Кожухотрубный теплообменник

Изобретение относится к кожухотрубным теплообменным аппаратам. Технический результат - повышение эффективности их работы. Это достигается тем, что кожухотрубный теплообменник содержит распределительную камеру с крышкой, соединенную с кожухом, теплообменные трубы, соединенные перегородками с сегментными вырезами, и штуцера для межтрубного и трубного пространства. Распределительная камера разделена перегородкой, а со стороны, противоположной распределительной камере, в крышке кожуха размещена плавающая головка. При этом отношение наружного диаметра кожуха к длине теплообменных труб в данном аппарате составляет 0,14...0,26; отношение диаметра теплообменных труб к наружному диаметру кожуха равно 0,02...0,14; общее количество теплообменных труб находится в интервале 13...1701; поверхность теплообмена при длине теплообменных труб, лежащей в диапазоне от 1 до 9 м, находится в интервале 1,0...961 м2; площадь сечения потока в сегментных вырезах перегородок находится в интервале 30...1640 м2; площадь сечения потока между перегородками находится в интервале 50...1870 м2; площадь сечения одного хода по теплообменным трубам находится в интервале 40...3750 м2; отношения наружного диаметра DH кожуха к диаметрам условного прохода штуцеров для трубного и межтрубного пространств соответственно равны и находятся в интервале 1,9...4,0. 1 ил.

 

Изобретение относится к кожухотрубным теплообменным аппаратам, которые могут использоваться в качестве теплообменников, холодильников, конденсаторов и испарителей в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности. Теплообменники предназначены для нагрева и охлаждения, а холодильники - для охлаждения (водой или другим нетоксичным, непожаро- и невзрывоопасным хладагентом) жидких и газообразных сред. Наибольшая допускаемая разность температур кожуха и труб для этих аппаратов может составлять 20...60 град, в зависимости от материала кожуха и труб, давления в кожухе и диаметра аппарата.

Наиболее близким техническим решением к заявленному объекту является кожухотрубный теплообменный аппарат по а.с. СССР №1451519, F28D 7/00, содержащий распределительную камеру с крышкой, соединенную с кожухом, теплообменные трубы, соединенные перегородками с сегментными вырезами, линзовый компенсатор и штуцера для межтрубного и трубного пространств (прототип).

Недостатком известного кожухотрубного теплообменного аппарата является сравнительно невысокая эффективность его работы.

Технический результат - повышение эффективности его работы.

Это достигается тем, что в кожухотрубном теплообменнике, содержащем распределительную камеру с крышкой, соединенную с кожухом, теплообменные трубы, соединенные перегородками с сегментными вырезами, и штуцера для межтрубного и трубного пространства, распределительная камера разделена перегородкой, а со стороны, противоположной распределительной камере, в крышке кожуха размещена плавающая головка, при этом отношение наружного диаметра Dн кожуха к длине L теплообменных труб находится в оптимальном интервале величин Dн/L=0,14...0,26, отношение диаметра теплообменных труб d к наружному диаметру Dн кожуха находится в оптимальном интервале величин d/Dн=0,02...0,14, общее количество теплообменных труб находится в оптимальном интервале величин 13...1701, поверхность теплообмена при длине теплообменных труб L, лежащей в диапазоне от 1 до 9 м, находится в оптимальном интервале величин 1,0...961 м2, площадь сечения потока в сегментных вырезах перегородок находится в оптимальном интервале величин 30...1640 м2, площадь сечения потока между перегородками находится в оптимальном интервале величин 50...1870 м2, площадь сечения одного хода по теплообменным трубам находится в оптимальном интервале величин 40...3750 м2, отношения наружного диаметра Dн кожуха к диаметрам условного прохода Dy штуцеров для трубного и условного прохода Dy1 штуцеров для межтрубного пространства соответственно равны Dн/Dy=Dн/Dy1 и находятся в оптимальном интервале величин 1,9...4,0.

На чертеже представлен кожухотрубчатый двухходовый (по трубному пространству) теплообменник, выполняющий функции холодильника.

Кожухотрубный теплообменник содержит распределительную камеру 2 с крышкой 1, соединенную с кожухом 3 диаметром Dн, теплообменные трубы 4 длиной L, перегородки 5 с сегментными вырезами, штуцера 6 для межтрубного пространства, штуцера 7 для трубного пространства и крышку 8 кожуха, внутри которой размещена крышка 9 плавающей головки. Распределительная камера 2 разделена перегородкой 10. Диаметры условного прохода штуцеров 7 для трубного пространства равны Dy, а штуцеров 6 для межтрубного пространства равны Dy1.

Незакрепленная на кожухе 3 вторая трубная решетка вместе с внутренней крышкой 9, отделяющей трубное пространство от межтрубного, образует плавающую головку. Предложенная конструкция исключает температурные напряжения в кожухе 3 и трубах 4.

Соотношения параметров описываемого теплообменника выбраны исходя из следующего:

отношение наружного диаметра Dн кожуха к длине L теплообменных труб находится в оптимальном интервале величин Dн/L=0,14...0,26. Это влияет на производительность аппарата в целом; отношение диаметра теплообменных труб d к наружному диаметру Dн кожуха находится в оптимальном интервале величин d/Dн=0,02...0,14, этим диапазоном обусловлена эффективность тепломассообмена; общее количество теплообменных труб находится в оптимальном интервале величин 13...1701; поверхность теплообмена при длине теплообменных труб L, лежащей в диапазоне от 1 до 9 м, находится в оптимальном интервале величин 1,0...961 м2. Этим диапазоном обусловлена эффективность тепломассообмена; площадь сечения потока в сегментных вырезах перегородок находится в оптимальном интервале величин 30...1640 м2, площадь сечения потока между перегородками находится в оптимальном интервале величин 50... 1870 м2, площадь сечения одного хода по теплообменным трубам находится в оптимальном интервале величин 40...3750 м2 этими диапазонами обусловлено минимальное гидравлическое сопротивление аппарата при сохранении высокой эффективности тепломассообмена, отношения наружного диаметра Dн кожуха к диаметрам условного прохода Dy штуцеров для трубного и условного прохода Dy1 штуцеров для межтрубного пространства соответственно равны Dн/Dy=Dн/Dy1 и находятся в оптимальном интервале величин 1,9...4,0, этими диапазонами обусловлено минимальное гидравлическое сопротивление аппарата при сохранении высокой эффективности тепломассообмена.

Кожухотрубный теплообменик работает следующим образом.

Хладагент поступает и выходит через штуцера 7 для трубного пространства, циркулируя в теплообменных трубах 4, в то время как среда (вода или газ) поступает через штуцера 6 для межтрубного пространства и циркулирует с внешней стороны теплообменных труб 4. Перегородки 5 с сегментными вырезами, установленные в кожухе 3, направляют поток среды, который несколько раз меняет свое направление.

Теплообменники предложенной конструкции могут устанавливаться горизонтально или вертикально, быть двух-, четырех- и шестиходовыми по трубному пространству. Трубы, кожух и другие элементы конструкции могут быть изготовлены из углеродистой или нержавеющей стали, а трубы холодильников также и из латуни. Распределительные камеры и крышки холодильников выполняют из углеродистой стали.

Применение кожухотрубчатых теплообменников с температурным компенсатором на кожухе (линзовый компенсатор 6) ограничено предельно допустимым давлением в кожухе, равным 1,6 МПа. При большем давлении в кожухе (1,6...8,0 МПа) следует применять теплообменники с плавающей головкой или с U-образными трубами.

Кожухотрубный теплообменник, содержащий распределительную камеру с крышкой, соединенную с кожухом, теплообменные трубы, соединенные перегородками с сегментными вырезами, и штуцера для межтрубного и трубного пространств, отличающийся тем, что распределительная камера разделена перегородкой, а со стороны, противоположной распределительной камере, в крышке кожуха, размещена плавающая головка, при этом отношение наружного диаметра Dн кожуха к длине L теплообменных труб находится в оптимальном интервале величин Dн/L=0,14...0,26, отношение диаметра теплообменных труб d к наружному диаметру Dн кожуха находится в оптимальном интервале величин d/Dн=0,02...0,14, общее количество теплообменных труб находится в оптимальном интервале величин 13...1701, поверхность теплообмена при длине теплообменных труб L, лежащей в диапазоне от 1 до 9 м, находится в оптимальном интервале величин 1,0...961 м2, площадь сечения потока в сегментных вырезах перегородок находится в оптимальном интервале величин 30...1640 м2, площадь сечения потока между перегородками находится в оптимальном интервале величин 50...1870 м2, площадь сечения одного хода по теплообменным трубам находится в оптимальном интервале величин 40...3750 м2, отношения наружного диаметра DН кожуха к диаметрам условного прохода Dy штуцеров для трубного и условного прохода Dy1 штуцеров для межтрубного пространства соответственно равны Dн/Dy=Dн/Dy1 и находятся нв оптимальном интервале величин 1,9...4,0.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к кожухотрубным теплообменным аппаратам, которые могут использоваться в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности. .

Изобретение относится к реактору, который используют для обработки вязкой среды или проведения химических реакций, таких как полимеризация. .

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в различных областях промышленности, например энергетической, химической. .

Изобретение относится к теплообменнику, содержащему множество расположенных в корпусе и предпочтительно объединенных, по меньшей мере, в один пучок труб, а также множество разделяющих корпус на отдельные зоны промежуточных стенок и к способу расположения вентиляционной трубы в теплообменнике.

Изобретение относится к теплообменникам, предназначенным для нагревания протекающей внутри теплообменника жидкости в потоке горячих газов, но может использоваться и в других устройствах для нагревания и охлаждения газа или жидкости.

Изобретение относится к технике обработки молока и молочных продуктов. .

Изобретение относится к установкам воздушного охлаждения газа компрессорных станций и может быть использовано для охлаждения газа в газлифтных компрессорных станциях, а также в станциях для транспорта природного и нефтяного (попутного) газа.

Изобретение относится к способам воздушного охлаждения продуктов, изменяющих полностью или частично свое агрегатное состояние при снижении температуры, в том числе сырого газа, и может найти применение в газовой, нефтяной и нефтехимической отраслях промышленности.

Изобретение относится к способу охлаждения сырого газа в аппаратах воздушного охлаждения, используемых в химической, нефтяной, газовой и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к кожухотрубным теплообменным аппаратам, которые могут использоваться в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности

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 нагревательным устройствам для текучей среды, в частности к нагревателям, применяемым для нагрева склонных к образованию накипи растворов в различном технологическом оборудовании

Изобретение относится к производству технического углерода из жидкого углеводородного сырья

Изобретение относится к бытовой объединенной тепло-энергоустановке

Изобретение относится к области конструкций кожухотрубчатых теплообменников и может быть использовано при производстве компактных теплообменных аппаратов различного технического назначения

Изобретение относится к оборудованию для производства глинозема и, в частности, для нагрева бокситовых пульп или оборотных алюминатных растворов в процессе выщелачивания бокситов и может быть использовано также в других областях, где требуется нагрев пульп и растворов

Изобретение относится к процессам теплопередачи, применяемым для охлаждения паров и жидкости, и может быть использовано в химической, пищевой и других отраслях промышленности

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к устройствам для утилизации тепла отходящих от агрегатов газов, в частности для подогрева воздуха продуктами сгорания, поступающими от компрессора газотурбинной установки стационарного и транспортного назначения
Наверх