмический напор, что позволяет реализовать 2-ступенчатую схему подогрева воды горячего водоснабжения в одном корпусе теплообменного аппарата.

Расположение этого патрубка под острым углом к продольной оси теплообменного аппарата и спутно потоку теплоносителя межтрубной полости, движущемуся внутри корпуса от другого патрубка подвода теплоносителя, позволяет снизить гидравлическое сопротивление в месте слияния потоков среды межтрубной полости от двух подводящих к ней патрубков.

На рисунке 1 представлен заявляемый теплообменный аппарат. Поз. 1 - корпус, поз. 2 - патрубок подвода теплоносителя трубной полости, поз. 3 - патрубок отвода теплоносителя трубной полости, поз. 4 и поз. 5 - патрубки подвода теплоносителя межтрубной полости, поз. 6 - патрубок отвода теплоносителя межтрубной полости, поз. 7 - трубный пучок.

Теплообменный аппарат работает следующим образом. Теплоноситель трубной полости через патрубок подвода 2 входит в трубный пучок 7 и, пройдя по трубной полости, выходит из аппарата через патрубок отвода 3. Теплоноситель межтрубной полости входит в межтрубную полость через патрубок подвода 4 и движется по межтрубной полости к патрубку отвода 6. Дополнительный теплоноситель входит в межтрубную полость через второй патрубок подвода 5, расположенный в том месте, где температура дополнительного теплоносителя совпадает с температурой теплоносителя, уже движущегося в межтрубной полости, после чего совместный поток движется к патрубку отвода 6 теплоносителя межтрубной полости.

Например, требуется обеспечить 2-ступенчатую схему подогрева воды горячего водоснабжения здания. В этом случае греющая вода, войдя в межтрубную полость через первый патрубок подвода и пройдя 2-ю ступень, должна смешаться с водой, прошедшей систему отопления здания и поступающей в межтрубную полость через второй патрубок подвода. После этого общий поток движется к патрубку отвода среды межтрубной полости, т.е. проходит 1-ю ступень. Как правило, смешение должно происходить при условии равенства температур этих двух потоков греющей воды (т.е. того потока, который прошел 2-ю ступень, и того потока, который прошел систему отопления). Эта равновесная для обоих потоков температура определяется проектом и находится обычно в районе 40°С. Используя общеизвестные формулы расчета теплообменных аппаратов, можно достаточно точно определить место, где температура греющей воды, вошедшей в межтрубное пространство через патрубок 4, имеет значение, равное 40°С. Именно в этом месте и должен быть расположен дополнительный патрубок, подающий воду, прошедшую систему отопления.

Например, требуется подогреть по 2-ступенчатой схеме 10 м³/ч воды горячего водоснабжения от 5 до 60°С. При этом греющая вода, поступающая во вторую ступень, имеет расход, равный 10 м³/ч, и температуру 75°С, равновесная температура двух потоков греющей воды (прошедшей 2-ю ступень и прошедшей систему отопления) равна 40°С, а температура греющей воды на выходе из теплообменника имеет температуру 30°С. Выбирается, например, теплообменник с диаметром корпуса 100 мм и теплопередающими трубками 6 мм. По известным формулам определяется, что длина второй ступени должна быть равна 2450 мм, а длина первой ступени должна быть равна 1700 мм. Из этого вытекает, что полная длина корпуса теплообменника (с учетом исключения двух толщин трубных решеток) должна иметь длину 4100 мм. При этом место расположения патрубка, подающего в межтрубное пространство дополнительный поток греющего теплоносителя, прошедшего ранее систему отопления, находится на расстоянии 1700 мм от трубной решетки, расположенной со стороны входа в теплообменник нагреваемой воды горячего водоснабжения. Это расстояние на фиг. 1 обозначено буквой «X».

Использование предлагаемого теплообменного аппарата позволяет создать кожухотрубный аппарат, реализующий 2-ступенчатую схему горячего водоснабжения в одном корпусе.

1. Теплообменный аппарат, содержащий пучок теплопередающих труб, расположенный в корпусе с патрубками подвода и отвода теплоносителя трубной полости, двумя патрубками подвода и патрубком отвода теплоносителя межтрубной полости, отличающийся тем, что один из двух патрубков подвода теплоносителя межтрубной полости расположен на корпусе в месте совпадения температур потока теплоносителя межтрубной полости, поступающего через этот патрубок, и потока теплоносителя межтрубной полости, движущегося внутри корпуса от другого патрубка к патрубку отвода.

2. Теплообменный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что патрубок подвода теплоносителя межтрубной полости, расположенный на корпусе в месте совпадения температур потоков теплоносителя межтрубной полости, расположен под острым углом к продольной оси теплообменного аппарата и спутно потоку теплоносителя межтрубной полости, движущемуся внутри корпуса от другого патрубка подвода теплоносителя.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в устройствах для нагрева текучей среды. Устройство нагрева теплоносителя, представляющее собой теплообменную поверхность из продольно расположенных стальных трубопроводов, с переменным направлением движения теплоносителя посредством разворота стальных трубопроводов в сторону расположения горелочного устройства на 180 градусов, и примыкание друг к другу с образованием цилиндрической конструкции из рядов трубопроводов, при этом концевой трубопровод имеет ответвление, которое соединяется с поворотной плитой, образующейся за счет трубопроводов, являющихся продолжением цилиндрической конструкции и расположенных по отношению к цилиндрической конструкции под углом 90 градусов, имеющих различную длину, и с помощью стальных отводов обеспечивающих поворот движения теплоносителя на 180 градусов таким образом, что трубопроводы поворотной плиты, идущие в противоположном направлении, примыкают к трубопроводам поворотной плиты, идущим в прямом направлении, формируя поворотную плиту в виде круглого диска.

Труба теплообменника и отопительный котел, имеющий такую трубу теплообменника // 2647012

Изобретение относится к теплотехнике и может быть применено в отопительных котлах. У трубы (5) теплообменника отопительного котла (2), имеющей наружную трубу (10), по которой могут протекать уходящие газы топки котла, и которая может быть окружена с наружной стороны греющей водой, и вдвинутую в наружную трубу профильную вставку (11), которая для увеличения внутренней поверхности наружной трубы (10) имеет ребра (14), проходящие в ее продольном направлении (12), и находится в теплопроводящем контакте с наружной трубой (10), первый продольный участок (22) наружной трубы (10) выполнен в виде гладкостенного цилиндра, а второй продольный участок (23) наружной трубы (10) имеет по меньшей мере один элемент (24) для сужения поперечного сечения, сужающий проточное поперечное сечение, при этом профильная вставка (11) распространяется исключительно по первому продольному участку (22) наружной трубы (10).

Теплообменник кожухотрубчатый с изогнутыми трубками // 2639439

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в теплообменниках и реакторах кожухотрубчатой конструкции. В теплообменник, состоящий из корпуса, трубных решеток, перегородок и труб, трубы установлены с предварительным прогибом, при этом предварительный прогиб осуществляется за счет смещения отверстий для труб в перегородках или за счет смещения перегородок механизмом перемещения, а перегородки установлены с возможностью смещения в направлении предварительного смещения, причем перегородки в средней части теплообменника установлены неподвижно со смещением отверстий для труб, а корпус может быть выполнен с прогибом.

Теплообменник с вторичной складчатостью // 2635673

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении теплообменников, содержащих множество теплообменных элементов. Каждый теплообменный элемент выполнен из ребристого листа, имеющего множество полых ребер для создания внутреннего объема.

Теплообменный аппарат // 2629306

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в теплообменных аппаратах, в частности, для установок с интегральным ядерным реактором. В теплообменном аппарате коллектор 2 подвода питательной среды выполнен в крышке 4.

Экспериментальная установка для изучения теплообменных аппаратов // 2619037

Настоящее изобретение относится к области лабораторных теплофизических измерений и, в частности, к определению тепловых, аэродинамических и гидравлических параметров рекуперативных теплообменных аппаратов различных типов, выполняемых в ходе учебной подготовки специалистов в области теплотехнического оборудования, испытаний теплообменных аппаратов с целью определения их основных параметров.

Аппарат для охлаждения суспензий и растворов // 2614707

Изобретение относится к оборудованию гидрометаллургических производств, предназначено для охлаждения суспензий и растворов, например, в процессе разложения алюминатных растворов методом декомпозиции при производстве глинозема из любых видов глиноземсодержащего сырья.

Теплообменный элемент кожухотрубных теплообменников // 2596910

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в энергетической, нефтехимической, пищевой и других отраслях. Сущность изобретения: теплообменный элемент кожухотрубных теплообменников, имеющий в своем составе трубные доски и теплообменные трубки, характеризующийся тем, что теплообменные трубки после короткого технологического прямолинейного участка выполнены по винтообразной линии диаметром, соответствующим месту входа-выхода трубки в трубных досках, а теплогидравлические характеристики трубок по направлению от периферии к центру выравниваются увеличением по дуге угла между входом-выходом трубки, изменением диаметра трубок, дросселированием, а также их комбинацией, выдерживая равенство отношения I/dэ.

Система трубопроводов для теплообменников // 2596705

Изобретение относится к системе трубопроводов для теплообменников для транспорта вязких жидкостей с большим количеством отдельных теплообменников в виде элементов трубопроводов и с предопределенным контролируемым распределением температуры и/или давления вдоль системы трубопроводов, а также в поперечном сечении трубопроводов, отличающейся тем, что на равных промежутках системы трубопроводов предусматриваются теплообменники в виде элементов трубопроводов, причем равные промежутки выбираются таким образом, чтобы поддержать предопределенное распределение температуры и/или давления, причем в теплообменниках предусматриваются средства, поддерживающие определенную температуру вязкой жидкости, транспортируемой в трубопроводе для теплообменника, а также в качестве опции смесительные элементы, чтобы в зависимости от поперечного сечения трубопроводов поддерживать заданное распределение температуры и/или давления в поперечном сечении трубопроводов, и причем, по меньшей мере, 30% длины системы трубопроводов для теплообменников оборудовано теплообменниками, а также к способу транспорта вязких жидкостей с помощью трубопроводов для теплообменников.

Теплообменный модуль // 2596685

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано для создания высокоэффективных малогабаритных теплообменников. В теплообменном модуле, включающем полый цилиндрический корпус, ограниченный торцевыми концевыми пластинами с отверстиями для прохождения первой среды по расположенным внутри корпуса сквозным каналам и имеющий в боковой стенке вблизи торцевых концевых пластин отверстия для входа и выхода второй среды, а также примыкающие к наружным сторонам торцевых концевых пластин замкнутые полости для подвода и отвода первой среды, все соседние каналы для прохождения первой среды соединены между собой продольными ребрами, разделяющими межканальное пространство на отдельные продольные каналы для прохождения второй среды и имеющими длину, меньшую длины каналов для прохождения первой среды с образованием кольцевых камер для накапливания второй среды, включающих отверстия в стенке корпуса для входа и выхода второй среды.