Теплообменник

(46) 07,11.92. Бюл. й (71) Омское научнодинение микрокрио криогенмаш" (72) В.И.Сашников (56) Авторское свид М 1183817, кл. Е 28Авторское сеид 1 ч". 1298504, кл. Е 28 1оизводственное объеной техники "Микроельство ССС7/02, 1982,ельство ССС7/02, 1985. 54) ТЕГ 1 ЛООБМЕННИ ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 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, М 820356, кл. Р 25 В 5/00). К недостаткам даннои 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(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 пространстве смежных змеевиков на глубину, равную 1/3 диаметра витка, 3 з,п, ф-лы, 2 ил,ходной патрубки расположены на одной оси (авт. св. Гч. 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 (АКДС 177414870 М 2, АКДСМ 2-01, Альбом рисунков к техническому описанию и инструкции по эксплуатации КО 101.000-Т 01, 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 дополнительно установлена 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 га 510 зоотводную 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 2025303540крышке 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 следующимобразом. Теплоноситель по трубе поступает враздающий 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 инаправляется 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, вокругкоторого навиты отдельные змеевики из труб, и раздающий и собирающий коллекторы сред трубного и межтрубного пространств, отл и ч а ю щи й 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, 17741482. Теплообменник по п.1, о т л и ч а ющ и й с я 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 ющ и й с я тем, что витки труб смежных змеевиков скреплены друг с другом в местахкасания ребер,4. Теплообменник по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в кожухе дополнительно5 установлена газоотводная трубка, выходной конец которой расположен в собирающем коллекторе среды межтрубногопространства,1774148 Редактор. Т,О енно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 10 Произ Заказ 3918ВНИИПИ Госуда Составитель В,СашниковТехред М.Моргентэл Корректор А:Воров Тираж Подписноевенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раущская наб., 4/5