Теплообменник

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК Ы 716296 А бц 5 Е 28 Е 9/ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ О ( ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(21) 4792602/06 (22) 29.12,89 (46) 29,02,92, Бюл. М 8 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт по транспорту природного газа (72) Н,А.Ишутин, Ю.С.Осередько, И,Л.Юращик, А.К.Литошенко и Ю,И.Кармозин (53) 621.565.94(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР М 1462073, кл. Р 28 0 7/00, 1987. (54) ТЕПЛООБМЕННИК (57) Изобретение относится к теплотехнике, Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности и расширение функциональных возможностей. Теплообменник содержит секции О-образных теплообменных труб, закрепленных концами в трубной доске. К доске примыкает коллекторная камера, выполненная в виде полуцилиндрической обечайки 3 с торцовыми крышками 4, Внутри обечайки 3 установлены перегородки 2 в виде Я-образных пластин с центральным участком, расположенным вдоль оси обечайки 3 с образованием перепускных каналов. Каждый канал снабжен входным 5 и выходным 6 штуцерами, 5 ил.Изобретение относится к теплообменной технике, а именно к однокамерным теплообменным аппаратам, и может найти применение в блочно-встраиваемых модулях утилизационныхтеплообменников газоперекачивающих агрегатов компрессорных станций магистральных газопроводов, а также в машинах и аппаратах химической технологии.Известен теплообменный аппарат, содержащий закрепленный в трубных досках пучок горизонтальных теплообменных труб, подключенных к раздающему и сборному коллекторам.Недостатки этого аппарата,Значительная жесткость конструкции, что при даже незначительной разверке расходов теплоносителя как в трубах, так и в межтрубном пространстве приводит к превышению допускаемых напряжений в элементах конструкции и снижает, таким образом, ее надежность,Отсутствие анкерных связей в раздающем и сборном коллекторах, что требует увеличения расхода металла для достижения необходимой прочности как трубных досок, так и обечаек.Невозможность выработки в одном теплообменном аппарате теплоносителя различных параметров и очистки элементов работающего теплообменного аппарата от накипи и других отложений внутри трубного пучка без отключения от системы.Известен также теплообменник (принят за прототип), содержащий пучок О-образных теплообменных труб, закрепленных концами в трубной доске, и примыкающие к последней входной и выходной коллекторы среды трубного пространства, разделенные между собой вертикальной перегородкой 1.Недостатками этого теплообменника являются:значительные термические напряжения вдоль элементов всей коллекторной камеры, возникающие при работе теплообменника вследствие разности температур теплоносителя во входном и выходном коллекторах, приводящие к разрушениям;низкая долговечность камеры в связи с термоцикличностью из-за изменения технологических параметров как греющего, так и нагреваемого теплоносителей;невозможность конструктивного и технологического маневра ввиду несоответствия геометрических размеров теплообменного модуля набору технологических параметров в широком диапазоне их измерения; невозможность выработки в одном аппарате нагреваемого теплоносителя с различной температурой;нетехнологичность конструкции и тру 5 доемкость изготовления.Цель изобретения состоит в повышенииэксплуатационной надежности и расширении функциональных возможностей,Указанная цель достигается тем, что в10 теплообменнике, содержащем секции О-образных труб, закрепленных концами в трубной доске, примыкающую к последнейколлекторную камеру с подводящим и отводящим патрубками, выполненную в виде15 полуцилиндрической обечайки с торцовымикрышками, перегородки внутри нее выполнены в виде Я-образных пластин с центральным участком, расположенным вдоль осиобечайки с образованием перепускных ка 20 налов, каждый из которых снабжен входными выходным штуцерами.На фиг. 1 представлен вариант коллекторной камеры теплообменника с разделительными перегородками; на фиг, 2 -25 участок коллекторной камеры с пучком 0 образных труб; на фиг. За-д - вариантывключения теплообменника в работу; нафиг, 4 - технологическая схема работы; нафиг, 5 - вариант коллекторной камеры с30 разделительными полостями,Теплообменник содержит трубную доску 1, перегородки 2, выполненные в видеЯ-образных пластин, коллекторную камеру,выполненную в виде полуцилиндрической35 обечайки 3 с торцовыми крышками 4, входные и выходные штуцера 5,8 секций горизонтальных О-образных теплообменныхтруб 7.Первичный теплоноситель, выхлопные40 газы газотурбинного двигателя или отходящие горячие дымовые газы любого другогоисточника омывают теплообменную поверхность секций горизонтальных О-образныхтеплообменных труб 7, отдавая ей свое теп 45 ло,Вторичный теплоноситель, как правиловода, поступает через выходной штуцер 6 кпервой секции трубного пучка, проходя его,частично нагревается, затем по перепускно 50 му каналу, образованному перегородками 2в коллекторной камере, обечайкой 3 и трубной доской 1, поступает для последующегонагрева во вторую секцию, затем аналогично в третью и т,д.55 Такой теплообменник обеспечивает последовательное соединение по вторичномутеплоносителю выхода предыдущей и входапоследующей части теплообменных труб 7,чем обеспечивает постоянный перебростеплоносителя наискось в коллекторной камере. В результате этого процесс нагревания теплоносителя происходит ступенчато снезначительными изменениями температуры при переходе от секции к секции, Подводи отвод теплоносителя можно осуществлять 5в несколько патрубков-штуцеров, включая ипромежуточные. В зависимости от схемыподвода и отвода теплоносителя к секциитеплообменного модуля, а также от характера отвода теплоносителя его параметры 10(расход и температура) можно варьироватьпо различным линиям в широких пределахбез изменения общего расчетного значениягидравлического сопротивления. Переход содного режима работы на другой осуществляется, несмотря на ступенчатость, достаточно плавно, без резких скачковтемпературы, которые могут быть вообщеустранены байпасированием соответствующих секций модуля теплообменника. Возможные варианты работы теплообменникапредставлены на фиг, 3,Кроме того, данное техническое решение позволяет осуществлять химическоеудаление накипи и отложений в той или другой части теплообменного модуля без выключения его из общей тепловой сети,Конструкция теплообменника позволяет использовать значительные термические30 напряжения между отдельными элементами конструкции и получать с помощью теплообменного модуля теплоноситель различных температур, заданных дискретно, повышается технологичность изготовления теплообменного аппарата, появляется возможность химической промывки внутренней трубной поверхности без отключения теплообменного аппарата от сети.Формула изобретения,Тенлообменник, содержащий секции ц-образных теплообменных труб, закрепленных концами в трубной доске, примыкающую к последней коллекторную камеру с подводящим и отводящим патрубками, выполненную в виде полуцилиндрической обечайки с торцовыми крышками, внутри которой размещены перегородки, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности и расширения функциональных возможностей, перегородки выполнены в виде Я-образных пластин с центральнымучастком, расположенным вдоль оси обечайки с образованием перепускных каналов, каждый из которых снабжен входным и выходным штуцерами.171 629 б Фиг50Составитель Н, Ишутин едактор Н,цалихина Техред М.Моргентал Корректор О,Кравцов аказ 602 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10