Способ изготовления трубчатого теплообменника

ОП ИСАНИЕИЗОВРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическикРеспублик и 740353 фуу,ЪФр., ФЭ 151)М. Кл,ояолнителькое к авт. свид-ву % 64830(22) Заявлено 20.03.7 8 (21) 2595844/25-27 В 210 В 23 Р 39/06 15/26 исоедннением заявкн оритетбликован о 15,0680. Бюллет кования,описания 1 нь %22 .06. 80 3) Уд К 621.774.(54) СПОСОБ И.ЗГОТОВЛЕНИЙ ТРУ ТЕПЛООБМЕННИКА ОГО 5,Ф спр Геоударотвоннмк комитат СССР по делам нзооретоннй 0 н открытнйИзобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к способам соединения частей изделия пластическим . деформированием, и является усовершенст вованием известного способа.По основному авт. св. % 648309 известен способ изготовления трубчатого теплообменника, включающий операции изготовления трубной решетки с отверстиями для теплообменных трубок, расюложенных рядами по конпентрическим по-,О верхностям, размещение трубок концами в отверстиях и их крепление посредством деформировання коннов.В известном способе .трубную решетку изготовляют путем выполнения в предварительно полученных обоймах на внутренней поверхности каждой параллельно оси углублений в количестве, соответствующем числу трубок в данном ряду, установки в каждую обойму предварительно изготовленной гофрированной обечайки, располагая вершины гофров между углублениями в обойме, деформирование произ 2водят после установки трубок в отверстия, образованные углублениями обоймы и гофрами обечайки, путем раздачи обечайки в радиальном направлении, после чего обоймы размещают концентрично одну относительно,другой, а в зазорах устанавливают дополнительные обечайки. Кроме того, концы трубок перед сборкой деформируют до треугольной формы, при этом углубления в обойме выполняют также треугольной формы, а деформирование гофрированной обечайки совместно с концами труб ведрт в условиях, обеспечивающих их диффузионную сварку с обоймамн. Недостаток известного способа заклю чается в том, что предварительно гофрированную обечайку необходимо деформировать в радиальном направлении для обеспечения плотного закрепления трубок в углублениях обоймы, Операция деформирования достаточно сложна, вследстви чего усложнается технология изготовле ниа теплообменника в целом, так как3 7403 приходится по"ледовательцо осчце;твлять деформирование всех обечаек от наибольшей до наименьшей в процессе изготовления теплообменника,Бель изобретения - упрощение техно 5 логии изготовления теплообменника.Это достигается тем, что в предлагаемом способе обечайку выполняют из сплава типа "нитинол (титан-никель), перед гофрированием фиксируют форму обечайки в состоянии, соответствующем конечному после ее раздачи, а раздачу обечайки после гофрироваиия и установки в обойму обеспечивают путем ее нагрева.На фиг. 1 показана часть кольцевой трубной решетки с закрепленными тепло- обменными трубками, разрез; на фиг. 2 - . часть обоймы, в которую вставлены теплообменные трубки и гофрированная обечайка из, сплава никель - титан, раз 20 рез. В обойме 1 и углублениях 2 выполненных по ее внутренней поверхности вставлены теплообмеццые трубки 3, которые подкреплены обечайкой 4, плотно прилегающей по внутренней поверхности обоймы, Собранные концентрично несколько обойм с закрепленными в них трубками образуют трубные решетки и теплообмецную зону теплообмецника,30Способ осуществляется следующим образом. Из сплава никель-титан ( "нитинол) изготавливают обечайку 4, имеющую фор-.35 му, совпадающую с формой внутренней поверхности обоймы 1, например в форме цилиндра, наружный диаметр которого равен внутреннему диаметру обоймы 1 .Для того, чтобы зафиксировать форму ци 40 лицдра с заданным размером наружного диаметра, обечайку из сплава никель - титан помещают в форму, внутренний диаметр которой равен внутреннему диаметру обоймы 1, нагревают до темпио 45 ратуры 100-130 С и затем охлаждают.В результате нагрева в условиях, це допускающих деформацию, обечайка чз сплава никель-титан запоминает" заданную ей форму цилиндра с заданным наруж 50 ным диаметром. Жтем гофрируют никельтитацовую обечайку (см. поз. 4 на фиг. 2) и вставляют ее внутрь обоймы 1 так, чтобы в промежутках между обечайкой и углублениями 2 в обойме можно55 было разместить трубки 3. Размещают трубки 3 (при необходимости снаружи трубок размещают уплотнительные прокладки из мягких, легкодеформируемых мате 53 4риалов, например из меди, алюминия, стали, полиуретана, и других материалов) и осуществляют нагрев никел титановойо обечайки до температуры 60 70 С. В результате нагрева гофрированная обечайка самопроизвольно восстанавливает свою первоначальную цилиндрическую форуму и плотно прилегает по внутренней поверхности обоймы 1, Никель-титановый сплав содержит 55 вес. % никеля и.45 вес. % титана, Предел текучести такого сплава более 30 кг/мм, и при самопроизвольном восстановлении формы обечайка способна реализовать усилия, необходимые для плотного закрепления концов теплообменных трубок в обоймах, Величина усилий легко рассчитывается при изготовлении обечайки и может быть подобрана заранее за счет толщины обечайки. Для предотвращения смятия стенок теплообменных трубок в процессе самопроизвольного:деформирования никель- титановой обечайки внутрь трубок могут быть заранее вставлены твердые вставки, предотвращающие смятие концов трубок. Изготовленный таким образом трубчатый теплообменник работает следующим образом. Теплоноситель высокого давления пропускают внутри трубок 1 и выводят в коллектор за пределы трубной решетки. Теплоноситель низкого давления пропускают снаружи трубок 1 и в кольцевых промежутках между обечайками 4 и обоймами 1 и выводят за пределы трубной решетки. Поскольку никель-титановый сплав работоспособен при повышенных температурах .(его температура плавления л 1300 С), то конструкция изготовлен;. ная по предлагаемому способу обеспечиваетт возможность работы теплообмениика при температурах порядка 900 С с обесопечением плотного герметичного закре пления трубок в трубных решетках,Использование предлагаемого способа изготовления трубчатого теплообмеццика обеспечивает по сравнению с известным способом следующие преимушеств;1:возможность упрощения техцологии изготовления теплообмеццика за счет исключения операций по деформироваиию подкрепляющей обечайки, совершенно не-, обходимых ири изготовлении теилообмец, ника известным способом;возможность проведения операций изготовления теплообмеццикд при невысоких температурах, порядка 100-130 С, чтоСоставитель И. КапитоновНечаева Техред Н, Комлем Корректор Г. Назаро Редак каз 3086/9 ЦНИИПИ ос по делам 113035, Москираж 986 рст венного бретенийЖ;-35, Ра Под писомитета СССР отк ска тийнабд, 4/ ПП "Патент", г. Ужгород, ул, Проект лна 5 74038 также упрощает изготовление, так как не требует применения высокотемпера гурного нагрева для деформирования подкрепляющей обечайки;универсальность процессов сборки и закрепления труб в обоймах, так как никель-фгитановая обечайка с эффектом памяти позволяет закреплять трубки круглой, овальной, многоугольной и любых других форм в обоймах также любой формы. 3 6Формула изобретенияСпособ изготовления трубчатого теплообменника по авт, св. % 648309, о г.- л и 1 а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения технологии изготовления теплообменника, обечайку выполняют из сплава типа "нитинол (никель-гитан), перед гофрированием фиксируют форму обечайки в состоянии, соответствующем конечному после ее раздачи, а раздачу обечайки после гофрирования и установки в обой му осуществляют путем ее нагрева.