Многоходовой кожухотрубный теплообменник

 

Использование: для горячего водоснабжения малоэтажных зданий с местной системой центрального отопления. Сущность изобретения: многоходовой кожухотрубный теплообменник содержит горизонтально расположенный корпус 1, трубные решетки 7, крышки 5, патрубки 2 и 3 для подвода и отвода теплоносителей и теплообменные трубки 8, последовательно сообщенные посредством перепускных каналов, выполненных в виде выемок заданных размеров в крышках 5 со стороны теплообменных трубок 8. Крышки 5 выполнены составными из круглой центральной и кольцевой периферийной частей, стыкующихся за счет кольцевых выступов, выполненных на торцах центральной части и ответных углублений, выполненных на периферийной части. Между центральной частью крышки и трубной решеткой установлены фиксирующие элементы. 2 з. п. ф - лы, 3 ил.

Изобретение относится к коммунальной энергетике и может быть использовано для горячего водоснабжения малоэтажных зданий различного назначения, оборудованных местной системой центрального отопления.

Известны многоходовые кожухотрубные теплообменники, содержащие корпус с плоскими крышками, трубные решетки и размещенные между ними поперечные распределительные перегородки для перепуска теплоносителя (воды) из одного пучка труб в другой [1] .

Недостатки таких конструкций - малая надежность вследствие трудности создания герметичного уплотнения между ходами и высокая удельная металлоемкость.

Из известных теплообменников наиболее близким по технической сущности является многоходовой кожухотрубный теплообменник [2] , содержащий корпус с плоскими крышками, трубные решетки и размещенные между ними плоские поперечные перегородки из эластичного материала со сквозными отверстиями для циркуляции теплоносителя и плотно зажатые по боковым поверхностям между крышками и решетками.

Однако в известном теплообменнике имеется ряд недостатков: высокое гидравлическое сопротивление при многократном последовательном движении теплоносителя через перегородки, каналы которых имеют большие коэффициенты местных сопротивлений, создаваемых резкими изменениями направления движения; высокая удельная металлоемкость из-за крепления перегородок плоской крышкой и применение в подсоединительных патрубках металлоемких фланцевых соединений; подсоединение патрубков подвода и отвода теплоносителя из трубного пространства, расположенных с противоположных торцов, вследствие чего уменьшается ход движения нагреваемой воды, снижается температура ее нагрева после патрубка входа греющего теплоносителя, а следовательно снижается тепловая мощность теплообменника и увеличивается удельная металлоемкость и трудоемкость изготовления; применение для перегородок эластичного материала, увеличивающее эксплуатационные затраты, так как перегородка требует периодической замены вследствии ее старения при работе под давлением и повышенной температуре. Отсутствие строгой фиксации положения эластичной перегородки относительно трубной доски требует затрат дополнительного времени при сборке теплообменника на установление соосности отверстий труб и отверстий в перегородках. При монтаже требуются специальные кронштейны.

Для повышения надежности и снижения трудоемкости изготовления теплообменника перепускные каналы выполнены в виде выемок в крышках со стороны теплообменных труб, максимальный размер которых в поперечном сечении составляет (1-1,2)d+t, а минимальный (0,5-1)d, где d - наружный диаметр теплообменных труб; t - шаг расположения теплообменных труб. Крышки фиксируются на штифтах и крепятся к трубной доске, а патрубки для входа греющей и выхода нагреваемой среды расположены с одной стороны. Крышки теплообменника выполнены из неэластичного материала, составными из круглой центральной и кольцевой периферийной частей, торцы центральной части имеют кольцевой выступ, а периферийная часть имеет ответное углубление. Для установки теплообменник имеет кронштейны.

При анализе известных технических решений не обнаружены решения с аналогичными признаками, следовательно, предложенное техническое решение соответствует критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 показан теплообменник, вид спереди; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1 (левой крышки); на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1 (правой крышки).

Теплообменник состоит из горизонтального корпуса 1 с патрубками 2 для входа и 3 выхода греющей среды, левой центральной части крышки 4 и правой центральной части крышки 5, закрепленных кольцевой периферийной частью 6 к трубной решетке 7, в которой закреплены теплообменные трубки 8, по которым проходит нагреваемый теплоноситель поступающий через патрубок 9, закрепленный в левой центральной части крышки 4, имеющей перепускные каналы 10-18 для выхода нагреваемого теплоносителя через патрубок 19, который закреплен в центральной части крышки 5, имеющей перепускные каналы 20-28, а для фиксации положения центральных частей крышек 4 и 5 - фиксаторы 29, закрепленные в трубных решетках 7. Для крепления при монтаже теплообменника имеются кронштейны 30.

Теплообменник работает следующим образом. Через патрубок 2 входит греющая среда во внутреннее пространство корпуса 1 и, омывая наружную поверхность теплообменных труб 4, охлажденная выходит через патрубок 3, а нагреваемая среда входит через патрубок 9 и, нагреваясь, проходит по теплообменным трубкам 8, соединенным последовательно перепускными каналами 20-10; 10-21; 21-11; 22-12; 12-23; 23-13; 13-24; 24-14; 14-25; 25-15; 15-26; 16-27; 27-17; 28-18 центральных частей крышек 4 и 5, и нагретая среда выходит через патрубок 19.

Предлагаемое техническое решение позволит более чем в 2 раза снизить величину гидравлических сопротивлений за счет применения соединительных каналов с плавными переходами сферической формы, на 20% снизить удельную металлоемкость за счет применения резьбовых соединений вместо фланцевых и увеличения температуры нагрева воды за счет увеличения пути движения нагреваемой среды в теплообменнике, снизить удельную трудоемкость сборки на 15% , снизить эксплуатационные затраты и увеличить срок службы теплообменника за счет применения камеры из неэластичного материала (латуни или других материалов), не подверженных старению).

Формула изобретения

1. МНОГОХОДОВОЙ КОЖУХОТРУБНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК, содержащий горизонтально расположенный корпус, трубные решетки, крышки, патрубки для подвода и отвода теплоносителей и теплообменные трубки, последовательно сообщенные посредством перепускных каналов, отличающийся тем, что перепускные каналы выполнены в виде выемок в крышках, расположенных со стороны теплообменных трубок, причем максимальный размер каждой выемки в поперечном сечении составляет (1 - 1,2) d + t, а минимальный (0,5 - 1,0)d, где d - наружный даметр трубки, T - шаг расположения труб.

2. Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что крышка выполнена составной из круглой центральной и кольцевой периферийной частей, причем выемки расположены в центральной части крышки, торцы этой части имеют кольцевой выступ, а на периферийной части крышки расположены ответные углубления.

3. Теплообменник по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что между центральной частью крышки и трубной решеткой установлены фиксирующие элементы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3