Теплообменный элемент

Союз СоветскиеСоциалистическиеРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯк двтовскомю свидвильствю и 909559(23)ПрнорнтетОпубликовано 28.02. 82. Бюллетень8 во делам изобретений и открытия(5 З) УЙК 62156558(088.8) Дата опубликования описания 28,02 .82 Р.Х.Иухутдинов, Л.И,Коваленко и АД.Иингажев(72) Авторы изобретения Уфимский нефтяной институт и Украинский, научноисследоаательский институт химического машиностроения(54) ТЕПЛООБИЕННЫЙ ЗЛЕИЕНТ еИзобретение относится к теплообменной аппаратуре, применяемой в нефтеперерабатывающей, нефтехимической, газовой и других отраслях промьивлен" ности.Известен сварной теплообменный эле- ф мент, выполненный из самостоятельных гофрированных пластин образующих распределительные и собирающие коллекторы, которые обеспечивают противоточное движение теплоносителеи Ц .м ОНедостатками теплообменного элемента являются необходимость выполнения при его изготовлении большого объема сварочных работ со сложной тех 3 нологией и трудоемкость создания компактного теплообменного элемента с большой поверхнотсью по ходу теплоносителей, так как его протяженность ограничена размерами самостоятельной . гофрированной пластины.Известен также теплообменный элемент, выполненный из складывающейся зигзагообразной ленты с гофрированны" ии участками на плоских частях между сгибами, причем гофрирование выполнено по одну сторону от плоскости ленты. Конструкция обеспечивает противо- точное движение теплоносителей в каналах между плоскими частями ленты в поперечном ей направлении 121.В теплообменном элементе сокращен объем сварных работ, однако невсзможность создания большой поверхности в теплообменном элементе по ходу теплоносителя вдоль плоских частей лен" ты, поскольку в нем путь противоточного движения теплоносителя организован только по ее ширине, является недостатком. Кроме того, не обеспечиваются равные условия движения теплоносителей между пластинами.Наиболее близкий по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому теплообменный элемент, выполненный из складывающейся зигзагообразно ленты с гофрированными участками на плоских частях меж3ду сгибами и с распределительнымии собирающими коллекторами, обеспечвающими, противоточное движение теплоносителей. Причем гофрирование осществлено в форме чередующихся изолированных гладких каналов, выступащих по обе стороны плоскости ленты,поперек ленты 31.Однако в известном теплообменномэлементе противоточное движение тепдоносителей возможно только поперекленты, конструкция элемента не позволяет создавать большие поверхноств направлении движения теплоносителКроме того, образуемые по обоим торцам ленты на плоских участках распрделительные коллекторы дополнительнсокращают поверхность противоточногдвижения теплоносителей. Гладкие каналы гофр, выполненные поперек лентыне обеспечивают эффективного теплообмена между теплообменивающимися средами,Цель изобретения - интенсификациятеплообмена путем увеличения поверхности теплообмена по ходу противоточного движения теплоносителей,Указанная цель достигается тем,что теплообменный элемент в виде эигзагообраэно сложенной ленты, в плоских частях которой выполнены гофры,образующие каналы для противоточногодвижения теплоносителей, снабжен ограничительными полосами, установленными между плоскими частями ленты взоне гофр, расположенных продольнопоследним и снабженных поперечнымигофрами.На фиг. 1 изображен теплообменныйэлемент (разборный вариант теплообменника, элементы корпуса которогораздвинуты относительно теплообменного элемента с одной боковой стенкой); нэ фиг. 2 - часть теплообменного элемента с одной боковой стенкона фиг. 3 - то же, с боковой стенкойи ограничительными полосами, вид вплане,Теплообменник состоит из корпусаи теплообменного элемента,Корпус включает две боковые 1 и,две торцовые 2 стенки, коллекторы 3выхода теплоносителей с патрубками 4входные верхнюю и нижнюю крышки 5,выполняющие роль распределительныхколлекторов, с патрубками 6. В раз"борном варианте (фиг. 1) теплообменника имеются стяжные элементы (непоказаны), Теплообменный элемент из 909559 4говлен на основе ленты 7, сложенной и- зигзагообразно. На плоских частях 8ленты выполнены гофрированные участу- ки, например, в виде эигэагообраэых каналов 9 вдоль ленты, выступаюю- щие по обе стороны ее плоскости. Приэтом смежные гофрированные участкимогут стыковаться как вершинами каналов, так и частичным вхождением вершин каналов одной стороны ленты восновании каналов другой стороны ленты, как показано на фиг. 2 и 3. Зиги эагообразные каналы 10 образованеи ные поперечным гофрированием их боковых стенок повышают эффективность е- теплообмена за счет турбулизации поо тока теплоносителя. На сгибах ленты о образуются собирающие коллекторы 11,внутри которых устанавливаются пластины (не показаны), обеспечивающиежесткость и условия равноскоростногодвижения теплоносителей к выходу.Для исключения деформации при больших разностях давления между плоскимипрофилированными участками каналовустановлены плоские или профилированные пластины 12. Начало и конец ленты 7 теплообменного блока на сгибахпривариваются к боковым стенкамкорпуса, образуя полуканалы. В разборном варианте герметизация может бытьобеспечена эа счет установления поторцам боковой стенки 1 и ленты 7эластичной полутрубы (не показана)и последующей стежки теплообменногоблока торцовыми стенками каким-либо .стяжным устройством (не показано),В сварном неразборном варианте теплообменника торцовая стенка образуетсяпосредством гребенок с плоскими фланцами с одной стороны (не показаны),привариваемых по торцам теплообменного блока герметично с.одной стороны и с отверстиями из коллекторов 11 й; для выхода теплоносителей в коллек"45тор (фиг. 1) с другой стороны, однако, выход их может быть сделан и собеих сторон теплообмемника.Теплообменный элемент на примере50разборного теплообменника работаетследующим образом.Теплоносители поступают через патрубки 6.в верхнюю (например пар) инижнюю (например охлаждающая жидкость) крышки 5 и, распределившись55по каналам 9, двигаются по ним противотоком, теплообмениваясь междусобой чеРез поперечно гофрированныеканады 10. При этом пар образует кон5 9095 денсат. Пройдя каналы,теплоносители собирают в коллекторах 11, откуда выводятся через отверстия в торцовых стенках коллекторов 3 и через патрубки ч за пределы теплообменника,Таким образом, предлагаемый тепло- обменный элемент обеспечивает возможность создания компактных аппаратов с большой требуемой теплообменной поверхностью, определяемой чис лом гофрированных участков по ходу движения теплоносителей, с одним цельным теплообменным элементом. Причем увеличение поверхности достигается и за счет использования для про" д тивоточного движения всей ширины ленты, тогда как в известных конструкциях часть ширины ленты используется для создания распределительнь 1 х и собирающих коллекторов. Кроме того, вы- рв полнение гофрирования участков в виде зигзагообразных каналов вдоль ленты требует более простых штампов при сохранении высокой эффективности теп-. лообмена за счет поперечного гофриро з вания стенок каналов с шагом, обеспечивающим наибольший эффект турбуаиэации, За счет упрощения конструкции, ее компактности, уменьшения металло- емкости на единицу поверхности, упро-зв щения технологии изготовления может быть получен большой зкономический эффект, При изготовлении теплообменного элемента для гофрирования плоских участков могут быть использованы штампы и прессы, используемые в производстве пластинцатых теплообменников.Формула изобретенияТеплообменный элемент в виде зигзагообразно сложенной ленты, в плоских частях которой выполнены гофры,образующие каналы для противоточногодвижения теплоносителей, о т л ич а ю щ и й с я тем, цто, с цельюйнтенсификации теплообмена путем увеличения поверхности теплообмена походу противоточного движения теплоносителей, он снабжен ограничительными полосами, установленными междуплоскими частями ленты в зоне гофр,расположенных продольно последним иснабженных поперечными гофрами.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Антуфьев В.и Гусев Е.К.,Иваненко В.В. и др, Теплообменныеаппараты из профильных листов. Л