CS225533B1 - Výměník tepla s příčně žebřovánými trubkami - Google Patents

Description

Vynález se týká výměníků tepla s vysokým součinitelem přestupu tepla v trubkách a s malým součinitelem přestupu tepla v mezi trubkovém prostoru, s trubkami vně příčně žebrovanými.

Známé výměníky tepla s žebrovanými trubkami jsou vytvořeny jedním nebo více registry, jimiž proudí v mezi trubkovém prostoru plyn kolmo k trubkám. Registry máji obdélníkový tvar trubkovnic a průřez pro průtok plynu je rovněž obdélníkový. Při použiti tohoto typu výměníku pro vyšší tlaky se registry zasazuji do válcových těles s vodícími plechy pro usměrněni průtoku plynu. Nevýhody jsou velké rozměry a vysoká hmotnost, zejmén.a u výměníků velkých výkonů. Jsou potíže s realizaci trubkovnic obdélníkového tvaru i v trubkovém prostoru při dimenzováni např na obvyklý tlak vody 0,6 MPa. Žebrování trubek musí končit až těsně u trubkovnice, což si vyžaduje nasazeni jedné z trubkovnic najednou na všechny trubky. Pro střední tlaky nad 1 až 2 MPa je tento typ výměníku zcela nevhodný. Navrhuji se proto výměníky tepla s vlásenkovýml trubkami s prouděním kapaliny vně trubek a s prouděním plynu v trubkách. Toto řešeni má však řadu nevýhod : velké ztráty tlaku na straně plynu, velkou hmotnost Zněni k dispozici levné rozšířeni výměnná plochy pomoci žeber/ a podstatně horši možnost čištěni plochy na straně kapaliny - v mezi trubkovém prostoru.

Jsou známé pokusy realizovat výměník tepla s jednou nebo několika trubkami příčně žebrovanými obtékanými podélně. Realizace větších výměníků tepla tohoto druhu neni známá, pravděpodobně pro nedořešeni konstrukce.

Uvedené nevýhody odstraňuje provedeni výměníku tepla s příčně žebrovanými trubkami podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že žebrování trubek je na obou koncích ukončeno

- 2 225 533 v takové vzdálenosti, že průtočný průřez obálky nežebrované části trubek odpovídá průřezu hrdla, přitom však vzdálenost mezi koncem žebrování, resp. koncem nasunuté žebrované trubky a trubkovnici je větší než součet tloušiky trubkovnice a přesahu trubky nad trubkovnici, přičemž plášl výměníku, resp. jeho prodlouženi překrývá celou délku žebrování. Průtočný průřez obálky nežebrované části trubek na straně výstupu media je opatřen nárazovými plechy. Nárazové plechy jsou uloženy tečně k mnohachodé šroubovíci,

Výměník tepla se dále vyznačuje tim, že průtočný průřez obálky nežebrované části trubek na straně výstupu media je opatřen šitovým odlučovačem. U obou trubkovnic jsou nad nežebrovanou části trubek, popřípadě i nád žebrovanou části trubek zakrytou obalovým plechem, umístěny sběrné komory přecházející do vstupního, resp. výstupního hrdla, přičemž výstupní komora je opatřena hrdlem pro odvod kondenzátu. Jedna z trubkovnic je opatřena odnimaci dvoudílnou přírubou staženou obruči opírající se o dvoudílný zámek, zapuštěný do trubkovnice i příruby, přičemž největší průměr této trubkovnice je menši než nejmenši průměr pláště výměníku, k němuž je přivařena. Prázdné prostory mezi vnějšími trubkami svazku a pláštěm výměníku jsou vyplněny výplněmi připevněnými k vnějším trubkám.

Výhody výměníku podle vynálezu spočívají v tom, že konstrukčně řeší použiti příčně žebrovaných trubek s podélným obtékáním 1 pro několik set těchto trubek a též pro vysoké tlaky v mezitrubkovém prostoru. Válcové tvary umožňuji úsporné dimen zováni a snadnou výrobu. Trubky lze zasouvat postupně do obou trubkovnic. Hotově svařený plášl lze namontovat najednou na otrubkovaný výměník a dvěma obvodovými svary spojit s trubkovnicemi. V případě nižších provozních tlaků lze vytvořit na vstupu a výstupu media z mezi trubkového prostoru komory přechá zející do hrdel a tim omezit nevyužité konce trubek na minimum a zajistit teplotní kompenzaci pláště proti trubkám. Výstupní komora může sloužit současně k odloučeni kápek a tim lze ušetřit samostatný odlučovač. Výplně zabraňuji nežádoucím průchodům plynu mezi svazkem trubek a pláštěm výměníku tepla.

- 3 225 533

Přiklad provedeni výměníku tepla s příčné žebrovanými trubkami podélně obtékanými podle vynálezu je znázorněn na přiložených výkresech. Na obr. 1 je znázorněna celková sestava tohoto výměníku pro n1žě1 tlaky ve dvou pohledech. Na obr.2 je znázorněn detail ukončeni žebrovaných trubek/ na obr.3 je znázorněn detail trubkovnice s dělenou přírubou, na obr.4 je znázorněn detail výplně.

Výměník tepla na obr.1 sestává z pláště £, komory £ pro vstup plynu, komory 3 pro výstup plynu s hrdlem 4 pro výstup kondenzátu/z prodlouženi 5, 6 pláětě ve vstupní a výstupní komoře, z odlučovače £, z trubkovnic £, £, z vlka 10 sa vstupním hrdlem pro kapalinu a z vlka 11 s výstupním hrdlem pro kapalinu. Na obr.2 je znázorněno zasunuti trubky 12 s příčným žebrováním 13 do trubkovnice 9, dále komora 3 pro výstup plynu a prodlouženiypláStě £. Na obr.3 je znázorněna trubkovnice 8 s jednou zasunutou trubkou 12 a přivařenou komorou £ pro vstup plynu. Do obvodové drážky trubkovniceyýe zasazen dvoudílný zámek 14 a na něj dvoudílná příruba 15 stažená obruči 16 zajištěnou šrouby 17. Na obr.4 je^znázorněna^ tyčová výplň 18, vyplňující prostor moz1 trubkami^TpláštěmVl/ýměnlku distancovaná od žeber trubek^/íožkaml 19 a připevněná k vnějším trubkám 12 drátem 20.

Funkce výměníku tepla podle vynálezu je následující : plyn vstupuje komorou £ a prodloužením _5 pláště je zaveden do prostoru pod trubkovnici 8, kde trubky 12 nejsou žebrované. bále proudí podél příčných žebai^ přičemž sa zabraňuje zkratům na straně plynu vložkami 18. Při prouděni podél trubek 12 se plyn ochlazuje a kondenzát se odlučuje v odlučovači £, který může být proveden z nárazových plechů, případně uspořádaných těsně ke šroubovlcl, aby zachycené kapky stékaly po hranách dolů, nebo jako altový odlučovač. Kondenzát sa shromažďuje ve spodku komory £ pro výstup plynu, odkud se vypouští hrdlem 4. Kapalina vstupuje vlkem 10 ve vstupním hrdla, prochází v protiproudu k plynu trubkami^SFvystupuje vlkem 11 s výstupním hrdlem.

Výrobu výměníku tepla podle vynálezu lze zajistit tímto způsobem : Do jedné trubkovnice, např. do trubkovnice 8 se

225 533 zasunou všechny trubkyV^ž po žebrování 13. Ustaví se druhé trubkovnice 9 v požadované vzdálenosti a postupná se do^ni ^za” sunou všechny trubkj^Po zaválcovánl a zavařeni trubek^ze provést zkoušku těsností trubkového prostoru. Připevni se výplně 18 pomoci vložek 19 a drátů 20. Pláži 2 se kompletně svaří s komorami 2 a 3 a prodlouženi· £, 6 pláště· Nasune se na trubkový svazek a*přivař1 se komora 2 k trubkovnici £ a komora 2 k trubkovnici &· Nasadí se oba díly zámku 14, obě Části příruby 15 a zajisti se obruči 16 se šrouby 17.

Výměníky tepla pro vysoký tlak v mezi trubkovém prostoru se provedou bez vstupní a výstupní komory a připadnou kompenzaci mezi rozkáži vost1 pláště a trubek lze zajistit v případě nutnosti samostatným kompenzátorem v plášti výměníku tepla.

Claims (7)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   225 533

   1. Výměník tepla s příčně žebrovanýml trubkami podélně obtékanými vyznačený tím, že žebrování /13/ trubek /12/ je na obou koncích ukončeno v takové vzdálenosti/ že průtočný průřez obálky nežebrované části trubelc^ScIpovIdá průřezu hrdla, přičemž vzdálenost mezi koncem žebrování /13/, resp· koncem nasunuti žebrované trubk^cf^trubkovniceml /8, 9/ je vět$1 než součet tloušlky trubkovnice e přesahu trubky nad trubkovnici, přičemž pléštfv^měnlku, resp· jeho prodlouženi /6/ překrývá celou dálku žebrování^/.
2. 2. Výměník tepla podle bodu 1, vyznačený tím, že průtočný průřez obálky nežebrované části trubeíc/na^straně výstupu media je opatřen nárazovými plechy.
3. 3. Výměník tepla podle bodu 1 a 2_Z vyznačený tím, že nárazová ple chy jsou uloženy tečně k mnohachodá šroubovici.
4. 4. Výměník tepla podle bodu 1, vyznačený tím, že průtočný průřez obálky nežebrované části trubeicfrta straně výstupu media je opatřen sítovým odlučovačem /7/.
5. 5. Výměník tepla podle bodu 1, vyznačený tím, že u obou trubkov\ /Z 9/> 772/y nicýjsou nad nežebrovanou části trubek)£~popřipadě 1 nad žebrovanou části trubelcj^rakrytou obalovým plechem, umístěny sběrné komory /2_χ 3/ přecházející do vstupního, resp. výstupního hrdla, přičemž výstupní komora /3/ je opatřena hrdlemppro odvod kondenzátu ·
6. 6. Výměník tepla podle bodu 1 vyznačený tím, že jedna z trubkovnic /8/ je opatřena odnimaci dvoudílnou přírubou /15/ staženou obruči /1á/ opírající se o dvoudílný zámek /14/, zapuštěný do trubkovnice /8/ 1 příruby /15/, přičemž největší průměr této trubkovnic^^e menši než nejměnSI průměr pléStá^rýměniku, k němuž je přivařena.
7. 7. Výměník tepla podle bodu 1 vyznačený tím, že prázdné prostory mezi vnějšími trubkanrť^ívázku a pléštěm^výaěniku jsou vyplněny výplněmi /18/ připevněnými k vnějším trubkám/^/.