Способ изготовления теплообменника

 

Использование: котлостроение, преимущественно рекуператора низкого давления. Сущность изобретения. На отдельных участках труб выполняют поперечное оребрение 3, затем в зонах неоребренных участков осуществляют гибку труб с образованием плоских змеевиков 2 и после этого закрепляют свободные концы труб в коллекторах 1, Трубы выбирают с толщиной стенки не менее 0,2 высоты ребра, а перед закреплением концов труб в коллекторах 1 изогнутые участки труб обжимают в плоскости змеевика 2 до размера, не превышающего (drp + 2hp)/2, где dip - диаметр трубы; hp - высота ребра. 5 ил. Ј

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4820921/06 (22) 03.04.90 (46) 30.09.92. Бюл. Ф 36 (71) Подольский машиностроительный завод им. Орджоникидзе (72) А.У.Липец, А.Я.Андреева, В.П.Николаев, А.Н.Пронь и Н.Н.Кузьменков (56) Ермаков Г.К., Голев В.А. Изготовление спирально-оребренных труб высокочастотной сваркой. Энергомашиностроение, М 1, 1985, с. 35 — 37.

Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 1236682, кл. В 23 К 31/08, 1985.

Патент США М 3212479, кл. 122-510, опубл. 1952, Изобретение относится к области теплообменной техники и может быть использовано в котлостроении, преимущественно для рекуператоров низкого давления газжидкость.

Известен способ изготовления теплообменника, включающий выполнение поперечно оребренных участков на трубных заготовках с промежутками между ними, для выполнения гибов, гибку оребренных трубных заготовок в змеевики и сборку теплообменника, Известный способ характеризуется высокой производительностью, однако он не позволяет изготавливать теплообменники высокой компактности и, соответственно, высокой тепловой эффективности.

Целью изобретения является повышение тепловой эффективности устройства, повышение компактности, Цель достигается тем, что в способе изготовления теплообменника, включающем Ы 1765678 А 1 (5 )5 F 28 F 1/02, В 01 О 53/06 (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕПЛООБМЕННИКА (57) Использование: котлостроение, преимущественно рекуператора низкого давления.

Сущность изобретения. На отдельных участках труб выполняют поперечное оребрение

3, затем в зонах неоребренных участков осуществляют гибку труб с образованием плоских змеевиков 2 и после этого закрепляют свободные концы труб в коллекторах 1, Трубы выбирают с толщиной стенки не менее

0,2 высоты ребра, а перед закреплением концов труб в коллекторах 1 изогнутые участки труб обжимают в плоскости змеевика 2 до размера, не превышающего (dip+ 2hp)/2, где dTp — диаметр трубы; hp — высота ребра, 5 ил, выполнение на отдельных участках труб поперечного оребрения, гибку труб в зонах неоребренных участков с образованием плоских змеевиков и закрепление свободных концов труб в коллекторах для изготовления теплообменника используют трубы с толщиной стенки не менее 0,2 высоты"ребра, а перед закреплением концов труб в коллекторах изогнутые участки труб обжимают в плоскости змеевика до размера, не

d, +2h превышающего, где d — диаметр трубы;

hð — высота ребра.

Указанные отличия заявляемого объекта по сравнению с прототипом обеспечивают соответствие предложения по заявке критерию изобретения "новизна", Признаки, отличающие заявленное техническое решение от прототипа, имеют тесную взаимосвязь для достижения по1765678 ставленной цели — повышения тепловой эффективности, повышения компактности, Действительно, только при соблюдении указанного в формуле соотношения обеспечивается достаточно большая толщина стенки трубы, при которой, во-первых, при приварке поперечных ребер на внутренней поверхности трубы не образуются выступы в виде спиральных выдавок, во-вторых, сплющивание неоребренных участков оставляет возможность работы поверхности нагрева при приемлемых на практике давлениях теплообменивающихся сред.

Именно плоско-овальная форма поперечного сечения гибов дает возможность получать ее путем сплющивания в плоском штампе, а соотношение для величины "b" дает возможность оребренные участки шахматного пучка труб расположить с минимальным зазором между ребрами соседних труб, то есть максимально компактно.

Известна поверхность нагрева, в которой участки затеснения труб имеют диаметр, меньший диаметра основных прямых участков труб, чем обеспечиваются повышенные прочностные характеристики труб при вынужденном уменьшении их сечений в условиях ограниченности пространства в сравнении с трубами овального или плоскоовального поперечного сечения.

Однако, известный признак наличия на участках затеснения труб с диаметром меньшим, чем на основных прямых участках оправдан только для поверхностей нагрева с высокими давлениями теплообменивающихся сред, При низких давлениях предлагаемое заявленное решение является более технологичным и дает большую компактность с учетом достаточно низкого гидравлического сопротивления.

Поскольку анализ других аналогичных решений не выявил известность использования отличительных признаков заявляемого объекта для достижения поставленных целей, можно сделать вывод о соответствии предложения по заявке критерию изобретения "существенные отличия".

На графических материалах представлены; — на фиг, 1 общий вид устройства; — на фиг, 2 поперечный разрез устройства; — на фиг, 3 вид сверху теплообменных труб; — на фиг, 4 поперечный разрез участка гиба трубы; — на фиг. 5 схема обжима змеевика на прессе, Гэзожидкостный теплообменник состоит из входного и выходного коллекторов 1 (фиг, 1), соединенных змеевиками 2 из теплообменных труб, снабженных поперечными ребрами 3, 5

Теплообменные трубы расположены в газоходе с поперечным шагом S> (фиг. 2) и продольным шагом Sz. Высота поперечного ребра равна hp, шаг ребер Sp (фиг. 3), диаметр теплообменных труб б р и толщина стенки оребряемой трубы Dtp, Поперечное сечение неоребренного участка трубы имеет плоско-овальную форму (фиг. 4) с минимальным размером сечения равным расстоянию между плоскими участками — Ь.

При приварке поперечного оребрения на трубе оставляют неоребренный участок 4 (фиг. 5), осуществляя затем гибку трубы на

180 по этому участку, получая U-образные оребренные змеевики, После чего гибы неоребренных участков 8 обжимают плоскими бойками на прессе до получения необходимой величины b.

Затем змеерики собирают в пакет с шахматным расположением оребренных прямых участков змеевиков, причем обжатые

U — образные участки расположены вплотную друг к другу.

Для изготовления опытных образцов была использована труба ф42 х 4 мм, ст. 20, На трубе выполнено поперечное оребрение размером др х йр х Sp, равным 1,3 х 15,5 х х 8 мм, причем выполнялось соотношение: дтр=4мм >0,2hp=0,2õ15,5=3,1 мм, Заготовки труб были согнуты на 180 по неоребренным участкам радиусом 85 мм, затем гибы были обжаты в плоском штампе на гидравлическом прессе усилием 100 тонн до величины Ь = 32 мм.

Змеевики собраны в пакеты с поперечным шагом S< = 76 мм и продольным шагом

Sz = 85 мм, В то же время серийно изготавливаемый воздухо-водяной теплообменник

BBTO системы избыточного воздуха котла

П-67 блока 800 МВт, работающий на воде давлением до 20 ат и выполненный из указанных труб, имеет поперечный шаг S< =

=86 мм.

При попытке приварить поперечное оребрение к трубе с толщиной стенки 0» =

= 3 мм, тоесть при Ар = 3 мм < 0,2; hp = 0 2 х х 15,5 = 3,1 мм на внутренней поверхности трубы появились выступы в виде спиральных выдавок и с учетом обжима U-образной части змеевиков труба оказалась неработоспособной.

Как показали расчеты, при использовании предлагаемого технического решения необходимая поверхность нагрева ВВТО сокращается на 20, а габариты теплообменника по высоте уменьшаются на 50 / при неизменном аэродинамическом сопротивлении.

1765678

Формула изобретения

Способ изготовления теплообменника, вкл ючающий выполнение на отдельных участках труб поперечного оребрения, ги ку труб в зонах неоребренных участках с образ ованием плоских змеевиков и закрепление тсвободных концов труб в коллекторах, о лича ющи йсятем,что, сцельюповышения компактности, используют трубы с толщиной стенки не менее 0,2 высоты ребра, а перед закреплением концов труб в коллекторах, изогнутые участки труб обжимают в

5 плоскости змеевика до размера, не превы4г +2h шающего (), г где cITp — диаметр трубы;

hð — высота ребра, 1765678

Составитель О.Ахимова

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н.Слободяник

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. У: ород, ул.Гагарина, 101

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5