Коллектор трубчатого теплообменного аппарата

 

1. КОЛЛЕКТОР ТРУБЧАТОГО ТЕПЖЮБМБННОШ АППАРАТА, содержащий стенку цилиндрической формы, в кото« рой с заданным шагом развальцованы торцы труб, отличающийся тем, что, с целью повьвиеиия надежности и обеспечения контроля протечек стенка выполнена многослойной, при этом поверхность одного из слоев,примыкающая к смежному слою, выполнена с волнами, расположенными перпендикулярно продольной оси коллектора, образующиьда полости с глубиной, равной 0,5-1,25 .толщины стенки трубы,и шагом, равньол 1,5-2 диаметрам трубы 2. Коллектор по п.1, о т л и чающийся тем, что,полости соедийены собой каналами для присо (Л единения к системе контроля.

(Ю (и) .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3(59 F 28 F 9 02.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО делАм изоБРетений и ОтнРытий

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3259938/24-06 (22) 05.01.81 (46 ) 30.06. 83. Бюл. Р 24 (72 ) В.А. Новоселов, В.О. Ия снн ков и

В.В.Угрюмов (53 ) 621.565.94 (088 ° 8) (56 ) 1. Ермолов В.Г. Теплообменные апцараты и конденсационные установки. Л., "Судостроение", 1974, с.57, рис. 30

2. Патент C(1A 9 1987891, кл.165-11 опублик. 1934.

3. Патент CldA 9 2807445,кл. 165-173, опублик. 1966.

4. Патент ЧССР М 171804,кл. F 28 9/02 опублик. 1980.

5. Патент Франции Р 1267170, кл. F 28d, опублик. 1959, (54) (57) 1. КОЛЛЕКТОР ТРУБЧАТОГО ТЕПЛООВМЕННОТ, О АНОАРАТА, содержащий стенку цилиндрической формы, s кото рой с заданным шагом раэвальцованы торцы труб, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и обеспечения контроля протечек стенка выполнена многослойной, при этом поверхность одного из слоев,примыкающая к смежному слою, выполнена с волнами, расположенными перпендикулярно продольной осй коллектора, обРазующимн полости с глубиной, равной 0,5-1,25 толщины стенки трубы,и шагом, равным 1,5-2 диаметрам трубы

2. Коллектор по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что,.полости соеди- Я иены между собой каналами для присоединения к системе контроля.

1025989

Изобретение относится к конструктивным элементам теплос бменных аппаратов, которые могут быть использованы в любой отрасли промышленности и, в частности, в энергетическом машиностроении. 5

Известен трубчатый теплообменный аппарат, содержащий трубные доски, эквидистантно расположенные одна относительно другой с целью контролирования протечек (1 3. 10

Недостаток данного аппарата состоит в том, что в нем предполагается лищь установка трубной доски перпендикулярно продольной оси теплообменника и поэтому можно использовать только прямые трубы.

Известен теплообменник, содержащий теплообменные трубы, укрепленные в трубной доске, .в которой выполнены продольные пазы, соединяющие кольце-. вые проточки, выполненные в трубной доске вокруг каждой теплообменной трубы f2 ).

Недостатком укаэанного теплообменника является то, что теплообмен- 25 ные среды могут смешиваться в кольцевых проточках, что может привести к разрушению труб и трубной доски.

Известен теплообменник, содержащий теплообмеиные. трубы, укрепелнные yg в трубных, досках, в которых выполнены кольцевые проточки, соединенные продольными пазами (3 ).

НеДостаток известного теплообменннка — строгое регламентирование размеров соединяемых деталей (трубная доска и труба ), поэтому при использовании трубных досок сложность монтажно-демонтажных работ, а именно при изготовлении трубных досок значительной толщины, рассчитанной на большой перепад давления, поле трубной доски между отверстиями под трубы должно быть равно 10 - 15 мм для обеспечения плотности вальцовки.

В этом случае проточки необходимо 45 выполнять глубиной б мм и при вальцов ке труб в отверстии трубной доски стенки труб продавливаются в проточки. Металл трубок будет подвержен большим пластическим деформациям я) и будет испытывать остаточные напряжения, равные пределу текучести, т.е. металл будет нестальным в агрессивных средах (вода, натрий и т. п. ).

Будут также иметь место повышенные напряжения среды, которые в заостренных местах перемычек возрастут иэ-за концентрации напряжений, что снижает надежность работы теплообменника в целом.

Полости соединены между собой ка.налами для присоединения:к системе контроля.

На фиг. 1 изображен теплообменный аппарат, в котором установлен предлагаемый коллектор, на фиг. 2— узел A на фиг. 1, иа фиг. 3 — ва60 рианты конструктивного выполнения . стенки коллектора, иа фиг. 7 — част коллектора в аксонометрии.

Коллектор содержит стенку 1, .состоящую из трех слоев 2 — 4, в которой развальцованы трубЫ 5. По- .

Известна трубная доска, сваренная из трех составных частей .пластин, между которыми образованы полости для контроля протечек теплообменных сред +43.

Недостатком данной доски являет-: ся то, что концы теплопередающих трубок при работе теплообменника изгибаются трубными досками, так как трубные доски работают как рессоры (имеет место набор трех пластин,1. накладЫваемЫх одна на другую При изгибе пластин между ними возможно проскальзывание, которому препятствуют заделанные в них трубы. Это приведет к возникновению в местах задела труб напряжений, которые могут привести к массовому нарушению плотности заделки труб в трубной доске. Кроме того, при сборке теплообменника с применением сварки неизбежно коробление плоских трубных досок и плотное прилегание трех листов трубной доски не будет обеспечено,.

Таким образом, деформация одной пластины трубной доски будет передаваться .на другую пластину через узел крепления трубы в трубной доске, что также приведет к возникновению в узле труба-трубная доска напряжений сдвига, приводящих к нару,шению плотности.

Известен коллектор трубчатого теплообменного аппарата, содержащий стенку цилиндрической формы, в которой с заданным шагом развальцованы торцы труб $5 j.

Недостаток известного коллектора - невозможность контроля протечек и ненадежность работы.

Цель изобретения — повышение надежности работы теплообменных аппаратов и обеспечение контроля протечек.

Указанная цель достигается тем, что в коллекторе трубчатого теплообменного аппарата, содержащем стенку цилиндрической формы, в которой с заданным шагом развальцованы торцы труб, стенка выполнена многослойной, при этом поверхность одного из слоев, примыкающая к смежному слою, выполнена с волнами, расположенными перпендикулярно продольной оси коллектора, образующими полости с глубиной, равной 0,5 — 1,25 толщины стенки трубы, и шагом, равным 1 5-2 диаметрам трубы, 1025989

4 верхность одного из слоев 2-4 выполнена с волнами 6, образующими полости 7 и 8, соединенные каналами 9. Корпус снабжен патрубком 10 для пода чи теплоносителя в трубы, патрубком

11 для его отвода, стенка 1 коллектора жестко присоединена к его днищу 12 и патрубку 10 с помощью сварных швов 13, а к системе контроля .— с помощью штуцеров 14-17.

Коллектор работает следующим образом.

Одна.из сред подается через коллектор в трубы 5, а также через патрубок 10 и отводится через патрубок 11. Другая среда циркулирует в межтрубном пространстве.

Плотное прилегание слоев 2 — 4 обеспечивает их совместное восприятие разницы давлений по ту и другую стороны стенки. K полостям 7 и 8 через штуцеры 14 и 16 для контроля пло ности подводится газ, совместимый с каждой из рабочих сред, через штуцеры 15 и 17 гаэ отводится. Гаэ при этом проходит по системам каналов

9 на наружной поверхности, например, слоя 3, Каждый поток газа разделен уплотнением труб 5 на слое 3. В случае исправного состояния заделки концов труб во всех слоях в отведенном газе нет примесей веществ, находящих5 ся в .трубчатом теплообменнике. В случае нарушения плотности заделки труб 5 в слоях 2 - 4 вещество попадает в газ, протекающий по каналам 9, и от водится вместе с ннм из отводящей

10 полости .7.

1:алпчне протечки определяется специальным индикатором. Равное давление газа в подводящих полостях 7

1 и 8 предотвращает смешивание несовместимых сред, находящихся в теплообменнике по разные стороны стенок коллектора.

Выполнение стенки цилиндрического т20 коллектора многослойной иэ слоев, имеющих .волнообразный профиль, поз воляет повисить надежность тепло обменного аппарата вследствие устранения деформаций, возникающих в

25 узле труба-трубная решетка при сборке и работе коллектора.

1025989

1025989

1025989

Подписное

Заказ 4544/3.3 Тираж б72

ВНИИПИ Государственного .комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППЙ "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Т. Юдина

Редактор В. Пилипенко Техред В Далекорей Корректор A.Äçÿòêî