Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
БЛОК ОПОРНЫХ ПЕРЕГОРОДОК ДЛЯ ТРУБ КОЖУХОТРУБНОГО ТЕПЛООБМЕННИКА
БЛОК ОПОРНЫХ ПЕРЕГОРОДОК ДЛЯ ТРУБ КОЖУХОТРУБНОГО ТЕПЛООБМЕННИКА

БЛОК ОПОРНЫХ ПЕРЕГОРОДОК ДЛЯ ТРУБ КОЖУХОТРУБНОГО ТЕПЛООБМЕННИКА

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Каждая перегородка блока выполнена в виде части круга с отверстиями под трубы, при этом лицевые плоскости перегородок имеют гладкую поверхность и одинаковую толщину, а перегородки друг от друга расположены с определенным шагом, под углом 30 - 60 ± 5o друг к другу и могут быть повернуты вокруг своей большей оси симметрии на угол 10 - 30o. Дугообразные кромки перегородок имеют, по крайней мере, две выемки, а боковые кромки перегородок имеют профиль чередующихся дуг окружностей отверстий под трубы и прямых участков. Блок опорных перегородок выполняет в кожухотрубном теплообменнике три функции: опоры трубного пучка, дистанционирования теплообменных труб и интенсификации процесса теплообмена в межтрубном пространстве теплообменника, что дает возможность увеличить тепловую мощность теплообменника на 50% (с гладкими трубами) и на 100% - с профильными (накатанными трубами). Срок службы теплообменника при применении блока опорных перегородок увеличивается в 2 раза при стабильности основных технических характеристик. 3 з.п.ф-лы, 5 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

   С помощью Яндекс:  

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2153643
Класс(ы) патента: F28F9/22
Номер заявки: 99113999/06
Дата подачи заявки: 07.07.1999
Дата публикации: 27.07.2000
Заявитель(и): Открытое акционерное общество "САТЭКС"
Автор(ы): Беляков В.К.; Перниковская Т.В.; Ильина Т.Р.; Лапир М.А.; Мирзоян Г.А.; Степин Н.М.; Жуков В.И.; Лунин В.А.; Янкин Е.Н.; Токарев С.А.; Горюнов В.В.
Патентообладатель(и): Открытое акционерное общество "САТЭКС"
Описание изобретения: Изобретение относится к элементам кожухотрубных теплообменных аппаратов, применяемых в системах теплоснабжения зданий и других отраслях народного хозяйства, в частности нефтеперерабатывающей, химической, пищевой, фармацевтической промышленности.
Известен блок опорных поперечных перегородок для труб кожухотрубного теплообменника, в котором каждая перегородка выполнена в виде части круга с отверстиями под трубы, а смежные перегородки, размещенные с заданным шагом, смещены одна относительно другой на заданный угол (1).
Однако известная конструкция блока обладает рядом серьезных недостатков: высокая металлоемкость, низкая технологичность в изготовлении и ремонте.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному объекту является конструкция блока опорных перегородок для кожухотрубного теплообменника, в котором каждая перегородка выполнена в виде части круга с отверстиями под трубы, причем смежные перегородки смещены одна относительно другой на заданный угол и соединены стержнями, а боковые кромки перегородок имеют профиль, соответствующий сопряженным с ними дугам окружностей отверстий под трубы, а по периметру снабжены ребрами жесткости (2).
Кожухотрубные теплообменники с указанным блоком опорных перегородок имеют высокую технологичность сборки, но имеют ряд недостатков:
- повышенная удельная металлоемкость и трудоемкость блока, выполненного с применением латунных перегородок, изготовленных методом литья под давлением, из-за их высокой массы и применения в процессе изготовления большого объема сварных работ;
- недостаточно высокая надежность в эксплуатации и повышенное гидравлическое сопротивление из-за скопления шлама в нижней части теплообменника в местах вертикальной установки опорных перегородок и отсутствие отверстий в торцевой части перегородки.
Устранение указанных недостатков достигается тем, что лицевые плоскости перегородок, в которых расположены отверстия под трубы, имеют гладкую поверхность и одинаковую толщину; шаг расположения перегородок по длине блока между подводящими и отводящими патрубками межтрубной среды теплообменника составляет 120...350 мм, угол смещения смежных перегородок составляет (30-60)±5o, а дугообразные торцевые кромки перегородки имеют, по крайней мере, две выемки, радиус Rв которых равен радиусу Rо отверстий под теплообменные трубы, причем отношение диаметров Дц расположения центров отверстий под соединительные стержни в перегородке и окружности Дт, проходящей дугообразные торцевые части перегородки, составляет Дцт = 0,8 - 0,95, а длина по крайней мере трех соединительных стержней Lс блока равна длине корпуса Lк теплообменника между трубными решетками с минусовым допуском 5 мм, т.е. Lс = Lк-5 мм; боковые кромки перегородок имеют профиль чередующихся дуг окружностей отверстий под трубы, имеющих радиус Rо, и прямых участков; опорные перегородки, установленные в блоке, повернуты вокруг своей большой оси симметрии на угол 10. . .30o; опорные перегородки, установленные в блоке, выполнены двухсекторными в виде пропеллеров.
Устройство блока опорных перегородок поясняется нижеследующими фигурами.
На фиг.1 приведен блок опорных перегородок, главный вид.
На фиг.2 - разрезы блока.
На фиг.3 - опорная перегородка, главный вид.
На фиг.4 - вид перегородки сбоку в разрезе.
На фиг.5 - общий вид теплообменника с блоком опорных перегородок. Главный вид.
Блок опорных перегородок для труб кожухотрубного теплообменника состоит из перегородок (1), выполненных в виде части круга с отверстиями (2) прохода теплообменных труб (3). Боковые кромки (4) перегородок (1) имеют профиль, соответствующий сопряженным с ними дугам окружностей отверстий (2) под трубы (3). В блоке могут быть применены перегородки (1) с боковым профилем, состоящие из чередующихся дуг окружностей отверстий (2) с радиусом Rо под трубы (3) и прямых участков.
Лицевые плоскости (5) перегородок (1), в которых расположены отверстия (2) под трубы (3), имеют гладкую поверхность и одинаковую толщину. Шаг расположения перегородок (1) по длине активной части блока составляет (120-350) ±10 мм, а угол смещения смежных перегородок (1) составляет (30-60)±5o. Дугообразные торцевые кромки (6) перегородок (1) имеют как минимум две выемки (7), одинаковых или разных по площади. Радиус выемок (7) равен радиусу Rо отверстий (2) под теплообменные трубы (3). Отношение диаметра Дц расположения центров отверстий (8) под соединительные стержни (9) в перегородке (1) и окружности Дт, проходящей черед дугообразные торцевые кромки (6) перегородки (I), составляет Дцт = 0,8 - 0,95.
Крепление блока перегородок во внутреннем объеме корпуса (11) теплообменника в прототипе производилось сваркой, а в предлагаемой конструкции фиксация блока от смещения в продольном направлении от силы давления потока воды на перегородки (1) осуществляется соединительными стержнями (9) блока, по крайней мере, три из которых имеют длину Lс, равную длине корпуса теплообменника между трубными решетками (12) с минусовым допуском 5 мм, т.е. Lс = Lк-5 мм. Стержни блока, упираясь торцами в трубную решетку (12), фиксируют его положение в корпусе (11) теплообменника.
Кожухотрубных теплообменник с блоком опорных перегородок состоит из кожуха (11), трубных решеток (12) с закрепленными в них теплообменными трубами (3), поддерживаемыми от прогиба блоком опорных перегородок (1). Для подвода и отвода теплоносителя по трубной среде служат патрубки (13 и 14), а по межтрубной среде - соответственно патрубки (15) и (16). Теплообменные секции для получения расчетной поверхности нагрева соединяются между собой калачами (17).
Теплообменник с блоком опорных перегородок работает следующим образом.
Первичный теплоноситель по патрубку (15) поступает в межтрубное пространство теплообменника, а по теплообменным трубам (3) противотоком движется вторичный теплоноситель. Продольное движение теплоносителя в межтрубном пространстве, в результате обтекания перегородок (1), смещенных друг относительно друга на заданный угол, преобразуется в сложное поперечно-винтовое движение, что интенсифицирует теплообмен между первичным и вторичным теплоносителем, увеличивая тепловую мощность теплообмена, блок опорных перегородок выполняет функции опор и дистанционирования, предохраняя от прогиба и сохраняя расстояние между теплообменными трубами, что обеспечивает оптимальные условия обтекания трубного пучка теплоносителем, стабильность тепловых характеристик и долговечность работы теплообменника в эксплуатации.
Охлажденный первичный теплоноситель выходит из теплообменника по патрубку (16), а нагретый вторичный теплоноситель выходит из теплообменника по патрубку (14).
Формула изобретения: 1. Блок опорных перегородок для труб кожухотрубного теплообменника, в котором каждая перегородка выполнена в виде части круга с отверстиями под трубы, причем смежные перегородки смещены одна относительно другой на заданный угол и соединены стержнями, а боковые кромки перегородок имеют профиль, соответствующий сопряженным с ними дугами окружностей отверстий под трубы, а по периметру перегородки снабжены ребрами жесткости, отличающийся тем, что лицевые плоскости перегородок, в которых расположены отверстия под трубы, имеют гладкую поверхность и одинаковую толщину; шаг расположения перегородок по длине блока между подводящими и отводящими патрубками межтрубной среды теплообменника составляет 120 - 350 ± 10 мм, угол смещения смежных перегородок составляет 30 - 60 ± 5o, а дугообразные торцевые кромки перегородки имеют, по крайней мере, две выемки, радиус Rв которых равен радиусу Rо отверстий под теплообменные трубы, причем отношение диаметра Дц расположения центров отверстий под соединительные стержни в перегородке и окружности Дт, проходящей через дугообразные торцевые кромки перегородки, составляет
Дцт = 0,8 -0,95
а длина, по крайней мере, трех соединительных стержней Lc блока равна длине корпуса Lк теплообменника между трубными решетками с минусовым допуском 5 мм.
5. Блок по п.1, отличающийся тем, что боковые кромки перегородок имеют профиль чередующихся дуг окружностей отверстий под трубы, имеющих радиус Rо, и прямых участков.
3. Блок по п.1, отличающийся тем, что опорные перегородки, установленные в блоке, повернуты вокруг своей большей оси симметрии на угол 10 - 30o.
4. Блок по п.1, отличающийся тем, что опорные перегородки, установленные в блоке, выполнены двухсекторными в виде пропеллеров.