Труба теплообменника высокого давления

 

1. ТРУБА ТЕПЛООБМЕННИКА ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ, содерхсащая продольные ребра с базовой поверхностью, контактирующей с наружной поверхностью трубы, и наружный прижимной элемент, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации теплообмена путем улучшения теплового контакта трубы с ребрами, прижимной элемент жестко закреплен на трубе. 2.Труба по п. 1, отличающаяся тем, что прижимной элемент выполнен в виде спирально навитой ленты, закрепленной на трубе начальным и конечным участками. 3.Труба по п. 2, о т л и ч а ющ а я с я тем, что лента имеет прорези под ребра. 4.Труба по п. 2, отличающаяся тем, что в ребрах выполнены прорези, в которые продета лента. 5.Труба по п. 1, отлича ющ а я с я тем, что прижимной элемент выполнен в виде напрессованного на трубу цилиндра с .продольными прерыi вистыми прорезями под ребра. 6.Труба по п. 1, отличаю (Л щаяся тем, что на базовой поверхности ребер выполнены отверстия, а прижимной элемент выполнен в виде системы расположенных вдоль трубы полос, прикрепленных к трубе в зонах S отверстий. ;о зь эо 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А

3(5)) 28 1 20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3535488/24-06 (22) 13.01.,83 (46) 07.06.84. Бюл. У 21 (72 ) Л. Е. Резников, В. И.Шнейдерман, Н.В.Самусенков, Н.Р.Васильев и О.Л.Гойхман (71) Научно-исследовательский институт технологии криогенного машиностроения (53) 621. 565. 94(088. 8) (56) 1. Патент США о 3672446, кл. 165-183, опублик. 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

9 270767, кл. F 28 F 1/14, 1968. (54) (57 ) 1. ТРУБА ТЕПЛООБМЕННИКА ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ, содержащая продольные ребра с базовой поверхностью, контактирующей с наружной поверхностью трубы, и наружный прижимной элемент, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации теплообмена путем улучшения теплового контакта трубы с ребрами, прижимной элемент жестко закреплен на трубе. 2. Труба поп. 1, о тл и ч ающ а я с я тем, что прижимной элемент выполнен в виде спирально навитой ленты, закрепленной на трубе начальным и конечным участками.

3. Труба по и. 2, о т л и ч а ющ а я с я тем, что лента имеет прорези под ребра.

4. Труба по и. 2, о т л и ч а ющ а я с я тем, что в ребрах выполнены прорези, в которые продета лента.

5. Труба по и. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что прижимной элемент выполнен в виде напрессованного на трубу цилиндра с продольными прерывистыми прорезями под ребра.

Ф е б. Труба по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что на базовой поверхности ребер выполнены отверстия, а прижимной элемент выполнен в виде системы расположенных вдоль трубы полос, прикрепленных к трубе в зонах Я отверстий.

109б 483

Изобретение относится к теплообменной технике и может быть использовано для изготовления теплообменников высокого давления, например атмосферных испарителей криогенных жидкостей. 5 .Известна труба теплообменника, содержащая внутреннюю толстостенную трубу высокого давления, выполненную, например, из коррозионностойкой стаЛи, которую плотно охватывает снаружи продольное оребрение, содержащее два оребренных полуцилиндра (базовая часть оребрения) иэ алюминиевых сплавов с ребрами, соединенных между собой продольными деформируемыми замыкающими элементами, плотное соединение которых создает групповое соединение полуцилиндров с трубой, поз.воляющее компенсировать деформации, l

ызываемые изменениями температуры (.1).

Недостаток такой трубы теплообменника заключается в том, что упругость замыкающих элементов недостаточна для обеспечения больших давлений прижима полуцилиндров к трубе, .что обуславливает высокое термическое сопротивление в зоне контакта, а следовательно, снижает эффективность оребрения.

Известна труба теплообменника с продольными ребрами и наружными ди- З0 станционирующими прижимными элементами, причем ребра имеют !1-образную форму и приварены к трубе Г23.

Однако тепловой контакт трубы с ребрами при использовании их в теп- 35 лообменниках высокого давления недостаточен из-за возможностей коробления, что снижает интенсивность теплообмена между средами.

Цель изобретения — интенсификация 4g теплообмена путем улучшения теплового контакта трубы с ребрами.

Поставленная цель достигается тем, что в трубе теплообменника высокого .давления, содержащей продольные ребра с базовой поверхностью, контактирующей с наружной поверхностью трубы, и наружный прижимной элемент, прижимной элемент жестко закреплен на трубе.

Причем прижимной элемент выполнен в виде спирально навитой ленты, закрепленной на трубе начальным и конечным участками.

Лента имеет прорези под ребра.

В ребрах выполнены прорези, в которые продета лента.

Прижимной элемент выполнен в виде напрессованного на трубу цилиндра с продольными прерывистыми прорезями под ребра. 60

На базовой поверхности ребер выполнены отверстия, а прижимной эле. мент выполнен в виде системы расположенных вдоль трубы полос, прикрепленных к трубе в зонах отверстий. 65 На фиг. 1 изображена труба теплообменника с прижимным элементом в виде навитой на трубу ленты с прорезями; на фиг. 2 - то же, с прорезями в ребрах; на фиг. 3 - то же, с прижимным элементом в виде цилиндра с прорезями;.на фиг. 4 - то же, с прижимным элементом в виде полос, соединенных с трубой в зонах отверстий„ выполненных на базовой поверхности ребер.

Труба 1 теплообменника выполнена из коррозионностойкой стали. К наружной поверхности трубы 1 при помощи прижимных упругих элементов 2 прижата развитая базовая поверхность ребер 3, выполненных из алюминия или его сплава. При этом основание 4 базовой поверхности ребер 3 контактирует с поверхностью трубы 1 °

Прижимной элемент 2 (фиг. 1) выполнен в виде плоской стальной ленты, спирально навитой на трубу 1. Начальный и концевой участки ленты жестко соединены с трубой 1, например, с помощью сварки. В стальной ленте вы)полнены прорези 5, в которые вставлены ребра 3, соединенные между собой попарно базовыми поверхностями с образованием П-образных элементов.

Прорези 6 могут быть выполнены в ребрах 3 (фиг. 2), а лента выполнена цельной и продета в прорези. Прижимной упругий элемент 2 (фиг. 3) выпол. нен в виде цилиндра с продольными прерывистыми прорезями 7, в которые вставлены Г-образные ребра, базовая поверхность которых расположена между трубой 1 и прижимным элементом 2. Цилиндр со вставленными в его прорези 7 ребрами 3 напрессован на внутреннюю трубу 1. Прижимные элементы 2 (фиг. 4) выполнены также в виде системы расположенных вдоль трубы жестких полос. В базовой части ребер

3 выполнены отверстия 8. Прижимные элементы 2 жестко соединены с трубой 1 в зоне отверстий 8 контактной сваркой.

Трубчатый элемент теплообменника работает (в случае применения в теплообменнике для испарения нагрева криогенной жидкости ) следующим образом.

Криогенная жицкость проходит по трубе 1, омываемой снаружи теплоносителем, например атмосферным воздухом. Тепло воздуха передается ребрам 3, поступает к базовой части, затем к трубе 1 и проходящей по ней криогенной жидкости.

Интенсивность теплообмена зависит от качества контакта между трубой 1 и базовой поверхностью ребер. Посколь ку прижим базовой поверхности ребер к трубе 1 осуществляется по всей базовой поверхности эа счет деформирования (преимущественно растяжения) 1096483

@v> 2

Составитель О. Акимова

Редактор И.Дербак Техред О.Неце Корректор A. Дзятко

Эаказ 3784/28 Тираж б31 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 упругих прижимных элементов 2 типа стальных лент и листов, которые допускают значительно большие нагрузки в пределах упругих деформаций материала, обеспечивается лучший прижим ре.бер к трубе 1 и, соответственно, повышается эффективность оребрения.

1

При охлаждении трубы в результате направления в нее криогенной жидкости в начале каждого цикла работы прижим-10 ные элементы благодаря высокой упругости и тому, что они закреплены в деформированном (натянутом) состоянии, обеспечивают, несмотря на уменьшение диаметра трубы, эффективное прижатие к ней оребрения, поскольку упругие силы и вызываемые ими деформации значительно превышают силы и деформации в результате температурного сжатия, что повышает интенсивность теплообменника.