Кожухотрубный теплообменник

Изобретение предназначено для применения в теплоэнергетике, а именно может быть использовано для нагревания воды в потоке горячих газов турбоустановок или двигателей внутреннего сгорания. Кожухотрубный теплообменник включает кожух с патрубками подвода и отвода, пучки труб с коллекторами на концах и перегородки внутри кожуха, патрубки входа и выхода соединены с коллекторами, причем кожух выполнен в виде двух концентрично расположенных цилиндров, трубы выполнены в виде незамкнутых колец, причем на концах труб установлено, по меньшей мере, по паре коллекторов - входной, выходной и перепускные, - обеспечивающие зигзагообразное движение по трубам теплообменника, а перегородки внутри кожуха установлены с образованием лабиринта. Изобретение позволяет уменьшить габариты теплообменника, повысить его эффективность, а также добиться возможности его установки в потоке горячих газов от двигателя. 3 ил.

 

Предлагаемое техническое решение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для нагревания воды в потоке горячих газов турбоустановок или двигателей внутреннего сгорания, а также с использованием тепла охлаждающей жидкости двигателя.

Известен кожухотрубный теплообменник для трех сред, содержащий размещенный в кожухе трубный пучок и патрубки подвода и отвода сред, кольцевые коллекторы, установленные снаружи кожуха, а внутри сообщающиеся с последними подводящие трубы, расположенные по периферии трубного пучка, часть которых подключена к одному коллектору, а остальные - к другому, причем подводящие трубы выполнены с отверстиями, тангенциально расположены к оси кожуха и сообщающимися с межтрубным пространством (см. описание изобретения к авт. св. №848951, F 28 D 7/00). Этот теплообменник не обладает высокой эффективностью.

Известен подогреватель (прототип), содержащий горизонтальный корпус, разделенный трубными досками на распределительную и две теплообменные секции, первая из которых разделена перегородками на входную и выходную камеры (коллекторы), подключенные соответственно к патрубкам подвода и отвода жидкости, а в теплообменных секциях установлены пучки теплообменных труб, причем входные и выходные концы последних соответственно первой и второй секций подключены к соответствующим камерам распределительной секции, причем в распределительной секции перегородки установлены с образованием между собой перепускной камеры (коллектора), к которой подключены выходные и входные участки теплообменных труб соответственно первой и второй секций, а внутри теплообменных секций установлены перегородки (см. описание изобретения к патенту №1602127, F 22 D 1/32, F 28 D 7/06). Этот подогреватель также недостаточно эффективен и обладает большими габаритами.

Предлагаемое техническое решение решает задачу уменьшения габаритов теплообменника, повышения эффективности и возможность его установки в потоке горячих газов от двигателя.

Для достижения указанного технического результата в предлагаемом кожухотрубном теплообменнике, содержащем кожух с патрубками подвода и отвода, пучки труб с коллекторами на концах и перегородки внутри кожуха, патрубки входа и выхода, соединенные с коллекторами, новым является то, что кожух выполнен в виде двух концентрично расположенных цилиндров, трубы выполнены в виде незамкнутых колец, причем на концах труб установлено по меньшей мере по паре коллекторов: входной, выходной и перепускные, обеспечивающие зигзагообразное движение по трубам теплообменника, а перегородки внутри кожуха установлены с образованием лабиринта.

Предлагаемое техническое решение позволяет получить компактный теплообменник с высокоэффективным теплообменом благодаря созданию зигзагообразного течения нагреваемой воды по трубам и зигзагообразного течения жидкости, омывающей трубы, обеспечиваемого перегородками, установленными лабиринтно и благодаря созданию противопотоков нагреваемой воды и горячей жидкости. А форма теплообменника в виде цилиндра позволяет размещать его в потоке выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания и дополнительно подогревать жидкость, протекающую внутри кожуха, а соответственно и подогревать воду, протекающую по трубам.

На фиг.1 изображен вид спереди, с разрезами, на теплообменник.

На фиг.2 - вид сверху с разрезами.

На фиг.3 - схематически изображены потоки нагреваемой жидкости (тосола) на развертке теплообменника.

Кожухотрубный теплообменник содержит кожух 1, который состоит из концентрично расположенных цилиндров 2 и 3 с крышками 4 и 5. В кожухе установлены патрубки 6 и 7 подвода и отвода горячей жидкости. Внутри кожуха 1 установлены пучки труб 8. Каждая труба 8 имеет вид незамкнутого кольца. Концы труб 8 с каждой стороны соединены с парой коллекторов 9, 10, 11, 12. Входной коллектор 12 соединен с патрубком 14 выхода нагретой воды. По длине коллектор 9 равен коллектору 12. Разные длины коллекторов обеспечивают зигзагообразное течение воды по трубам 8. Внутри кожуха 1 установлены перегородки 15 и 16. Перегородки 15 контактируют с крышкой 4, а перегородки 16 контактируют с крышкой 5 и, таким образом, образуют лабиринт. Соединение элементов теплообменника производится пайкой твердыми припоями.

Кожухотрубный теплообменник работает следующим образом. Для большей эффективности теплообменник устанавливают в поток выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания. Через патрубок 6 внутрь кожуха 1 подают горячую жидкость, например, тосол, используемый для охлаждения двигателя внутреннего сгорания. Воду подают через патрубок 13. Вода через патрубок 13 попадает в коллектор 9 и по трубам 8 попадает в перепускной коллектор 11, из коллектора 11 вода в обратном направлении направляется в перепускной коллектор 10. Из коллектора 10 вода опять в обратном направлении попадает в выходной коллектор 12 и через патрубок 14 нагретая вода направляется потребителю. Горячий тосол, попав внутрь кожуха 1, через патрубок 6 подвода течет, омывая трубы 8 в противоположном направлении течению воды в трубах 8. Достигнув перегородки 16, тосол огибает перегородку и далее течет до перегородки 15 опять навстречу течению воды по трубам 8. После прохождения лабиринта тосол через патрубок 7 отвода охлажденного тосола может быть направлен снова для охлаждения двигателя. При прохождении горячих выхлопных газов внутри цилиндра 2 или снаружи цилиндра 3 он дополнительно нагревает воду, проходящую по трубам.

Таким образом, компактный теплообменник благодаря созданию противотоков нагреваемой воды и горячего тосола обеспечивает эффективное нагревание воды, а возможность размещения теплообменника в потоке выхлопных газов увеличивает эффективность нагревания воды, проходящей по трубам.

Кожухотрубный теплообменник, включающий кожух с патрубками подвода и отвода, пучки труб с коллекторами на концах и перегородки внутри кожуха, патрубки входа и выхода, соединенные с коллекторами, отличающийся тем, что кожух выполнен в виде двух концентрично расположенных цилиндров, трубы выполнены в виде незамкнутых колец, причем на концах труб установлено, по меньшей мере, по паре коллекторов: входной, выходной и перепускные, обеспечивающие зигзагообразное движение по трубам теплообменника, а перегородки внутри кожуха установлены с образованием лабиринта.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к теплообменной технике и может быть использовано для подогрева или охлаждения жидких и газообразных сред. .

Изобретение относится к теплообменным аппаратам и может быть использовано в энергетической, химической, металлургической и горной промышленности. .

Изобретение относится к теплообменной аппаратуре и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей, пищевой, фармацевтической, парфюмерной, машиностроительной и других отраслях народного хозяйства.

Изобретение относится к теплообменной технике, а более точно к аппаратам для проведения теплообменных и диффузионных процессов. .

Изобретение относится к области обработки материалов давлением для получения изделий с внутренним и наружным оребрением, а именно, с высокоразвитой их внутренней и наружной поверхностью.

Изобретение относится к холодильной технике, точнее к элементам конструкций теплообменных аппаратов и касается конструкции теплообменника. .

Изобретение относится к устройствам для проведения теплообменных процессов между двумя средами через стенку и может быть использовано в химической, пищевой и нефтеперерабатывающей отрасли промышленности

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в системах регенерации тепла турбоустановок тепловых и атомных электростанций при разработке компоновки трубных систем коллекторных подогревателей высокого давления (ПВД), содержащих спиральные змеевики. Система содержит равномерно размещенные в приближении к периферии внутреннего пространства корпуса подогревателя односпиральные спиральные змеевики, присоединение которых к коллекторам ориентировано в направлении к центральной его части. Новый технический результат, достигаемый изобретением, заключается в организации доступа к соединениям коллектора со змеевиками без демонтажа верхней части корпуса подогревателя и разборки мембранного фланцевого соединения. 3 ил.

Изобретение относится к конструкции аппаратов, предназначенных для осуществления теплообмена между потоками флюидов, массообмена флюида с флюидом или твердым веществом, проведения химических процессов в условиях контроля температуры и может быть использовано в различных отраслях промышленности. Аппарат может быть использован в качестве теплообменника, массообменного аппарата, адсорбера и каталитического реактора. Аппарат состоит из корпуса с патрубками ввода/вывода флюидов, в котором установлен аксиально симметричный кольцевой теплообменный блок, состоящий из четного количества изогнутых радиально ориентированных пластин с профилирующими выступами, попеременно соединенных в аксиальном и радиальном направлении, двух наружных колец и двух внутренних крышек. Одна из крышек сообщена с патрубком ввода/вывода флюида. Теплообменный блок оснащен по меньшей мере одной перфорированной цилиндрической обечайкой, на которой расположены упоры, прилегающие к неэкранированным участкам наружной стороны пластин. Технический результат - упрощение конструкции аппарата и возможность превышения давления в любой из полостей теплообменного блока над давлением в смежной полости. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к тепломассообменным аппаратам, предназначенным для осуществления теплообмена между потоками флюидов и массообмена флюидов с жидкостью при контролируемой температуре, и может быть использовано в различных отраслях промышленности. Аппарат может быть использован для осуществления тепло- и массообменных процессов. Предложен аппарат, состоящий из корпуса с патрубками ввода/вывода флюидов. В аппарате установлен коаксиальный кольцевой теплообменный блок, состоящий из пластин, скрепленных друг с другом Г-образными соединениями, двух наружных колец и двух внутренних крышек, а также внутренней и наружной перфорированных цилиндрических обечаек, на которых расположены упоры, прилегающие к неэкранированным участкам наружной стороны пластин. Одна из крышек сообщена с патрубком ввода/вывода одного из флюидов. Технический результат - упрощение конструкции аппарата и возможность превышения давления в любой из полостей теплообменного блока над давлением в смежной полости. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к конструкции аппаратов, предназначенных для теплообмена между потоками флюидов, массообмена флюида с флюидом или твердым веществом, проведения химических процессов в условиях контроля температуры, и может быть использовано в различных отраслях промышленности. Аппарат может быть использован в качестве теплообменника, массообменного аппарата, адсорбера и каталитического реактора. Аппарат состоит из корпуса с патрубками ввода/вывода флюидов, в котором коаксиально установлен кольцевой тепломассообменный блок, состоящий из соединенных друг с другом труб, колец и крышек. Тепломассообменный блок может быть оснащен перфорированной цилиндрической обечайкой, на которой расположены упоры, прилегающие к неэкранированным участкам боковых стенок труб. Соединения наружных колец с корпусом могут быть выполнены разъемными или разрезными. В пристеночном и приосевом коллекторах могут быть установлены отбойные вставки. Технический результат - упрощение конструкции аппарата. 8 з.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх