Теплообменный элемент кожухотрубных теплообменников

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в энергетической, нефтехимической, пищевой и других отраслях. Сущность изобретения: теплообменный элемент кожухотрубных теплообменников, имеющий в своем составе трубные доски и теплообменные трубки, характеризующийся тем, что теплообменные трубки после короткого технологического прямолинейного участка выполнены по винтообразной линии диаметром, соответствующим месту входа-выхода трубки в трубных досках, а теплогидравлические характеристики трубок по направлению от периферии к центру выравниваются увеличением по дуге угла между входом-выходом трубки, изменением диаметра трубок, дросселированием, а также их комбинацией, выдерживая равенство отношения I/dэ. Технический результат - теплообменник с предлагаемой конструкцией теплообменного элемента позволит увеличить, без снижения надежности, относительно теплообменников с прямыми трубками до 20% и более тепловую мощность при тех же габаритных размерах теплообменника, увеличить скорость разогрева-охлаждения и соизмерим по тепловой мощности со спиральными.

 

Известны кожухотрубные теплообменники с теплообменным элементом в виде прямолинейных теплообменных трубок и спиральных. Для первых характерны недостаточная теплоотдача на единицу длины теплообменника, в зависимости от области применения сравнительно быстрое накопление осадка на стенках трубок и существенные ограничения на скорость разогрева-охлаждения теплообменника. Для вторых характерны утонения на растянутых участках, особенно перед собственно спиралью и на малых диаметрах навивки, повышенные гидравлические потери за счет резкого изменения направления потока в теплообменных трубках, существенные потери мощности при необходимости глушения трубки. Технический результат, позволяющий минимизировать вышеуказанные недостатки, достигается тем, что теплообменные трубки выполнены по винтообразной линии, одинаковы и с одним и тем же углом по дуге между входом и выходом в пределах каждого слоя, этот угол увеличивается от наружных слоев к внутренним, примерное равенство отношения L/dэ (где L - длина трубки, dэ - эквивалентный внутренний диаметр трубки) выдерживается за счет угла по дуге между входом и выходом трубки, изменением внутреннего диаметра трубки, при необходимости дросселированием, а также их комбинацией, а короткий прямолинейный участок предназначен для облегчения технологии сборки. При этом за счет некоторой турбулентности потока уменьшается количество отложений, глушение даже нескольких трубок не приводит к существенным потерям, от слоя к слою практически не изменяются теплогидравлические характеристики, за счет малого искривления отсутствует сколь-нибудь существенное утонение, за счет непрямолинейности трубок увеличивается скорость разогрева-охлаждения, увеличение мощности теплообменника достигается увеличением длины теплообменных трубок, выполняемых по винтообразной линии. К примеру, тепловая мощность, относительно теплообменников с прямыми трубками, при отношении расстояния между трубными досками, без учета технологического прямолинейного участка, к диаметру наружного слоя трубок, равному π/2, и угле между входом и выходом трубки 180°, может достигать 140%. Таким образом, теплообменный элемент кожухотрубных теплообменников, имеющий в своем составе трубные доски и теплообменные трубки, характеризующийся тем, что теплообменные трубки после короткого технологического прямолинейного участка выполнены по винтообразной линии диаметром, соответствующим месту входа-выхода трубки в трубных досках, а теплогидравлические характеристики трубок по направлению от периферии к центру выравниваются увеличением по дуге угла между входом-выходом трубки, изменением диаметра трубок, дросселированием, а также их комбинацией, выдерживая равенство отношения L/dэ, позволяет решить поставленную задачу.

Теплообменный элемент кожухотрубных теплообменников, имеющий в своем составе трубные доски и теплообменные трубки, характеризующийся тем, что теплообменные трубки после короткого технологического прямолинейного участка выполнены по винтообразной линии диаметром, соответствующим месту входа-выхода трубки в трубных досках, а теплогидравлические характеристики трубок по направлению от периферии к центру выравниваются увеличением по дуге угла между входом-выходом трубки, изменением диаметра трубок, дросселированием, а также их комбинацией, выдерживая равенство отношения L/dэ.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к системе трубопроводов для теплообменников для транспорта вязких жидкостей с большим количеством отдельных теплообменников в виде элементов трубопроводов и с предопределенным контролируемым распределением температуры и/или давления вдоль системы трубопроводов, а также в поперечном сечении трубопроводов, отличающейся тем, что на равных промежутках системы трубопроводов предусматриваются теплообменники в виде элементов трубопроводов, причем равные промежутки выбираются таким образом, чтобы поддержать предопределенное распределение температуры и/или давления, причем в теплообменниках предусматриваются средства, поддерживающие определенную температуру вязкой жидкости, транспортируемой в трубопроводе для теплообменника, а также в качестве опции смесительные элементы, чтобы в зависимости от поперечного сечения трубопроводов поддерживать заданное распределение температуры и/или давления в поперечном сечении трубопроводов, и причем, по меньшей мере, 30% длины системы трубопроводов для теплообменников оборудовано теплообменниками, а также к способу транспорта вязких жидкостей с помощью трубопроводов для теплообменников.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано для создания высокоэффективных малогабаритных теплообменников. В теплообменном модуле, включающем полый цилиндрический корпус, ограниченный торцевыми концевыми пластинами с отверстиями для прохождения первой среды по расположенным внутри корпуса сквозным каналам и имеющий в боковой стенке вблизи торцевых концевых пластин отверстия для входа и выхода второй среды, а также примыкающие к наружным сторонам торцевых концевых пластин замкнутые полости для подвода и отвода первой среды, все соседние каналы для прохождения первой среды соединены между собой продольными ребрами, разделяющими межканальное пространство на отдельные продольные каналы для прохождения второй среды и имеющими длину, меньшую длины каналов для прохождения первой среды с образованием кольцевых камер для накапливания второй среды, включающих отверстия в стенке корпуса для входа и выхода второй среды.

Изобретение относится к химической, нефтехимической и энергетической промышленности и может быть использовано для проведения каталитических процессов со значительными тепловыми эффектами при частичном превращении углеводородов.

Изобретения относятся к химической, нефтяной, газовой и другим отраслям промышленности, а именно к технологии и оборудованию, предназначенным для охлаждения влажного природного газа.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в рекуперативных теплообменниках. Теплообменник содержит внешнюю трубу с подводящим и отводящим патрубками греющей среды и вставленную в нее внутреннюю трубу с подводящим и отводящим патрубками нагреваемой среды, в межтрубном пространстве установлены вставки, которые ступенчато расположены по длине внешней трубы с образованием ходов в межтрубном пространстве и введены во внутреннюю трубу с перекрытием не менее половины ее сечения.

Изобретение относится к области энергетики, предназначено для одновременного получения пресной воды, холода и электроэнергии. Достигаемые технические результаты - более высокая экономия потребляемой электроэнергии, вплоть до полной компенсации энергозатрат на собственные нужды установки, сопровождающаяся снижением количества выбросов токсичных и парниковых газов судовой энергетической установки, больший коэффициент полезного действия, а также возможность получать холод - получены путем совмещения процесса опреснения воды с получением холода и электроэнергии.

Изобретение относится к области теплотехники и может использоваться в теплообменниках для подогрева или охлаждения среды в жилищно-коммунальном хозяйстве. Теплообменник содержит наружную и U-образную внутреннюю трубы, встроенные друг в друга, присоединительный фланец, патрубки подвода и отвода греющей или охлаждающей среды, внутренняя труба теплообменника жестко закреплена к фланцу наружной трубы, которая выполнена цилиндрической, заглушена с одной стороны и имеет с другой стороны фланец с патрубками подвода и отвода греющей или охлаждающей среды, причем патрубок подвода удлинен, во внутреннюю трубу встроен турбулизатор в виде винтообразной ленты, периодически витой в различных направлениях.
Изобретение относится к охладителю синтез-газа и способу его сборки. Описан охладитель синтез-газа, предназначенный для использования в системе газификации, включающий верхнюю часть (216), содержащую насадки (314) трубопроводов.

Изобретение относится к области теплотехники, а именно к теплообменникам корпусного или погружного типа. Изобретение заключается в том, что теплообменник имеет вертикальные теплообменные трубы для прохода охлаждающего теплоносителя, простирающиеся вдоль всей теплообменной полости, при этом теплообменные трубы объединены в отдельные группы труб и отдельные группы труб разделены между собой вертикальными каналами.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к трубам Фильда для высокотемпературных трубчатых теплообменных аппаратов, например, для прямоточных парогенераторов ядерных энергетических установок с нагревающим жидкометаллическим теплоносителем (например, сплав свинца с висмутом).

Изобретение относится к оборудованию гидрометаллургических производств, предназначено для охлаждения суспензий и растворов, например, в процессе разложения алюминатных растворов методом декомпозиции при производстве глинозема из любых видов глиноземсодержащего сырья. Аппарат включает цилиндрический корпус с крышкой и днищем, трубные решетки, закрепленные в верхней и нижней частях корпуса, трубы для подачи суспензии или раствора, герметично закрепленные в трубных решетках, патрубки для подачи в трубное пространство и отвода из него суспензии или раствора, патрубки для подачи в межтрубное пространство и отвода из него воды - хладоагента. Дополнительно аппарат включает среднюю трубную решетку, разделяющую корпус на две отдельные цилиндрические обечайки с образованием зазора между нижней и средней трубными решетками, не охватываемого поверхностью обечаек, составляющих корпус. В трубы для подачи раствора или суспензии врезаны патрубки для подачи воздуха. Технический результат: улучшение условий охлаждения суспензии или раствора, что повышает величину коэффициента теплоотдачи; предотвращение отложений твердой фазы на поверхности труб; повышение работоспособности аппарата; снижение металлоемкости. 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл.

Настоящее изобретение относится к области лабораторных теплофизических измерений и, в частности, к определению тепловых, аэродинамических и гидравлических параметров рекуперативных теплообменных аппаратов различных типов, выполняемых в ходе учебной подготовки специалистов в области теплотехнического оборудования, испытаний теплообменных аппаратов с целью определения их основных параметров. Предлагаемая экспериментальная установка для изучения теплообменных аппаратов позволит проводить теплотехнические и гидравлические испытания различных теплообменных аппаратов с целью выявления их реальных параметров и характеристик. Также экспериментальная установка для изучения теплообменных аппаратов может использоваться и в учебном процессе для проведения лабораторных работ у студентов инженерных специальностей. Технический результат - полученные результаты позволят повысить точность выполняемых расчетов, а также сравнивать эффективность различных типов теплообменных аппаратов. 3 ил.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в теплообменных аппаратах, в частности, для установок с интегральным ядерным реактором. В теплообменном аппарате коллектор 2 подвода питательной среды выполнен в крышке 4. Центральная полость 5 соединена наклонными каналами 6 с периферийной полостью 7 и подводящими питательную среду трубами 8. Подводящие питательную среду трубы 8 закреплены в крышке 4 и расположены соосно отводящим трубам питательной среды 9, размещенным в отверстиях трубной доски 10. Трубная доска 10 образует с крышкой 4 полость 11, предназначенную для отвода питательной среды. Причем каждая отводящая труба 9 снабжена переходником 12, один конец которого закреплен в трубной доске 10, а другой с возможностью осевого перемещения соединен с отводящей трубой 9. Отводящая труба 9 установлена с зазором относительно отверстия в трубной доске 10 и снабжена кольцевым выступом 13, контактирующим с возможностью осевого перемещения с внутренней стенкой указанного отверстия, т.е. является подвижной опорой модуля 3. Технический результат - выравнивание температурного поля подводящих и отводящих теплообменных труб за счет исключения холодных бросков питательной среды на корпус и теплообменную поверхность. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении теплообменников, содержащих множество теплообменных элементов. Каждый теплообменный элемент выполнен из ребристого листа, имеющего множество полых ребер для создания внутреннего объема. При это он имеет впускную и выпускную магистрали и отверстие. Делитель потока помещается во внутреннем объеме между впускной магистралью и выпускной магистралью с внутренними вершинами полых ребер, находящимися в контакте с делителем потока. Базовый элемент соединен поверх отверстия внутреннего объема. Причем базовый элемент содержит вход и выход, помещенные с сообщением по текучей среде с впускной магистралью и выпускной магистралью соответственно. Расширяются технологические возможности и улучшается перенос тепла между потоками текучих сред. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 15 ил.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в теплообменниках и реакторах кожухотрубчатой конструкции. В теплообменник, состоящий из корпуса, трубных решеток, перегородок и труб, трубы установлены с предварительным прогибом, при этом предварительный прогиб осуществляется за счет смещения отверстий для труб в перегородках или за счет смещения перегородок механизмом перемещения, а перегородки установлены с возможностью смещения в направлении предварительного смещения, причем перегородки в средней части теплообменника установлены неподвижно со смещением отверстий для труб, а корпус может быть выполнен с прогибом. Остальные перегородки установлены с возможностью дальнейшего смещения в направлении предварительного смещения труб для компенсации их удлинения при температурной деформации, при этом предварительный прогиб труб осуществляется в процессе сборки теплообменника из прямых труб, которые изгибаются в пределах упругой деформации. Технический результат - обеспечение компенсации удлинения труб при температурной деформации. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть применено в отопительных котлах. У трубы (5) теплообменника отопительного котла (2), имеющей наружную трубу (10), по которой могут протекать уходящие газы топки котла, и которая может быть окружена с наружной стороны греющей водой, и вдвинутую в наружную трубу профильную вставку (11), которая для увеличения внутренней поверхности наружной трубы (10) имеет ребра (14), проходящие в ее продольном направлении (12), и находится в теплопроводящем контакте с наружной трубой (10), первый продольный участок (22) наружной трубы (10) выполнен в виде гладкостенного цилиндра, а второй продольный участок (23) наружной трубы (10) имеет по меньшей мере один элемент (24) для сужения поперечного сечения, сужающий проточное поперечное сечение, при этом профильная вставка (11) распространяется исключительно по первому продольному участку (22) наружной трубы (10). Технический результат – повышение мощности передачи тепла газообразных продуктов сгорания греющей воде в отопительном котле. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в энергетической, нефтехимической, пищевой и других отраслях. Сущность изобретения: теплообменный элемент кожухотрубных теплообменников, имеющий в своем составе трубные доски и теплообменные трубки, характеризующийся тем, что теплообменные трубки после короткого технологического прямолинейного участка выполнены по винтообразной линии диаметром, соответствующим месту входа-выхода трубки в трубных досках, а теплогидравлические характеристики трубок по направлению от периферии к центру выравниваются увеличением по дуге угла между входом-выходом трубки, изменением диаметра трубок, дросселированием, а также их комбинацией, выдерживая равенство отношения Idэ. Технический результат - теплообменник с предлагаемой конструкцией теплообменного элемента позволит увеличить, без снижения надежности, относительно теплообменников с прямыми трубками до 20 и более тепловую мощность при тех же габаритных размерах теплообменника, увеличить скорость разогрева-охлаждения и соизмерим по тепловой мощности со спиральными.

Наверх