RU196872U1

RU196872U1 - SILVER HEAT EXCHANGER

Info

Publication number: RU196872U1
Application number: RU2019139269U
Authority: RU
Inventors: Яков Давидович Золотоносов; Алексей Яковлевич Золотоносов; Петр Олегович Мартынов
Priority date: 2019-12-02
Filing date: 2019-12-02
Publication date: 2020-03-18

Abstract

Полезная модель относится к теплообменным аппаратам и может быть использована в энергетике, ЖКХ и смежных с ними отраслях промышленности.Задачей полезной модели является увеличение поверхности теплообмена, снижение металлоемкости аппарата, рациональное использование внутреннего объема теплообменника, выполненного в форме шара, снижение трудоемкости при изготовлении и монтаже пучка змеевиковых труб. Технический результат достигается тем, что теплообменная поверхность труб внутри шара разделена на секции пакетом радиальных перегородок, внешний контур которых повторяет конфигурацию внутренней поверхности шара. Результат достигается также тем, что сборка пучка змеевиковых труб с перегородками осуществляются автономно с последующим монтажом пучка в объем нижней полусферы и полной сборки при установке верхней полусферы, с герметичным креплением нижней и верхней полусферы, на болтах фланцевого соединения.Предлагаемая конструкция змеевикового теплообменника обладает:- хорошей способностью к самокомпенсации температурных напряжений;- относительно малым гидравлическим сопротивлением;- хорошей ремонтопригодностью;- легко разбирается, обеспечивая доступ к трудному пучку, в целях ремонта трубного пучка и обслуживания змеевикового теплообменника.The utility model relates to heat exchangers and can be used in energy, housing and communal services and related industries. The objective of the utility model is to increase the heat exchange surface, reduce the metal consumption of the apparatus, rational use of the internal volume of the heat exchanger, made in the form of a ball, reduce the complexity of manufacturing and installation beam of coil pipes. The technical result is achieved by the fact that the heat exchange surface of the pipes inside the ball is divided into sections by a package of radial partitions, the outer contour of which repeats the configuration of the inner surface of the ball. The result is also achieved by the fact that the assembly of the bundle of coil pipes with partitions is carried out autonomously with the subsequent installation of the bundle in the volume of the lower hemisphere and complete assembly when installing the upper hemisphere, with hermetic fastening of the lower and upper hemisphere, on bolts of the flange connection. The proposed design of the coil heat exchanger has: - good ability to compensate for temperature stresses; - relatively low hydraulic resistance; - good maintainability; - easy to disassemble, providing access to a difficult bundle, in order to repair the tube bundle and servicing the coil heat exchanger.

Description

Полезная модель относится к теплообменным аппаратам и может быть использована в энергетике, ЖКХ и смежных с ними отраслях промышленности.The utility model relates to heat exchangers and can be used in energy, utilities and related industries.

Известен теплообменный аппарат типа «труба в трубе», изготовленный в виде пространственной винтовой спирали, внешний контур которого выполнен в форме шара (патент РФ №161177 на полезную модель от 10.04.16 Бюл. №10)Known heat exchanger type "pipe in pipe", made in the form of a spatial helical spiral, the outer contour of which is made in the form of a ball (RF patent No. 161177 for utility model dated 10.04.16 Bull. No. 10)

Недостатком аппарата является сложность совместной гибки пучка труб и внешней трубы, что особенно усложняется по мере роста количества труб в пучке и увеличения диаметра внешнего корпуса. Кроме того, исключается возможность анализа качества монтажа труб змеевика во внешней трубе по завершении процесса гибки.The disadvantage of this apparatus is the complexity of joint bending of the tube bundle and the outer tube, which is especially complicated as the number of tubes in the bundle increases and the diameter of the outer casing increases. In addition, the possibility of analyzing the quality of the installation of the coil pipes in the outer pipe at the end of the bending process is excluded.

Наиболее близким предлагаемому техническому решению является змеевиковый теплообменник типа «труба в трубе» внешний контур которого выполнен в форме шара (патент РФ №193127 на полезную модель от 15.10.19 Бюл. №29) в котором змеевиковые трубы смонтированы в промежутке между поверхностями коаксиальных тел вращения. Недостатком прототипа является высокая металлоемкость аппарата из-за неэффективного использования центральной части теплообменника, вследствие компоновки внутреннего тела вращения в центральной полости внешней сферы.The closest to the proposed technical solution is a coil heat exchanger of the "pipe in pipe" type whose external circuit is made in the form of a ball (RF patent No. 193127 for utility model dated 10.15.19 Bull. No. 29) in which the coil pipes are mounted in the gap between the surfaces of coaxial bodies of revolution . The disadvantage of the prototype is the high metal consumption of the apparatus due to inefficient use of the Central part of the heat exchanger, due to the layout of the inner body of revolution in the central cavity of the outer sphere.

Задачей полезной модели является увеличение поверхности теплообмена, снижение металлоемкости аппарата, рациональное использование внутреннего объема теплообменника, выполненного в форме шара, снижение трудоемкости при изготовлении и монтаже пучка змеевиковых труб.The objective of the utility model is to increase the heat transfer surface, reduce the metal consumption of the apparatus, rational use of the internal volume of the heat exchanger, made in the form of a ball, reduce the complexity in the manufacture and installation of a coil of coil pipes.

Технический результат достигается тем, что теплообменная поверхность труб внутри шара разделена на секции пакетом радиальных перегородок внешний контур которых повторяет конфигурацию внутренней поверхности шара. Результат достигается также тем, что сборка пучка змеевиковых труб с перегородками осуществляются автономно с последующим монтажом пучка в объем нижней полусферы и полной сборки при установке верхней полусферы с последующим герметичным креплением полусфер болтами фланцевого соединения. На фиг. 1 представлен змеевиковый теплообменник (вид сверху) со снятой крышкой верхней полусферы и пакетом радиальных перегородок, на фиг. 2 - разрез А-А - вариант змеевикового теплообменника на фиг. 4 - вид Б - узел крепления фланцевого соединения на фиг. 3. Предлагаемый змеевиковый теплообменник состоит из пучка змеевиковых труб 1, разделенных перегородками 2, смонтированных внутри шара 3, состоящего из нижней 4 и верхней 5 полусфер. Полусферы снабжены фланцами 6, 7, это обеспечивает их возможность соединения с помощью болтового соединения 8 и прокладки 9 и герметичность аппарата. Кроме того, при необходимости, реализуется возможность производить разъем шара и произвести оценку технического состояния змеевиковых труб, разделенных перегородками 2.The technical result is achieved by the fact that the heat exchange surface of the pipes inside the ball is divided into sections by a package of radial partitions whose outer contour repeats the configuration of the inner surface of the ball. The result is also achieved by the fact that the assembly of the bundle of serpentine pipes with partitions is carried out autonomously, followed by the installation of the bundle in the volume of the lower hemisphere and complete assembly when installing the upper hemisphere, followed by hermetic fastening of the hemispheres with bolts of the flange connection. In FIG. 1 shows a coil heat exchanger (top view) with the cover of the upper hemisphere removed and the package of radial partitions, FIG. 2 - section AA - a variant of the coil heat exchanger in FIG. 4 is a view B — a flange connection mount in FIG. 3. The proposed coil heat exchanger consists of a bunch of coil pipes 1, separated by partitions 2, mounted inside the ball 3, consisting of lower 4 and upper 5 hemispheres. Hemispheres are equipped with flanges 6, 7, this ensures their ability to connect using bolted connections 8 and gaskets 9 and the tightness of the apparatus. In addition, if necessary, it is possible to produce a ball connector and assess the technical condition of the coil pipes separated by partitions 2.

Для монтажа змеевикового теплообменника на месте его эксплуатации, на верхней полусфере 5 установлены рым-болты 10, а на нижней - 4 - лапы 11, для жесткого крепления теплообменника по месту его монтажа.For mounting the coil heat exchanger at the place of its operation, eye bolts 10 are installed on the upper hemisphere 5, and legs 11 are installed on the lower hemisphere 4, for rigid fastening of the heat exchanger at the place of its installation.

Змеевиковый теплообменник работает следующим образом.The coil heat exchanger operates as follows.

После подачи холодного теплоносителя, через патрубок 12 в проточную часть змеевиковых труб 1 (в противоток) через патрубок 13, подается насыщенный водяной пар. Двигаясь в проточной части змеевиковых труб 1 холодный теплоноситель нагревается от насыщенного водяного пара, который с большой скоростью двигаясь в межтрубочном пространстве, между пакетом радиальных перегородок, смонтированных внутри шара 3, интенсивно отдает тепло. Засчет такой компоновки труб и перегородок пар многократно взаимодействует с поверхностью змеевиковых труб, что вызывает резкое увеличение коэффициентов теплоотдачи (в 2-3,5 раза до значений порядка 10000 - 12000 Вт/м²⁰С). В связи с эти существенно растет и коэффициент теплопередачи, что и обеспечивает при высокой эффективности теплообмена небольшие габаритные размеры предлагаемого змеевикового теплообменника.After supplying the coolant through the pipe 12 to the flowing part of the coil pipes 1 (countercurrent) through the pipe 13, saturated water vapor is supplied. Moving in the flowing part of the coil pipes 1, the coolant is heated by saturated water vapor, which moves with great speed in the annular space between the package of radial partitions mounted inside the ball 3 and intensively transfers heat. Due to this arrangement of pipes and partitions, pairs repeatedly interact with the surface of the coil pipes, which causes a sharp increase in heat transfer coefficients (2-3.5 times to values of the order of 10,000 - 12,000 W / m ²⁰ C). In connection with these, the heat transfer coefficient also increases significantly, which ensures high overall efficiency of heat transfer in the small overall dimensions of the proposed coil heat exchanger.

Пройдя проточную часть змеевикового теплообменника, нагретый теплоноситель выходит из аппарата через штуцер 14, а конденсат - через штуцер 15.Having passed the flow part of the coil heat exchanger, the heated coolant exits the apparatus through the nozzle 14, and the condensate through the nozzle 15.

Предлагаемая конструкция змеевикового теплообменника, обладает: хорошей способностью к самокомпенсации температурных напряжений, относительно малым гидравлическим сопротивлением, хорошей ремонтопригодностью, легко разбирается, обеспечивая доступ к трубному пучку змеевика 1.The proposed design of the coil heat exchanger has: good ability to self-compensate for temperature stresses, relatively low hydraulic resistance, good maintainability, is easily disassembled, providing access to the tube bundle of the coil 1.

В предлагаемом исполнении трубный пучок может быть выполнен любым, наперед заданным рядом змеевиков. Технология выполнения полусфер достаточно широко отработана и заключается в штамповке листового материала в горячем состоянии. Кроме того, при необходимости змеевиковый теплообменник может быть выполнен в виде эллипсоида вращения, а также цилиндрической формы.In the proposed design, the tube bundle can be made by any one set in advance of a series of coils. The hemisphere technology has been widely developed and consists in stamping sheet material in a hot state. In addition, if necessary, the coil heat exchanger can be made in the form of an ellipsoid of revolution, as well as a cylindrical shape.

Claims

Змеевиковый теплообменник типа «труба в трубе», выполненный в форме шара, со смонтированными внутри змеевиковыми трубами, отличающийся тем, что теплообменная поверхность труб внутри шара разделена на секции пакетом радиальных перегородок, внешний контур которых повторяет конфигурацию внутренней поверхности шара.The coil heat exchanger of the "pipe in pipe" type, made in the shape of a ball, with coil pipes mounted inside, characterized in that the heat exchange surface of the pipes inside the ball is divided into sections by a package of radial partitions, the external contour of which repeats the configuration of the inner surface of the ball.