RU2693804C1 - Кожухотрубчатый теплообменный аппарат - Google Patents
Кожухотрубчатый теплообменный аппарат Download PDFInfo
- Publication number
- RU2693804C1 RU2693804C1 RU2016130021A RU2016130021A RU2693804C1 RU 2693804 C1 RU2693804 C1 RU 2693804C1 RU 2016130021 A RU2016130021 A RU 2016130021A RU 2016130021 A RU2016130021 A RU 2016130021A RU 2693804 C1 RU2693804 C1 RU 2693804C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shell
- tube
- filler
- heat exchange
- tube bundle
- Prior art date
Links
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 37
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 21
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 238000010025 steaming Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/16—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Изобретение относится к теплообменным аппаратам и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности. Предложен кожухотрубчатый теплообменный аппарат с трубным пучком, размещенным в кожухе, в котором в зазоре между трубным пучком и кожухом аппарата расположен наполнитель, выполненный из чередующихся слоев объемной сетки и малопроницаемого материала или из нескольких слоев гофрированного листового материала. Изобретение обеспечивает повышение эффективности теплообмена в кожухотрубчатых теплообменных аппаратах и повышение надежности теплообменных аппаратов. 3 ил.
Description
Изобретение относится к кожухотрубчатым теплообменным аппаратам, и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.
Известны кожухотрубчатые теплообменные аппараты, в которых имеется пучок теплообменных труб, расположенный в кожухе. Теплообменные трубы закреплены в трубных решетках. Аппараты снабжены камерами, в которых имеются штуцера для ввода и вывода теплоносителя в трубное пространство, а на кожухе имеются штуцера для ввода и вывода теплоносителя в межтрубное пространство. Аппараты могут быть вертикальными и горизонтальными. Для улучшения теплообмена в трубном пространстве устанавливают сегментные поперечные перегородки. Трубные решетки соединяют с кожухом сваркой или с помощью фланцевых соединений. Конструкции кожухотрубчатых аппаратов стандартизированы. (Основные процессы и аппараты химической технологии: пособие по проектированию / Г.С. Борисов, В.П. Брыков, Ю.И. Дытнерский и др. Под ред. Ю.И. Дытнерского. 2-е изд., перераб. и дополн. М.: Химия, 1991. - 496 с.)
Из-за особенностей размещения теплообменных труб и требований к прочности трубной решетки в кожухотрубчатых теплообменных аппаратах существует зазор между трубным пучком и кожухом аппарата. Величина этого зазора во много раз превышает величину зазора между теплообменными трубами. При движении теплоносителя в межтрубном пространстве возникает пристеночный эффект, при котором значительная часть теплоносителя движется в зазоре между трубным пучком и кожухом аппарата. Снижается скорость движения потока во внутренней части трубного пучка, падает коэффициент теплоотдачи и эффективность теплообмена. При малой скорости потока теплоносителя, как правило, увеличивается скорость накопления загрязнений на поверхности теплообменных труб. Теплообменные трубы в средней части трубного пучка и трубы на периметре трубного пучка находятся в разных условиях теплообмена. На периметре поток теплоносителя больше по величине и имеет большую скорость. Вследствие большой величины этот поток медленнее меняет температуру, вследствие высокой скорости выше коэффициент теплоотдачи. То есть температура труб на периметре трубного пучка значительно ближе к температуре теплоносителя в межтрубном пространстве, чем температура труб в средней части трубного пучка. Разное температурное удлинение труб создает дополнительные напряжения в трубах, трубных решетках и местах крепления труб в трубных решетках. В аппаратах жесткого типа напряжения передаются и на кожух аппарата. Для снижения пристеночного эффекта применяют различного вида противобайпасные устройства.
Наиболее близким аналогом (прототипом) является кожухотрубчатый теплообменный аппарат с трубным пучком, размещенным в кожухе, у которого в зазоре между трубным пучком и кожухом аппарата расположен наполнитель. (Патент JPN 01300192 А, МПК F28D 7/16, опубл. 04.12.1989).
То, что в кожухотрубчатом теплообменном аппарате с трубным пучком, размещенным в кожухе, в зазоре между трубным пучком и кожухом аппарата расположен наполнитель, приводит к тому, что затрудняется или полностью прекращается движение теплоносителя в зазоре между трубным пучком и кожухом аппарата. Повышается скорость движения теплоносителя в трубном пучке, увеличивается коэффициент теплоотдачи и растет эффективность теплообмена. Теплообменные трубы работают в близких условиях, снижается разность температур труб, и уменьшаются связанные с этим дополнительные напряжения. Снижение напряжений повышает надежность теплообменных аппаратов. Однако наполнитель должен отвечать ряду требований. Для монтажа в межтрубном пространстве наполнитель должен быть изготовлен в виде некоторого количества цельных элементов. Зазор между трубным пучком и кожухом имеет сложную конфигурацию, особенно при наличии поперечных перегородок, отбойников и других элементов. Изготавливать элементы наполнителя жесткой конструкции и сложной формы не технологично. То есть наполнитель должен быть гибким легким, недорогим, изготовленным из доступных материалов. Наполнитель не должен создавать препятствий обтеканию теплообменных труб теплоносителем в местах контакта наполнителя и теплообменных труб. При заполнении аппарата жидким теплоносителем, в нем не должен оставаться воздух, а при опорожнении аппарата в наполнителе не должно оставаться много жидкости. Иначе это осложнит пропарку аппарата при подготовке к ремонту. Существующие наполнители не в полной мере отвечают этим требованиям, и теплообменные аппараты с наполнителем не нашли широкого применения.
Задачей изобретения является повышение эффективности теплообмена в кожухотрубчатых теплообменных аппаратах и повышение надежности теплообменных аппаратов.
Технический результат достигается тем, что в кожухотрубчатом теплообменном аппарате с трубным пучком, размещенным в кожухе, в котором в зазоре между трубным пучком и кожухом аппарата, расположен наполнитель, согласно изобретению, наполнитель выполнен из чередующихся слоев объемной сетки и малопроницаемого материала.
Технический результат достигается также тем, что наполнитель выполнен из нескольких слоев гофрированного листового материала.
В первом варианте наполнитель выполнен из чередующихся слоев объемной сетки, например, сетки Рабица, и малопроницаемого материала, например, стеклоткани. Во втором варианте наполнитель выполнен из нескольких слоев гофрированного листового материала. Такие гофрированные материалы широко используются в промышленности для изготовления регулярных насадок, например насадок типа Зульцер. Наполнители предложенной конструкции обладают высокой гибкостью и им легко придать нужную форму. Материалы для изготовления наполнителя являются легкими, недорогими и доступными. Предложенные наполнители не создают препятствий обтеканию теплообменных труб теплоносителем в местах контакта наполнителя и теплообменных труб. Слой объемной сетки, примыкающий к теплообменным трубам, обеспечивает хорошее обтекание труб теплоносителем, а малопроницаемый материал препятствует проникновению теплоносителя в следующие слои наполнителя. Слой гофрированного материала тоже обеспечивает хорошее обтекание труб теплоносителем и препятствует проникновению теплоносителя в следующие слои наполнителя. Хорошее обтекание труб улучшает теплообмен, причем теплообменные трубы в средней части трубного пучка и трубы на периметре трубного пучка находятся в практически равных условиях, что приводит к уменьшению разницы температурных деформаций и снижению напряжений. При заполнении аппарата жидким теплоносителем, в наполнителе не остается воздух. При опорожнении аппарата в наполнителе остается мало жидкости, что облегчает пропарку аппарата при подготовке к ремонту.
На фиг. 1 изображен кожухотрубчатый теплообменный аппарат. На фиг. 2 изображен наполнитель, выполненный из чередующихся слоев объемной сетки и малопроницаемого материала. На фиг. 3 изображен наполнитель, выполненный из нескольких слоев гофрированного листового материала.
Кожухотрубчатый теплообменный аппарат содержит кожух 1 с трубным пучком 2, камеру 3 и нижнюю камеру 4. На кожухе 1 имеются штуцер 5 для ввода теплоносителя 4 и штуцер 6 для вывода теплоносителя в межтрубное пространство. На камере 3 имеются штуцер 7 для ввода теплоносителя, на камере 4 штуцер 8 для вывода теплоносителя из трубного пространства. В зазоре между трубным пучком 2 и кожухом аппарата 1 расположен наполнитель 9. На фиг. 2 изображен наполнитель, состоящий из чередующихся слоев объемной сетки 11 и малопроницаемого материала 12. Первый слой объемной сетки 11 прилегает к теплообменной трубе 10 трубного пучка 2. На фиг. 3 изображен наполнитель, выполненный из нескольких слоев гофрированного листового материала 13. То, что в кожухотрубчатом теплообменном аппарате в зазоре между трубным пучком 2 и кожухом 1 расположен наполнитель 9, приводит к тому, что затрудняется или полностью прекращается движение теплоносителя в зазоре между трубным пучком 2 и кожухом 1 аппарата. При этом повышается скорость движения теплоносителя в трубном пучке 2, увеличивается коэффициент теплоотдачи и растет эффективность теплообмена. Теплообменные трубы 10 в трубном пучке 2 работают в близких условиях, снижается разность температур труб, и уменьшаются связанные с этим дополнительные напряжения. Вариант наполнителя 2, выполненного из чередующихся слоев объемной сетки 11, и малопроницаемого материала 12, и вариант наполнителя 2, выполненного из нескольких слоев гофрированного листового материала 13, обладают малым весом, хорошо гнутся. При заполнении аппарата жидким теплоносителем, из таких наполнителей 2 легко удаляется воздух, а при опорожнении аппарата в них не задерживается жидкость, что облегчает пропарку аппарата при подготовке к ремонту. Слой объемной сетки 11, примыкающий к теплообменным трубам 10, обеспечивает хорошее обтекание труб теплоносителем, а малопроницаемый материал 12 препятствует проникновению теплоносителя в следующие слои наполнителя 2. Хорошее обтекание теплообменных труб 10 и невозможность проникновения теплоносителя в следующие слои обеспечивается и в случае использования наполнителя 2 из гофрированного листового материала 13.
Claims (1)
- Кожухотрубчатый теплообменный аппарат с трубным пучком, размещенным в кожухе, в котором в зазоре между трубным пучком и кожухом аппарата расположен наполнитель, отличающийся тем, что наполнитель выполнен из чередующихся слоев объемной сетки и малопроницаемого материала или из нескольких слоев гофрированного листового материала.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016130021A RU2693804C1 (ru) | 2016-07-21 | 2016-07-21 | Кожухотрубчатый теплообменный аппарат |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016130021A RU2693804C1 (ru) | 2016-07-21 | 2016-07-21 | Кожухотрубчатый теплообменный аппарат |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2016130021A RU2016130021A (ru) | 2018-01-25 |
RU2693804C1 true RU2693804C1 (ru) | 2019-07-04 |
Family
ID=61024100
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016130021A RU2693804C1 (ru) | 2016-07-21 | 2016-07-21 | Кожухотрубчатый теплообменный аппарат |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2693804C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2766240C1 (ru) * | 2021-07-15 | 2022-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Противобайпасное устройство для кожухотрубчатых теплообменников |
RU221292U1 (ru) * | 2023-07-25 | 2023-10-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Устройство противобайпасное для кожухотрубчатых теплообменников |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01300192A (ja) * | 1988-05-27 | 1989-12-04 | Hitachi Ltd | 多管式熱交換器 |
US20060090880A1 (en) * | 2002-10-02 | 2006-05-04 | Hino Motors, Ltd | Egr cooler |
RU2282808C2 (ru) * | 2001-11-30 | 2006-08-27 | Сергей Григорьевич Рогачев | Кожухотрубчатый теплообменник |
EA016394B1 (ru) * | 2007-07-05 | 2012-04-30 | Иб.Нтек | Устройство для выработки тепла за счет циркуляции текучей среды под давлением через множество трубок и термодинамическая система с таким устройством |
-
2016
- 2016-07-21 RU RU2016130021A patent/RU2693804C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01300192A (ja) * | 1988-05-27 | 1989-12-04 | Hitachi Ltd | 多管式熱交換器 |
RU2282808C2 (ru) * | 2001-11-30 | 2006-08-27 | Сергей Григорьевич Рогачев | Кожухотрубчатый теплообменник |
US20060090880A1 (en) * | 2002-10-02 | 2006-05-04 | Hino Motors, Ltd | Egr cooler |
EA016394B1 (ru) * | 2007-07-05 | 2012-04-30 | Иб.Нтек | Устройство для выработки тепла за счет циркуляции текучей среды под давлением через множество трубок и термодинамическая система с таким устройством |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2766240C1 (ru) * | 2021-07-15 | 2022-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Противобайпасное устройство для кожухотрубчатых теплообменников |
RU221292U1 (ru) * | 2023-07-25 | 2023-10-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Устройство противобайпасное для кожухотрубчатых теплообменников |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2016130021A (ru) | 2018-01-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8465710B2 (en) | Reactor | |
US9677825B2 (en) | Shell and tube heat exchanger | |
CN103822510B (zh) | 多壳程列管式换热器 | |
CN107115827B (zh) | 一种列管式固定床反应器 | |
RU2693804C1 (ru) | Кожухотрубчатый теплообменный аппарат | |
CN104266513A (zh) | 一种立式冷凝器 | |
Brogan | Shell and tube heat exchangers | |
US3240266A (en) | Heat exchangers | |
CN104236349A (zh) | 一种气气换热器 | |
US8672021B2 (en) | Simplified flow shell and tube type heat exchanger for transfer line exchangers and like applications | |
CN204115534U (zh) | 一种气气换热器 | |
EP1995542A2 (en) | Heat exchange device | |
CN107664442A (zh) | 一种换热器管束的应用方法 | |
CN208223250U (zh) | 一种新型固定管板换热器 | |
CN106288896B (zh) | 外波纹热管换热器及海水淡化装置 | |
RU100203U1 (ru) | Шнековый теплообменник | |
KR20210031769A (ko) | 합성 가스를 냉각시키기 위한 열 교환 디바이스 및 그의 조립 방법 | |
JP4823043B2 (ja) | 熱交換器 | |
TWI770739B (zh) | 列管換熱器以及列管換熱器的封裝方法 | |
US10605535B2 (en) | Heat exchanger for contaminated fluids and subjected to strong variable heat load | |
CN103791736A (zh) | 一种散热器 | |
CN103063077B (zh) | 一种热交换器 | |
Chauhan et al. | Modified on Shell and Tube Heat Exchanger | |
Kukulka et al. | Comparison of heat exchanger designs using Vipertex 1EHT enhanced heat transfer tubes | |
Misbakhov et al. | Simulation of heat transfer and fluid dynamics processes in shell-and-pipe heat exchange devices with segmental and helix baffles in a casing |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190804 |