Теплообменник


 


Владельцы патента RU 2489663:

Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина (RU)

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в теплообменниках. Теплообменник, содержащий наружную и внутреннюю трубу с присоединительными фланцами и патрубками подвода и отвода греющей (охлаждающей) среды, выполнен из труб, встроенных друг в друга, с горизонтальным U-образным соединением с отводами, внутренняя труба теплообменника с одной стороны жестко закреплена к фланцам наружной трубы, а второй конец внутренней трубы соединен отводом и установлен на опорах, приваренных к внешней трубе, а для обеспечения свободного перемещения внутренней трубы вследствие температурных удлинений втулки опоры изготовлены с зазором из материала с низким коэффициентом трения. Технический результат - исключение потерь теплоносителя, возможность использовать различные типы жидкостей для охлаждения и нагрева, увеличение коэффициента теплопередачи теплообменника. 1 ил.

 

Изобретение относится к теплообменному оборудованию и может использоваться в устройствах подогрева или охлаждения среды в теплоэнергетике, жилищно-коммунальном хозяйстве систем теплоснабжения и горячего водоснабжения, в энергетической, химической, нефтехимической, нефтедобывающей и других отраслях промышленности.

Известен трубчатый теплообменник (патент РФ №2417348 С2, F28D 7/00, опуб. 27.12.2010), содержащий поперечно обтекаемый пучок профильных труб в виде трех диаметрально связанных круглых цилиндров, центрального, с большим диаметром d1, и сопряженных с ним в лобовой и кормовой частях двух других одинаковых цилиндров с меньшим диаметром d2, с треугольной компоновкой, и коллекторы с трубными досками. Используемая компоновка труб разновеликого цилиндрического профиля обеспечивает обтекание потоком теплоносителя последовательно расположенных по течению цилиндрических частей (элементов) теплоотдающей трубчатой поверхности большего диаметра d1 и находящихся между ними спаренных цилиндрических частей меньшего диаметра d2, при этом смежные кормовые и лобовые части меньшего диаметра d2 каждой из труб продольного ряда расположены симметрично относительно оси поперечного ряда труб, проходящей через центры частей большего диаметра d1, а в межтрубном пространстве пучка реализуется сложное извилистое течение потока. Указанная компоновка профильных труб обеспечивает возможность прямого и обратного рационального поперечного обтекания отрывного характера.

Недостаток этой конструкции заключается в том, что необходимо сложное оборудование для изготовления профильных труб, а также усложнена герметизация профильных труб с трубными досками.

Известен кожухотрубный теплообменник (патент RU №2232940 С2, F23D 7/00, опуб. 20.07.2004), содержащий кожух с расположенными в нем теплообменными трубами, поперечными и продольной перегородками, трубные доски, образующие с кожухом межтрубное пространство, компенсатор, выполненный на кожухе, имеющую внутреннюю перегородку камеру подачи среды в трубы и отвода из них и камеру поворота среды, примыкающие к трубным доскам, образующие с трубами трубное пространство и выполненные шарнирно открывающими, и патрубки подачи и отвода среды в межтрубное пространство и камеру подачи среды. Теплообменник выполнен с возможностью организации движения сред по трубному и межтрубному пространствам в 2 или 4 хода и секционирования. Продольная перегородка кожуха выполнена плоской или крестообразной. Поперечные и продольная перегородки кожуха снабжены уплотнениями.

Недостатком известного устройства является достаточно сложная и энергоемкая конструкция.

Известен теплообменник (патент RU №102752 Ul, F22D 1/00, опуб. 10.03.2011), содержащий корпус с патрубками подвода и отвода греющей среды, размещенную в корпусе трубную систему, включающую трубные доски с отверстиями для пучков трубок. Корпус выполнен в форме параллелепипеда, внутреннее межтрубное пространство которого разделено на секции с проемами, расположенными в конце секции по ходу потока среды, на торцевой части корпуса установлены трубные доски, к которым присоединены распределительные водяные камеры с перегородками, распределяющие поток трубного пространства по секциям, и патрубками подвода и отвода нагреваемой среды.

Недостатком устройства является сложность герметизации соединения между пучком труб и трубных досок.

Известен теплообменник (патент RU №2383838 C1, F28D 7/00, опуб. 10.03.2010), работающий на жидкометаллическом теплоносителе в режиме переменных нагрузок. Теплообменник содержит корпус с патрубками входа и выхода теплообменивающихся жидкостей, пучок теплообменных U-образных труб, закрепленных в трубной доске, образующей с крышкой, посредством перегородки, две камеры по тракту одной из жидкостей, между корпусом и прямыми участками пучка теплообменных U-образных труб установлен профильный в поперечном сечении теплообменника, вытеснитель, причем жестко с ним соединена двойная перегородка, разделяющая вдоль осей труб межтрубное пространство на две половины.

Такое выполнение хотя и позволит получить малогабаритный теплообменник, отвечающий требованиям надежности, технологичности, монтажа, при высоких удельных теплонапряжениях, но данный теплообменник предназначен для работы на жидкометаллическом теплоносителе в режиме переменных нагрузок.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является теплообменник (сборочный чертеж теплообменника БН 5016.00.СБ, производства Бугульминского механического завода, г.Бугульма, Республика Татарстан), состоящий из наружной и внутренней трубы с присоединительными фланцами и отводами. Одна сторона внутренней трубы приварена к присоединительным фланцам, а для обеспечения свободного перемещения внутренней трубы вследствие температурных удлинений другая сторона герметизируется сальниками, установленными на фланцах наружной трубы. Для подачи пара в межтрубное пространство к наружной трубе приварены патрубки входной и выкидной. Секции соединены между собой патрубками, а внутренние трубы отводами и составляют единый теплообменник с входными и выкидными патрубками для пара и нагреваемой среды (нефти).

Недостаток этой конструкции заключается в том, что при работе теплообменника сальники, установленные по концам на фланцах, изнашиваются, и происходит утечка пара из-за перемещения внутренней трубы вследствие температурных удлинений. Для замены и затяжки сальников необходимо постоянно отключать теплообменник.

Изобретение предусматривает усовершенствование теплообменника и устранение потерь нагреваемой среды.

Технический результат в изобретении достигается с помощью теплообменника, состоящего из труб, встроенных друг в друга с горизонтальным U-образным соединением с отводами. Внутренняя труба теплообменника с одной стороны жестко закреплена к фланцам наружной трубы, а второй конец трубы соединен отводом и установлен на опорах, приваренных к внешней трубе. Для обеспечения свободного перемещения внутренней трубы, вследствие температурных удлинений, втулки опоры изготовлены с зазором из материала с низким коэффициентом трения.

Предлагаемое изобретение поясняется фигурой 1, где показан продольный разрез теплообменника.

Предлагаемый теплообменник состоит из внутренней трубы 2 для нагреваемой или для охлаждаемой среды с присоединительными фланцами 1 и 3, отвода 9, наружной трубы 6 с присоединительными фланцами 8 и отвода 10, а также входных 4 и выкидных 5 патрубков для подачи нагретой или охлаждаемой среды. Втулки опоры 7 изготовлены из материала с низким коэффициентом трения с зазором для обеспечения свободного перемещения внутренней трубы 2 вследствие температурных удлинений.

Теплообменник работает следующим образом.

Греющая среда через входной патрубок 4 поступает в верхнюю камеру и протекает по межтрубному пространству, между отводами 9 и 10 к выкидному патрубку 5. Во внутреннюю трубу 2 нагреваемая среда поступает через нижний фланец, протекает через отвод 9 и выходит через верхний фланец, тем самым обеспечивается большая теплоотдача при встречном протекании сред.

Предложенная конструкция теплообменника позволит:

- исключить потери жидкости из-за отсутствия сальникового уплотнения;

- использовать различные типы жидкостей для охлаждения и нагрева без риска нарушения экологии окружающей среды;

- увеличить коэффициент теплопередачи теплообменника.

Теплообменник, содержащий наружную и внутреннюю трубу с присоединительными фланцами и патрубками подвода и отвода греющей (охлаждающей) среды, выполнен из труб, встроенных друг в друга, с горизонтальным U-образным соединением с отводами, внутренняя труба теплообменника с одной стороны жестко закреплена к фланцам наружной трубы, а второй конец внутренней трубы соединен отводом и установлен на опорах, приваренных к внешней трубе, а для обеспечения свободного перемещения внутренней трубы вследствие температурных удлинений втулки опоры изготовлены с зазором из материала с низким коэффициентом трения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области теплотехники, а именно к змеевиковым теплообменникам. .

Изобретение относится к теплотехнике, а именно к теплообменникам для холодильных аппаратов. .

Крепление // 2386916
Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано при креплении пучка винтообразно закрученных труб высокотеплонапряженного теплообменника ядерной энергетической установки.

Решетка // 2386915
Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в качестве устройства для дистанционирования пучка теплообменных труб ядерной энергетической установки, работающей на жидкометаллическом теплоносителе в режиме переменных нагрузок.

Решетка // 2384807
Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в качестве устройства для дистанционирования пучка теплообменных труб ядерной энергетической установки, работающей на жидкометаллическом теплоносителе в режиме переменных нагрузок.

Крепление // 2384806
Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано при креплении пучка винтообразно закрученных труб высокотеплонапряженного теплообменника ядерной энергетической установки.

Крепление // 2384805
Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано при креплении пучка теплообменных труб высокотеплонапряженного теплообменника ядерной энергетической установки.

Крепление // 2384804
Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано при креплении пучка теплообменных труб высокотеплонапряженного теплообменника ядерной энергетической установки.

Изобретение относится к теплообменной аппаратуре и может быть использовано в быту и в различных отраслях промышленности. .

Изобретение относится к теплоэнергетической, химической и нефтехимической промышленности и предназначено для использования в многотоннажных промышленных установках. В кожухотрубном теплообменнике, содержащем корпус с днищами, трубный пучок, закрытый с двух сторон трубными решетками, выполненными в форме диска с непрерывными, расположенными концентрично выступами и впадинами, в которых выполнены отверстия для крепления трубок трубного пучка, любой выступ или впадина в поперечном сечении имеют форму прямоугольного треугольника, одна сторона которого перпендикулярна плоскости трубной решетки, а другая наклонна к ней, при этом отверстия для крепления трубок выполнены на середине наклонной стороны, а в центре трубной решетки имеется цилиндрический выступ с отверстием для крепления центральной трубки. Технический результат - расширение арсенала технических средств, повышение надежности и ресурса работы, снижение материалоемкости. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в трубных опорах теплообменников, используемых для обмена сред тепловой энергией без их смешивания. Предметом изобретения, в частности, является опора для пучка теплообменных труб, образующая сетку в секущей плоскости; вышеуказанная опора (400) содержит кольцо (40), и это кольцо (40) содержит крепежные средства, позволяющие крепить соответственно с обеих сторон секущей плоскости кольца первый комплект (41) штанг (410) и второй комплект (42) штанг (420); каждая из вышеуказанных штанг (410, 420) имеет форму, которая образует среднюю плоскость, при этом средние плоскости первого комплекта (41) параллельны друг другу, и средние плоскости второго комплекта (42) параллельны друг другу, и ориентация средних плоскостей первого комплекта (41) и средних плоскостей второго комплекта (42) образует угол больше нуля. Технический результат - снижение массы теплообменника и усиление крепления теплообменных труб. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к теплообменной технике и может быть использовано в различных отраслях промышленности. Предложена трубная доска теплообменника, содержащая плиту и уплотнительные кольцевые элементы, имеющая отверстия для укладки концов теплообменных труб, содержит плиту 1, причем каждое отверстие 4 плиты 1 снабжено не менее чем одной концентрической расточкой 10 под укладку уплотнительных кольцевых элементов 11. Расточки 10 распределены на разных высотах в параллельных плоскостях в теле плиты, а принадлежащие боковым поверхностям расточек вспомогательные касательные прямые, находящиеся на кратчайшем расстоянии от параллельных им вертикальных осей симметрии взаимно ближайших расточек, имеют возможность пересекать обращенные друг к другу основания этих расточек. Теплообменные трубы 2 имеют зауженные, редуцированные концы 3, вставляемые в отверстия 4 плиты 1 трубной доски. Технический результат - уменьшение расстояния между теплообменными трубами, снижение усилий, прикладываемых к уплотнениям трубной доски для достижения герметичности. 5 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, а именно к системам охлаждения турбин газотурбинного двигателя. Воздухо-воздушный теплообменник, содержащий несколько охлаждаемых секций, установленных в проточной части турбомашины и закрепленных на корпусе посредством болтовых соединений, с двумя фланцами, соединенными между собой сетью трубок и снабженными отверстиями под болтовое соединение и буртами, имеющими цилиндрическую посадочную поверхность большого радиуса, образующую с корпусом зазор, выбирающийся при сборке. Каждый фланец установлен на плоской площадке корпуса и снабжен, по крайней мере, одним упорным выступом, выполненным в области болтового соединения и препятствующим потере функциональных свойств фланца при установке секции, и образующим с корпусом зазор, выполненный с возможностью его выборки после выборки зазора между фланцем и корпусом, с обеспечением герметичности соединения фланца с площадкой корпуса. Изобретение позволяет достичь лучшей герметичности и большей надежности соединения фланцев с площадками корпуса. 2 ил.
Наверх