Способ изготовления теплообменной трубы

(71) Лейинградский институт машиностроения-АаторСкоесвидетельство СССР М 1449821, кл, Р 28 Р 1/02, 1984.Авторское свидетельство СССР М 1380334, кл. Г 28 Р 1/40., 1987.Бажан П.И., Каневец Г.Е Селиверстов . В,М. Справочник по теплообменным аппа-. ратам. М.: Машиностроение, 1989, с. 72.(57) Использование; теплообменные аппа. раты и конденсаторы паровых турбин. Сущность изобретения: изготавливают вставку1 с переменным поперечным сечением, которую затем устанавливают в трубу с образованием конфузорно-диффузорныхучастков, Вставку 1 при атом выполняют издвух идентичных частей, каждая из кото-рых состоит из ленты и прикрепленньх кней конических полуобечаек 4 и 5, а передустановкой частей вставки 1 в трубу лентыжестко соединяют друг с другом. 1 з,п, ф-л ы,6 ил,г.1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ И К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕ 1758386 А 120 ружной поверхности 40 45 50 Изобретение относится к кожухотрубным теплообменникам и может быть использовано в теплообменныхаппаратах и в:конденсаторах паровых турбин.Известна теплообменная труба, содержащая конфузорно-.диффузорные "участки,при этом внайменьшем сеченииэти участки. имеют форму.правильных многоугольйикови мн.огоугольйикКаждого последуащегоучастка повернут.бтносительно предыдущего. Прииротекэнии рабочей среды по.трубепрбисходит.ее"последовэтельное расшире-ние и сжатие йаконфузорно-диффузорном .: участке. При этом среда турбулизуется. Поворот конфузорно-диффузорного участка исоответственно участков перехода один относительно другого обеспечивает дополни: тельную турбулентность пристенного слояпотока оэбочей среды, Наружный поток рабочей среды турбулизируется за счет пере-ходных участков больше, чем при омываниикруглой гладкой трубы.Недостатками такой .теплообменнойтрубы являются невозможность использования наружного оребрейия дляинтейсификации теплообмена; а также технологическаятрудоемкость ее изготовления,Известна теплообменная труба. состоящая изчередующихся по длине трубы участков, имеющйх овальное входное и выходноесечения с взаимно перпендикулярнымибольшими осями овалов. Образующая трубы на каждом участке выполнена в видеплавной линии, соединяющей входное и выходное сечения участка, При этом в промежуточных сеченйях образуются овалы ссоотношениями осей, отличающимися отсоотношений входного и выходного сечений, Большие оси овалов расположень 1 подуглом 45 к осй трубы. По длине трубы образуются диффузорные и конфузорные участки.В процессе работы трубы среда; проходящая внутри нее, закручивается благодаряперетеканию из одного сечения в другое,перпендикулярное ему. Участки увеличенных скоростей во входном и выходномовальных сечениях чередуются с участкамипониженных скоростей в областях междуними. Это приводит к интенсивному смешиванию слоев жидкости за счет возникновения кавйтэционного режима течения всопловых сечениях, Около стенок трубы скорость прохождения особенно увеличивается, что разрушает неподвижный слойжидкости на стенках и интенсифицируеттеплообмен. Снаружи трубу омывает пар иза счет протекания внутри трубы охлаждающей среды конденсируется на ее поверхности. Недостатками этой теплообменной тру-бы являются невозможность использования йаружйого оребрения для интенсификации теплообмена, а также технологическая тру 5 доемкость ееизготовления. Известна теплообменная труба, внутрикоторой размещена турбулизирующэя вставка, выполненная в виде гофрированйой ленты, линии перегибов которой распо 10 ложены под углом друг к другу и к стенкамтрубы с образованием на торцах ленты точек пересечения и размещены в одной плоскости, смещенной относительно центральной оси трубы. Дополнительные линиигибов перпендикулярны торцам ленты,.про-,.ходят через укаэанный точки пересечения и расположены в различных плоскостях с образованием в продольном сечении трубы конфузорно-диффуэорного канала. Такое выполнение способствует возникновению неоднородного поля давления по длине трубы и позволяет перетекать теплоносителю из одной зоны течения в другую, что приводит к дополнительной турбулизации потока в плоскости поперечногосечения трубы. Так какданная руба круглая и гладкая, то поэтому она может. быть выполнена снаружи и оребренной с целью интенсификации теплообмена при конденсации пара на ее наНедостатками этой трубы являются низкий коэффициент теплоотдачи с внутренней стороны, так как приведенная конструкция турбулизирующей вставки не обеспечивает надлежащей закрутки потока, а следовательно, его турбулизацию и, кроме того, она . не позволяет получить длину конфузорного участка больше длины диффузорного участка, что также ухудшает турбулизацию потока, а следовательно, не позволяет получать высокие коэффициенты теплоотдачи с внутренней стороны трубы, а также нетехнологичность конструкций такой теплообменной трубы.Наиболее близкой к предлагаемой является теплообменная труба с размещенной внутри нее турбулизирующей вставкой, состоящей из примыкающих друг к другу усеченных конусов так, что между внутренней поверхностью теплообменной трубы и вставкой образуется кольцевой канал типа диффузор-конфузор, Благодаря наличию участков увеличенных скоростей и пониженных скоростей, чередующихся друг с дру" гом, происходит интенсивное смешивание слоев жидкости за счет возникновения кавитационного режима течения в сопловых се. чениях, Около стенок трубы скорость прохождения особенно увеличивается, чторазрушает неподвижный слой жидкости н1758386 5 6стенках и интенсифицирует теплообмен. которыхсостоитизлентыиприкрепленных Снаружи трубу омывает пар или жидкость и . к ней конических.полуобечаек 4 и 5, а перед соответственно за счет протекания внутри установкой частей 2 и 3 вставки 1 в трубу трубы охлаждающей среды пар конденсйру- ленты жестко соединяют друг с другом, ется на ее поверхности, а жидкость охлаждается, . 5 Между полуобечайками 4 и 5 могут бытьНедостатками известной теплообмен- расположены полуцилиндрические участки ной трубы являютсятрудоемкость ее изго- . 6(фиг. 3 - 6) длиной 1 ц, равной разности длин товления, большая масса турбулиэирующей конфузорныхи диффузорных д участков, вставки, сложность крепления последней а перед соединением частей 2 и 3 вставки 1 внутри трубы, повешенное гидравлическое 10 ихсмещаютотносительнодругдруга в просопротивление, - : дольном направлении на расстояние, равЦель изобретения - повышение техно- ное длине конфуэорйого участка , логичности, В результате предлагаемого способаУказанная цель достигается тем, что в изготовления теплообменной трубы с раэпредлагаемом способе изготовления тепло мещенной внутри вставкой достигается по- обменной трубы с размещенной внутри вышениетехнологичностиуказаннойтрубы, вставкой последнюю выполняют иэ двух, что обеспечивается вйполнением вставки 1 идентичных частей, каждая из которых со- из двух идентичйыхчастей 2 и 3 (фиг, 1 и 2), стоит излентьги прикрепленных к ней кони- каждая из которых состоит из ленты и прических полуобечаек, а перед установкой 2 О крепленныхкнейконическихполуобечаек 4 частей вставки в трубу ленты жестко соеди- и 5, а перед. установкой частей 2 и 3 вставки няют друг с другом, междуполуобечайками в трубу ленты жестко соединяют друг с друрасполагают полуцилиндрические участки гом. Идентичныечасти 2 и 3 вставки 1 из длиной,равной разности длин конфузорных ленты сконическими полуобечайками 4 и 5 и диффузорных участков; а перед соедине:изготавливаются штамповкой.Для соединением частей вставки их смещают:относитель-нйяйдентйчных частей 2 и 3 вставки 1 прино друг друга в продольном найравлении на мейяется электрическая контактная шовная расстояние, равное длйне конфуэорного .: сварка.участка; .ГЬотная установка вставки 1 в теплообНе известны способы изготовления теп- ЗО мейную трубу увеличивает вйутреннююполообменных труб с размещенной внутри верхность теплообмена, в результате чего вставкой, в которых вставку выполняют иэ коэффициейт теплопередачи возрастает. двух идентичных частей, каждая иэ которых Кроме того, выполнениемежду полуобечайсостоит из ленты и прикрепленных к ней ками 4 и 5 полуцилиндрических участков 6 конических полуобечаек, а перед уставов (фиг. 3 и 4) длиной ц, равной разности длин кой частей вставки в трубу ленты жестко конфузорныхи диффузорных д участков, соединяют друг с другом, а также не извест- которые перед соединением частей вставки ны способы, в которых между полуобечайка- смещают отйосительно друг друга в проми располагают полуцилиндрические должном йаправленйи на расстояние, рав- участкидлиной, равной разности длин кон ное длине конфузорного 1, участка, фузорных идиффуэорных участков,а перед позволяет уменьшить гидравлическое сосоединением частей вставки их смещают противление внутри трубы, При этом смеотносительно друг друга в продольном на-щение указанных частей 2 и 3 может быть правлении на расстояйие, равное длине осуществлено на величину, отличную от , конфуэорного участка. 45 так как обе зоны трубы, разделенные вставНа фиг. 1 изображена теплообменная кой 1, междусобой не соединяются. Выбор труба; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг, 1; на длины ц полуцилиндрических участков, фиг. 3 - теплообменная труба со смещеннц- равной разности длин конфузорных и дифми частями вставки; на фиг 4 - то же, вид фузорных участковопределяется технолосверху; на фиг, 5 - сечение Б-Б. на фиг. 3; на 50 гичностью процесса изготовл ния частей 2 фиг. 6 - сечение В-В на фиг, 3 и 3 вставки 1. В общем случае указайнаяВ предлагаемом способе изготовлениядлина ц может определяться из условия теплообменной трубы (фиг. 1 и 2) с раэме- обеспечения минимального снижения коэфщенной внутри вставкой 1, включающей фициейтатеплоотдачи при одновременном изготовление вставки 1 с переменным по- % уменьшении гидравлического сопротивлеперечным сечением и установку вставки в ния, Предложенная технология иэготовлетрубу с образованием конфузорно-диффу- ния вставки обеспечивает при этом эорных (, д) участков, вставку выполняют уменьшение ее массы эа счет образования из двух идентичных частей 2 и 3, каждая иэ с противоположной выступам стороной час1758386 Фц тей ленты впадин, т.е. свободного пространства,Таким образом, изготовление тепло- обменной трубы согласно предлагаемому способу обеспечивает повышение технологичности конструкции, увеличивает коэффициент теплопередачи, уменьшает массу и гидравлическое сопротивление внутри трубы и тем самым снижает знергозатраты на прокачку рабочей среды. Ф о р м у л а. и з о б р е те н й я" 1. Способ изготовления теплообменной трубы с размещенной внутри" вставкой, включающий изготовление всгавки"с переменным поперечным сечениеми установку вставки в трубу с образованиеМ между вставкой и трубой конфузорно-диффузорных участков, причем длина конфузорных участков превышает длину диффузорцых участков; о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения технологичности, вставку выполняют из двух идентичных частей, каж дая из которых состоит из ленты и прикрепленных к ней пар конических полуобечаек разной длины, а перед установкой частей вставки в трубу их соединяют путем жесткого скрепления лент одна с другой,10 2. Способ по и, 1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что при изготовлении вставки между полуобечайками каждой пары располагают полуцилиндрические участки длиной, равной разйости длин конфузорных и диффу зорных участков, а перед соединениемчастей вставки их смещают одна относительно другой в продольном направлении на расстояние, равное длине конфузорного участка.1758386 Составитель Г. ЕршеТехред М.Моргентал едактор Е. Копна орре водственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 10 2988 ТираИИПИ Государственного113035, М Подписное митета по иаобретенилм и открытиями при ГКНТ ССС ква, Ж, Раушская наб., 4/5