Теплообменник типа труба в трубе

 

Использование: в теплотехнике. Сущность изобретения: теплообменник типа труба в трубе состоит из наружной 1 и внутренней 2 труб. На наружной поверхности внутренней трубы 2 на входе межтрубного пространства расположены ребра 3, выполненные под острым углом к оси теплообменника и образующие криволинейные каналы 4, а на выходе межтрубного пространства - ребра 5, выполненные параллельно оси теплообменника и образующие прямолинейные каналы 6. Теплообменник снабжен также внешней 7 и внутренней 8 оболочками, образующими пространства соответственно с наружной 1 и внутренней 2 трубами. В этих межтрубных пространствах выполнены ребра 9, которые могут быть выполнены кольцевыми с прорезями 10, перегородками 11 и образовывать межреберные кольцевые или винтовые каналы 12, 13 для прохода среды. Теплообменник содержит также патрубки ввода подвода 14 и отвода 15 охлаждаемой среды и патрубки подвода 16, 17 и отвода 18, 19 охлаждающей среды и торцевой стенки 20 и 21. Патрубок подвода охлаждаемой среды 14 выполнен тангенциальным. 2 з.п. ф-лы.,4 ил.

Изобретение относится к теплотехнике, более конкретно, к теплообменным аппаратам, и может быть использовано в различных отраслях промышленности.

Известен теплообменник типа труба в трубе, внутренняя из которых снабжена ребрами, расположенными с заданными межреберными зазорами и примыкающими к внутренней поверхности наружной трубы, причем все ребра по линии, параллельной оси труб, имеют паз, в который введена вставка, повторяющая профиль паза, при этом вставка снабжена косым прорезями, соединяющими межреберные зазоры, а наружная труба выполнена из металлической фольги, соединенной по образующей посредством пайки или клея (авт. св. СССР N 1449820, кл. F 28 D 7/10, опубл. 07.01.89).

Данный теплообменник является компактным и достаточно простым в изготовление. Однако, к его недостаткам можно отнести высокую интенсивность теплообмена а его межтрубном пространстве.

Известен также теплообменник типа труба в трубе с многозаходными винтовыми ребрами на наружной поверхности внутренней трубы, образующими в межтрубном пространстве винтовые каналы и внешней оболочкой (кожухом), образующей пространство подвода и отвода охлаждающей и охлаждаемой сред. При этом винтовые каналы разделены перегородками, расположенными соосно с трубами на отдельные полости.

Смежные перегородки расположены одна относительно другой на радиальном расстояние, составляющем 0,5 2 длины дуги между смежными ребрами, имеющей радиус, равный усредненному радиусу, соответствующей полости при высоте ребер, в 14-15 раз превышающей усредненную ширину канала (авт. св. ССР N 1062496, кл. F 28 D 7/10, опубл. 23.12.83).

Данная конструкция позволяет несколько интенсифицировать теплообмен, однако она остается все же недостаточной. Кроме того данная конструкция является металлоемкой и требует специальной оснастки и сложных расчетов, что делает ее достаточно сложной в изготовлении.

Известен теплообменник, содержащий корпус с патрубками подвода и отвода рабочих сред и каналами для носителей, образованными кольцевыми зазорами между концентрично расположенными цилиндрическими оболочками, в которых размещены ребра, примыкающие к поверхностям оболочек, причем на входе в промежуточный из них выполненные под острым углом к оси теплообменника с образованием криволинейных каналов (авт. св. СССР N 1740944, кл. F 28 D 7/10, опубл. 1992).

Задачами изобретения являются создание простого в изготовлении, не металлоемкого теплообменника, обеспечивающего высокую степень теплообменника.

Конструктивно отдельные элементы и узлы теплообменника в целом не сложны, не требуют специальных расчетов и оснастки и, следовательно, просты в изготовлении.

Конструкция предлагаемого теплообменника выполнена из стандартных элементов, не имеет металлоемких узлов и, следовательно, не металлоемка.

Данное устройство может найти широкое применение в теплотехнике, т.е. оно является промышленно применимым.

На фиг. 1 изображен главный вид заявляемого теплообменника; на фиг. 2 - разрез А-А главного вида; на фиг.3 разрез Б-Б главного вида; на фиг.4 - разрез В-В главного вида.

Теплообменник типа труба в трубе состоит из наружной 1 внутренней 2 труб. На наружной поверхности внутренней трубы 2 на входе межтрубного пространства расположены ребра 3, выполненные под острым углом к оси теплообменника и образующие криволинейные каналы 4, а на выходе межтрубного пространства ребра 5, выполненные параллельно оси теплообменника и образующие прямолинейные каналы 6.

Теплообменник снабжен также внешней 7 и внутренней 8 оболочками, образующими межтрубные пространства соответственно с наружной 1 и внутренней 2 трубами.

В этих межтрубных пространствах выполнены ребра 9. Ребра 9 могут быть выполнены кольцевыми с прорезями 10 и перегородками 11 и образовывать межреберные винтовые каналы 12, 13 для прохода среды.

Теплообменник содержит также патрубки подвода 14 и отвода 15 охлаждаемой среды, патрубки подвода 16, 17 и отвода 18, 19 охлаждающей среды и торцевые стенки 20, 21. Патрубок подвода охлаждаемой среды 14 выполнен тангенциальным.

Теплообменник работает следующим образом.

Охлаждаемая среда через тангенциально расположенный патрубок 14 подается в кольцевое межтрубное пространство и завихряется при этом, благодаря чему усиливается турбулизация потока. Проходя по криволинейным каналам 4, поток еще больше завихряется, чем еще больше увеличивает свою турбулизацию, обменивается теплом с охлаждающей средой движущейся противотоком, которая подается через патрубки 16 и 17 в межреберные каналы 12, 13, образованные ребрами 9.

Через прорези 10 в кольцевых каналах 9, охлаждающая среда проходит через все межреберные кольцевые каналы 12, 13 и удаляется из теплообменника через патрубки 18,19.

Охлажденная среда из межтрубного пространства, проходя через каналы 6, удаляется из теплообменника через патрубок 15.

Рабочими средами могут служить газ-газ, жидкость-газ, жидкость-жидкость.

Теплообменник эффективно работает в любых положениях.

Формула изобретения

1. Теплообменник, содержащий корпус с патрубками подвода и отвода рабочих сред и каналами для теплоносителей, образованными кольцевыми зазорами между концентрично расположенными цилиндрическими оболочками, в которых размещены ребра, примыкающие к поверхностям оболочек, причем на входе в промежуточный из них выполненные кольцевыми, соединенными последовательно между собой с помощью прорезей и перегородок, а ребра, расположенные в промежуточном канале, выполнены только на входе и выходе межтрубного пространства, причем на выходе они расположены параллельно оси теплообменника и образуют прямолинейные каналы.

2. Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что количество концентрично расположенных цилиндрических оболочек составляет четыре.

3. Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что патрубок подвода рабочей среды выполнен тангенциально.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4