RU169225U1 - Shell and tube heat exchanger for liquid and gaseous media - Google Patents

Abstract

Заявляемая полезная модель относится к теплоэнергетике, а именно к теплообменникам, и может быть использована в различных отраслях народного хозяйства.Целью заявляемой полезной модели является устранение таких недостатков, как низкая технологичность изготовления, низкая термоустойчивость, низкая надежность и достижения таких технических результатов, как повышение технологичности изготовления, а также повышение надежности и долговечности конструкции.Поставленная цель достигается следующим образом: кожухотрубчатый теплообменный аппарат для жидких и газообразных рабочих сред, содержащий корпус в виде цилиндрического кожуха с фланцевыми подводами и отводами рабочей среды, размещенные в корпусе теплопередающие элементы и патрубки подвода и отвода рабочей среды, соединенные с теплопередающими элементами, причем теплопередающие элементы выполнены в виде прямых труб, в частности характеризуется тем, что теплопередающие элементы в виде прямых труб объединены в трубный пучок трубной металлической решеткой с отверстиями, соответствующими диаметру теплообменных труб, а кожух выполнен в виде спиралешовной трубы из металлической полосы.Заявляемый теплообменный аппарат является надежным и несложным в изготовлении устройством, позволяющим обеспечить гарантированный наперед заданный процесс теплообмена, чем обеспечивается широкий спектр его применения.The claimed utility model relates to a power system, namely heat exchangers, and can be used in various sectors of the economy. The purpose of the claimed utility model is to eliminate such disadvantages as low manufacturability, low thermal stability, low reliability and the achievement of technical results such as improving manufacturability manufacturing, as well as improving the reliability and durability of the structure. The goal is achieved as follows: shell-and-tube heat exchange and apparatus for liquid and gaseous working media, comprising a housing in the form of a cylindrical casing with flange inlets and outlets of the working medium, heat transfer elements and nozzles for supplying and discharging the working medium, connected to heat transfer elements, and heat transfer elements made in the form of straight pipes, In particular, it is characterized by the fact that the heat transfer elements in the form of straight pipes are combined into a tube bundle by a pipe metal grid with holes corresponding to the diameter of the heat exchange pipes and the casing is made in the form of a spiral-shaped pipe made of a metal strip. The inventive heat exchanger is a reliable and simple device to manufacture, which allows to ensure a predetermined heat exchange process guaranteed in advance, which ensures a wide range of its application.

Description

Заявляемая полезная модель относится к теплоэнергетике, а именно к теплообменникам, и может быть использована в различных отраслях народного хозяйства.The inventive utility model relates to a power system, namely to heat exchangers, and can be used in various sectors of the economy.

Известен Кожухотрубный теплообменник (авторское свидетельство СССР №1502947, опубликовано 23.08.1989), содержащий коллекторы, подключенные к кожуху с помощью фланцевого соединения, и размещенный в кожухе пучок теплообменных труб с плавающей трубной решеткой, снабженной со стороны кожуха сальниковым уплотнителем и втулкой с нажимными болтами. Он снабжен обечайкой с внутренним кольцевым выступом, размещенной в зоне плавающей трубной решетки между кожухом и соответствующим коллектором, причем кольцевой выступ выполнен с резьбовыми сквозными отверстиями под нажимные болты.Known Shell-and-tube heat exchanger (USSR author's certificate No. 1502947, published 08/23/1989), containing collectors connected to the casing by means of a flange connection, and a bundle of heat-exchange tubes with a floating tube sheet, provided with a stuffing box seal and a sleeve with pressure bolts on the side of the casing, . It is equipped with a shell with an inner annular protrusion located in the area of the floating tube sheet between the casing and the corresponding manifold, and the annular protrusion is made with threaded through holes for pressure bolts.

Недостатками известного решения являются низкая технологичность изготовления, низкая термоустойчивость, низкая надежность.The disadvantages of the known solutions are low manufacturability, low thermal stability, low reliability.

Наиболее близким к заявляемому решению является теплообменный аппарат для рабочих сред с накипеобразующими примесями (патент РФ №2241933, опубликовано 10.12.2004), содержащий корпус с патрубками подвода и отвода нагревающей рабочей среды, размещенные в корпусе теплопередающие элементы, патрубки подвода и отвода нагреваемой рабочей среды, соединенные с теплопередающими элементами, и средства самоочистки от накипи каждого теплопередающего элемента. Теплопередающие элементы выполнены в виде параллельно расположенных прямых труб, связанных между собой средствами самоочистки от накипи, выполненными в виде переходных патрубков, расположенных тангенциально по отношению к оси смежной трубы, а патрубок подвода к корпусу нагревающей рабочей среды расположен тангенциально по отношению к оси корпуса.Closest to the claimed solution is a heat exchanger for working environments with scale-forming impurities (RF patent No. 2241933, published December 10, 2004), comprising a body with nozzles for supplying and discharging a heating medium, heat transfer elements placed in the housing, nozzles for supplying and discharging a heated medium connected to the heat transfer elements, and means for self-cleaning from the scum of each heat transfer element. The heat transfer elements are made in the form of parallel pipes arranged in parallel, interconnected by self-cleaning agents from scale, made in the form of adapter pipes located tangentially with respect to the axis of the adjacent pipe, and the pipe for supplying the heating medium to the body is located tangentially with respect to the body axis.

К основным недостаткам известного технического решения также можно отнести низкую технологичность изготовления, низкую термоустойчивость, низкую надежность.The main disadvantages of the known technical solutions can also include low manufacturability, low heat resistance, low reliability.

Целью заявляемой полезной модели является устранение перечисленных недостатков для достижения таких технических результатов, как повышение технологичности изготовления, а также повышение надежности и долговечности конструкции.The purpose of the claimed utility model is to eliminate the listed disadvantages in order to achieve such technical results as increasing the manufacturability of manufacturing, as well as improving the reliability and durability of the structure.

Поставленная цель достигается следующим образом: кожухотрубчатый теплообменный аппарат для жидких и газообразных рабочих сред, содержащий корпус в виде цилиндрического кожуха с фланцевыми подводами и отводами рабочей среды, размещенные в корпусе теплопередающие элементы, и патрубки подвода и отвода рабочей среды, соединенные с теплопередающими элементами, причем теплопередающие элементы выполнены в виде прямых труб, в частности, характеризуется тем, что теплопередающие элементы в виде прямых труб объединены в трубный пучок трубной металлической решеткой с отверстиями, соответствующими диаметру теплообменных труб, а кожух выполнен в виде спиралешовной трубы из металлической полосы.The goal is achieved as follows: a shell-and-tube heat exchanger for liquid and gaseous working media, comprising a housing in the form of a cylindrical housing with flange inlets and outlets of the working medium, heat transfer elements located in the housing, and nozzles for supplying and discharging the working medium connected to heat transfer elements, the heat transfer elements are made in the form of straight pipes, in particular, it is characterized in that the heat transfer elements in the form of straight pipes are combined in a tube bundle a metal grill with holes corresponding to the diameter of the heat exchange pipes, and the casing is made in the form of a spiral-welded pipe made of a metal strip.

Кожухотрубчатый теплообменный аппарат для жидких и газообразных рабочих сред в частности может характеризоваться тем, что кожух выполнен в виде спиралешовной трубы из металлической полосы путем соединения аргоновой сваркой боковых кромок.The shell-and-tube heat exchanger for liquid and gaseous working media, in particular, can be characterized in that the casing is made in the form of a spiral-welded pipe made of a metal strip by means of argon welding of the side edges.

Кожухотрубчатый теплообменный аппарат для жидких и газообразных рабочих сред в частности может характеризоваться тем, что кожух выполнен в виде спиралешовной трубы из металлической полосы путем фальцевого замкового соединения боковых кромок.The shell-and-tube heat exchanger for liquid and gaseous working media, in particular, can be characterized in that the casing is made in the form of a spiral-shaped pipe made of a metal strip by means of a fold lock connection of the side edges.

Кожухотрубчатый теплообменный аппарат для текучих рабочих сред в частности может характеризоваться тем, что диаметр кожуха в виде спиралешовной трубы составляет от 3 до 6 диаметров теплопередающих элементов в виде прямых труб.A shell-and-tube heat exchanger for fluid working media in particular may be characterized in that the diameter of the casing in the form of a spiral tube is from 3 to 6 diameters of the heat transfer elements in the form of straight pipes.

На Фиг. 1 представлен общий вид устройства с вырезом, в котором видны теплообменные трубы, на Фиг. 2 представлен разрез устройства в средней части (зазоры между трубной решеткой и кожухом, а также между теплообменными трубами и трубной решеткой, представлены, условно, при сборке кожухотрубчатого теплообменного аппарата трубки устанавливаются плотно в решетку, и решетка в кожух также устанавливается плотно), где цифрами обозначены:In FIG. 1 shows a general view of a cut-out device in which heat exchange tubes are visible, FIG. 2 shows a section of the device in the middle part (the gaps between the tube sheet and the casing, as well as between the heat exchange tubes and the tube sheet, are presented, conditionally, when assembling the shell-and-tube tube heat exchanger, the tubes are installed tightly in the grid, and the grid in the casing is also tightly installed), where the numbers marked:

1. Кожух в виде спиралешовной трубы.1. Casing in the form of a spiral pipe.

2. Фланцевые соединения для подвода теплообменной среды в теплообменные трубы, а также служащие для герметизации трубного пучка в аппарате.2. Flange connections for supplying a heat-transfer medium to heat-exchange pipes, as well as serving for sealing the tube bundle in the apparatus.

3. Фланцевые соединения для подачи (отвода) рабочей среды в межтрубное пространство теплообменного аппарата.3. Flange connections for supplying (discharging) the working medium to the annular space of the heat exchanger.

4. Соединение боковых кромок металлической полосы кожуха.4. The connection of the side edges of the metal strip of the casing.

5. Теплообменные трубы.5. Heat transfer pipes.

6. Трубная решетка.6. The tube sheet.

Представленный на фигурах кожухотрубчатый теплообменный аппарат для жидких и газообразных рабочих сред устроен следующим образом.The shell-and-tube heat exchanger shown in the figures for liquid and gaseous working media is arranged as follows.

В корпусе в виде спиралешовного кожуха 1 устанавливаются теплообменные трубы 5, составляющие трубную решетку 6. Корпус 1 также содержит фланцевые соединения, для присоединения к внешней системе 3 для подачи (отвода) рабочей среды в межтрубное пространство, и фланцевые подводы рабочей среды 2 в теплообменные трубы 5.In the case in the form of a spiral-shroud casing 1, heat exchange pipes 5 are installed that make up the tube sheet 6. The housing 1 also contains flange connections for connecting to the external system 3 for supplying (discharging) the working medium to the annular space, and flanged inlets of the working medium 2 to the heat exchange pipes 5.

Представленный на фигурах кожухотрубчатый теплообменный аппарат для текучих рабочих сред действует следующим образом.Presented in the figures shell-and-tube heat exchanger for fluid working environments operates as follows.

Заявляемый теплообменный аппарат может быть изготовлен путем набора трубной решетки 6, из теплообменных труб 5. При этом расположение труб 5 в теплообменной решетке 6 довольно плотное, с маленьким межтрубным расстоянием, например таким, чтобы диаметры теплообменных элементов в виде параллельно расположенных прямых труб 5 превышали расстояния между соседними отверстиями в трубной решетке. Концы теплообменных труб в трубной решетке скрепляются любым доступным способом, позволяющим обеспечить надежность и герметичность конструкции. Далее готовая теплообменная решетка устанавливается в спиралешовный кожух 1, выполненный с учетом того, что он должен быть больше диаметра отверстий теплообменных труб 5. Внутри трубной решетки устанавливаются прокладки (на чертеже не показаны), позволяющие надежно закрепить трубную решетку и обеспечить надежную герметичность при эксплуатации. Корпус 1 изготавливается путем, например, аргоновой сваркой. При этом образуемый шов препятствует деформации трубы, при воздействии извне. При изготовлении кожуха, таким образом, не требуется в частности использование прокатных станов.The inventive heat exchanger can be made by dialing a tube sheet 6, from heat transfer tubes 5. Moreover, the arrangement of the pipes 5 in the heat transfer grid 6 is quite dense, with a small annular distance, such that the diameters of the heat exchange elements in the form of parallel straight tubes 5 exceed the distances between adjacent holes in the tube sheet. The ends of the heat exchanger tubes in the tube sheet are fastened in any way possible to ensure reliability and tightness of the structure. Next, the finished heat exchanger lattice is installed in a spiral-sheath casing 1, which is designed to be larger than the diameter of the openings of the heat exchanger tubes 5. Inside the tube lattice, gaskets are installed (not shown in the drawing), which can reliably fix the tube lattice and ensure reliable tightness during operation. The housing 1 is manufactured by, for example, argon welding. In this case, the formed seam prevents the deformation of the pipe when exposed from the outside. In the manufacture of the casing, thus, in particular, the use of rolling mills is not required.

Теплообменная среда через фланцевые подводы 2 поступает в теплообменные трубы 5. При этом поток устанавливается таким образом, что один из фланцевых подводов 2 служит для притока первой (теплообменной) среды, а другой - для ее вывода. Своими фланцевыми соединениями 3, кожух в виде спиралешовной трубы 1 подключается к внешней системе (на чертеже не показана), и в его внутреннее пространство подается поток второй (рабочей) среды. Путем интенсивного обтекания средами (жидкостями или газом) с различной температурой, внутренней и внешней поверхностей труб 5, происходит необходимый для успешной работы оборудования теплообмен.The heat exchange medium through the flange inlets 2 enters the heat exchange pipes 5. In this case, the flow is set so that one of the flange inlets 2 serves for the inflow of the first (heat transfer) medium, and the other for its output. With its flange connections 3, the casing in the form of a spiral pipe 1 is connected to an external system (not shown in the drawing), and a stream of the second (working) medium is supplied into its internal space. By intensively flowing medium (liquids or gas) with different temperatures, the internal and external surfaces of the pipes 5, the heat exchange necessary for the successful operation of the equipment occurs.

Применение корпуса в виде спиралешовного кожуха с плотным расположением теплообменных труб позволяет достичь заявляемого технического результата, а именно повышение технологичности изготовления, а также повышение надежности и долговечности конструкции.The use of the casing in the form of a spiral casing with a dense arrangement of heat exchange tubes allows to achieve the claimed technical result, namely, improving the manufacturability of manufacturing, as well as improving the reliability and durability of the structure.

Промышленная применимость.Industrial applicability.

Заявляемый теплообменный аппарат является надежным и несложным в изготовлении устройством, позволяющим обеспечить гарантированный наперед заданный процесс теплообмена, чем обеспечивается широкий спектр его применения.The inventive heat exchanger is a reliable and easy to manufacture device that allows you to ensure a guaranteed predetermined heat transfer process, which ensures a wide range of its application.

Claims (4)

1. Кожухотрубчатый теплообменный аппарат для жидких и газообразных рабочих сред, содержащий корпус в виде цилиндрического кожуха с фланцевыми подводами и отводами рабочей среды, размещенные в корпусе теплопередающие элементы, и патрубки подвода и отвода рабочей среды, соединенные с теплопередающими элементами, причем теплопередающие элементы выполнены в виде прямых труб, отличающийся тем, что теплопередающие элементы в виде прямых труб объединены в трубный пучок трубной металлической решеткой с отверстиями, соответствующими диаметру теплообменных труб, а кожух выполнен в виде спиралешовной трубы из металлической полосы. 1. Shell-and-tube heat exchanger for liquid and gaseous working media, comprising a housing in the form of a cylindrical casing with flange inlets and outlets of the working medium, heat transfer elements located in the housing, and nozzles for supplying and discharging the working medium connected to heat transfer elements, the heat transfer elements being made in in the form of straight pipes, characterized in that the heat transfer elements in the form of straight pipes are combined into a tube bundle by a pipe metal grid with holes corresponding to the diameter heat transfer pipes, and the casing is made in the form of a spiral-shaped pipe from a metal strip. 2. Кожухотрубчатый теплообменный аппарат для жидких и газообразных рабочих сред по п. 1, отличающийся, тем что кожух выполнен в виде спиралешовной трубы из металлической полосы путем соединения аргоновой сваркой боковых кромок. 2. The shell-and-tube heat exchanger for liquid and gaseous working media according to claim 1, characterized in that the casing is made in the form of a spiral-shaped pipe made of a metal strip by means of argon welding of the side edges. 3. Кожухотрубчатый теплообменный аппарат для жидких и газообразных рабочих сред по п. 1, отличающийся, тем что кожух выполнен в виде спиралешовной трубы из металлической полосы путем фальцевого замкового соединения боковых кромок. 3. Shell-and-tube heat exchanger for liquid and gaseous working media according to claim 1, characterized in that the casing is made in the form of a spiral tube made of a metal strip by means of a fold lock connection of the side edges. 4. Кожухотрубчатый теплообменный аппарат для жидких и газообразных рабочих сред по п. 1, отличающийся, тем что диаметр кожуха в виде спиралешовной трубы составляет от 3 до 6 диаметров теплопередающих элементов в виде прямых труб.4. A shell-and-tube heat exchanger for liquid and gaseous working media according to claim 1, characterized in that the diameter of the casing in the form of a spiral tube is from 3 to 6 diameters of the heat transfer elements in the form of straight pipes.

Images