[go: up one dir, main page]

SU1740945A1 - Heat exchanger - Google Patents

Heat exchanger Download PDF

Info

Publication number
SU1740945A1
SU1740945A1 SU894737768A SU4737768A SU1740945A1 SU 1740945 A1 SU1740945 A1 SU 1740945A1 SU 894737768 A SU894737768 A SU 894737768A SU 4737768 A SU4737768 A SU 4737768A SU 1740945 A1 SU1740945 A1 SU 1740945A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
partitions
cavity
tube
compartments
heat
Prior art date
Application number
SU894737768A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Иванович Смирнов
Ренат Хабибович Ситдиков
Евгений Остапович Дадыка
Сергей Сергеевич Ларин
Original Assignee
Ленинградский Научно-Исследовательский И Конструкторский Институт Химического Машиностроения
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ленинградский Научно-Исследовательский И Конструкторский Институт Химического Машиностроения filed Critical Ленинградский Научно-Исследовательский И Конструкторский Институт Химического Машиностроения
Priority to SU894737768A priority Critical patent/SU1740945A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1740945A1 publication Critical patent/SU1740945A1/en

Links

Landscapes

  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к теплообмен- ной аппаратуре и может быть использовано в химической, нефтехимической, газовой промышленности и теплоэнергетике, в частности дл  компрессорных установок. Цель изобретени  - снижение материалоемкости и интенсификаци  теплообмена путем организации про ивоточного движени  рабочих сред. Теплообменник содержит корпус 1, теплообменный элемент 2, образованный трубами Фильда, внутренние 6 и наружные 5 трубы которых закреплены соответственно в периферийной и промежуточной (ПТД) Изобретение относитс  к теплообмен- ной аппаратуре и может быть использовано в химической, нефтехимической, газовой промышленности и теплоэнергетике, в частности , дл  компрессорных установок. Широко известны теплообменники ко- жухотрубчатого типа, в которых охлаждаемый технологический продукт, например сжатый газ, пропускаетс  внутри герметичного корпуса в межтрубном пространстве, а трубных досках, размещенных параллельно друг другу с образованием между ними полости (П) 8, и коллекторной камерой (КК) 7 примыкающей к периферийной трубной доске . В КК 7 и П 8 размещены перегородки, перпендикул рные обеим трубным доскам и раздел ющие КК 7 и П 8 на одинаковое число отсеков, причем перегородки в КК 7 смешены относительно перегородок в П 8, а в периферийной доске выполнены отверсти  дл  перетока трубной среды из отсеков КК 7 в отсеки П 8. Перегородки могут быть расположены радиально и под равными углами друг к другу, а их число может быть равно числу труб Фильда. При наличии по одной перегородке в КК 7 и П 8 в последней она установлена с разделением полости на два одинаковых отсека, в первой - в плоскости параллельной плоскости первой перегородки Конструкци  теплообменника обеспечивает при его работе противоточное движение рабочих сред, что интенсифицирует теплообмен, сокраща  при материалоемкость 4 з.п. ф-лы, 5 ил. Ё охлаждающа  среда движетс  внутри теп- лообменных труб. К разновидности таких теплообменников могут быть отнесены и газоохладители с продольно-сребренными теплообменными трубами. В таких аппаратах кажда  теплообменна  труба с продольным оребрением обычно заключаетс  в трубчатый направл ющий кожух, а затем одна така  сборка или пучок таких элементов помещаютс  в общий герметичный корпус VI -N О Ю СПThe invention relates to heat exchanging equipment and can be used in the chemical, petrochemical, gas industry and heat power engineering, in particular for compressor installations. The purpose of the invention is to reduce material consumption and intensify heat exchange by organizing the rotational movement of working media. The heat exchanger includes a housing 1, a heat exchange element 2 formed by Field tubes, inner 6 and outer 5 pipes of which are fixed respectively in peripheral and intermediate (PTD). The invention relates to heat exchanging equipment and can be used in chemical, petrochemical, gas industry and power engineering in particular, for compressor installations. Widely known tubular heat exchangers are known in which a cooled process product, such as compressed gas, is passed inside a sealed enclosure in the annular space, and tube plates placed parallel to each other to form a cavity (P) 8 between them 7 adjacent to the peripheral tube plate. In KK 7 and P 8, partitions are placed perpendicular to both tube plates and separating KK 7 and P 8 into the same number of compartments, with the partitions in KK 7 mixed with the partitions in P 8, and in the peripheral plate there are holes for the flow of the tube medium from compartments KK 7 in compartments P 8. Partitions can be located radially and at equal angles to each other, and their number can be equal to the number of Field tubes. If there is one partition in KK 7 and P 8 in the latter, it is installed with the cavity divided into two identical compartments, in the first - in the plane parallel to the plane of the first partition. The heat exchanger design provides for its operation countercurrent movement of working media, which intensifies heat exchange, reducing material consumption 4 hp f-ly, 5 ill. The cooling medium moves inside the heat exchange tubes. The type of such heat exchangers can also be attributed to gas coolers with longitudinally-sized heat exchange tubes. In such apparatuses, each heat exchanging tube with longitudinal fins is usually enclosed in a tubular guide casing, and then one such assembly or bundle of such elements is placed in a common sealed enclosure VI -N O SJ

Description

В отечественных конструкци х тепло- обменные трубы выполнены в виде гор чеп- рессованных заготовок шифра ТРУ по ТУ 1-2-452-83 из алюминевого сплава АМГ-2.In the domestic structures, the heat-exchange tubes are made in the form of hot-rolled billets of the TRU cipher according to TU 1-2-452-83 of aluminum alloy AMG-2.

Теплообмен в аппаратах с продольно- оребренными теплообменными трубами осуществл етс  между охлаждаемой средой , проход щей вдоль сребренной наружной поверхности труб ТРФ, и охлаждающей трубной средой, омывающей внутреннюю гладкую поверхность этих труб. При этом поток трубной среды движетс  в кольцевом зазоре между внутренней стенкой теплооб- менной трубы и наружной стенкой вытесни- тельной трубы, помещенной в полости труб ТРФ. Вытеснительна  труба также служит цели подвода охлаждающей трубной среды извне к активному сребренному участку теплообменной трубы и отвода этой среды. Дл  оптимального теплообмена необходима противоточна  схема взаимного движени  охлаждающего и охлаждаемого теплоносителей. Однако конструкци  известных аппаратов не всегда обеспечивает противоток теплоносителей дл  всей тепло- обменной поверхности .Конструкцию теп- лообменнойтрубыс вытеснительной трубой называют трубой Фильда. Так в аналогичном устройстве по трубе Фрида противоточна  схема взаимодействи  теплоносителей принципиально осуществима лишь благодар  конструктивно сложному двухходовому движению охлаждаемой среды (газа).Heat transfer in apparatus with long-ribbed heat exchange tubes takes place between the medium being cooled, passing along the finned outer surface of the TRF tubes, and the cooling tube medium washing the smooth inner surface of these tubes. At the same time, the flow of the pipe medium moves in the annular gap between the inner wall of the heat exchanging pipe and the outer wall of the propellant pipe placed in the cavity of the TRF pipes. The displacement pipe also serves the purpose of supplying the cooling pipe medium from the outside to the active silver section of the heat exchange pipe and discharging this medium. For optimal heat exchange, a counterflow pattern of the mutual movement of the cooling and cooled fluids is necessary. However, the design of the known apparatus does not always provide a countercurrent of heat transfer fluids for the entire heat exchange surface. The design of the heat exchange tube with the displacement tube is called the Field tube. So in a similar device through Fried's tube, the flow pattern of the interaction of coolants is counter-current in principle only due to the constructively complex two-way movement of the cooled medium (gas).

В случае одноходового потока газа предложенна  конструкци  патрубков, корпусов и коллекторов подвода и отвода охлаждающей трубной среды об зательно приводит к смешанной противоточно-пр - моточной системе охлаждени .In the case of a one-way gas flow, the proposed design of the pipes, housings and collectors for supplying and discharging the cooling pipe medium necessarily leads to a mixed counter-current-flow cooling system.

В различных кожухотрубчатых теплообменниках известно применение элементов конструкции, называемых распределительными устройствами, коллекторными камерами , распределительными коллекторами или вод ными камерами. Они служат дл  подвода и отвода охлаждающей трубной среды к трубным пучкам аппаратов и в зависимости от конструкции задают схемы движени  теплоносителей в аппарате.In various shell-and-tube heat exchangers, it is known to use structural elements called distribution devices, collector chambers, distribution manifolds or water chambers. They serve for the supply and removal of the cooling tube medium to the tube bundles of the apparatus and, depending on the design, they define the patterns of motion of the coolants in the apparatus.

В прототипе теплообменные трубы работают исключительно в одноходовом режиме движени  теплоносителей.In the prototype, the heat exchange tubes operate exclusively in a one-way mode of movement of coolants.

Трубна  среда в рассматриваемом теплообменнике подаетс  параллельно сразу во все теплообменные трубы, что в некоторых случа х обуславливает низкую скорость трубной среды и, соответственно, низкий коэффициент теплоотдачи.The tubular medium in the heat exchanger in question is fed in parallel to all the heat exchanger tubes at once, which in some cases causes a low velocity of the tubular medium and, consequently, a low heat transfer coefficient.

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности теплообмена путем организации противоточного движени  охлаждаемой среды и охлаждающей трубной среды и снижение материалоемкости теплообменника.The aim of the invention is to increase the efficiency of heat exchange by organizing a counter-current movement of the cooled medium and the cooling tube medium and the reduction of the material intensity of the heat exchanger.

На фиг.1 представлен продольный разрез теплообменника; на фиг.2 показаны разрезы по элементам аппарата: коллектор0 ной камере и полости между трубными досками; на фиг.З - то же, элементы с противоточной попарно-параллельной схемой движени  охлаждающей жидкости; на фиг.4 и 5 даны схемы движени  охлаждаю5 щей жидкости в трубах Фильда.Figure 1 shows a longitudinal section of a heat exchanger; Fig. 2 shows sections along the elements of the apparatus: the collector chamber and the cavity between the tube plates; FIG. 3 is the same, elements with countercurrent pair-parallel flow of cooling fluid; Figures 4 and 5 are diagrams of the movement of the cooling fluid in the Field tubes.

Теплообменник состоит из корпуса 1 и теплообменного элемента 2, включающего днище 3 коллекторных камер, промежуточную трубную доску 4, теплообменные трубыThe heat exchanger consists of a housing 1 and a heat exchange element 2, including the bottom 3 of the collector chambers, intermediate tube plate 4, heat exchange tubes

0 5 и вытеснительные трубы 6.0 5 and displacement pipes 6.

В соответствии с двум  вариантами схем движени  охлаждающей жидкости торцева  часть теплообменного элемента со стороны входа охлаждающей жидкости со5 стоит из коллекторных камер и полостей 7, 8 (фиг.1) или 9, 10 (см фиг.З). Коллекторные камеры и полости раздел ютс  периферическими трубными досками 11 или 12 с круглыми 13 или продолговатым 14In accordance with two variants of the coolant flow patterns, the end part of the heat exchanging element on the coolant inlet side consists of collector chambers and cavities 7, 8 (FIG. 1) or 9, 10 (see FIG. 3). Collector chambers and cavities are separated by peripheral tube plates 11 or 12 with round 13 or oblong 14

0 перепускными отверсти ми, а также снабжены кажда  четырьм  15, 16, 17, 18 или двум  19, 20 продольными перегородками. Эти перегородки образуют в коллекторной камере и полости отсеки 21-28 или 29-32.0 bypass holes, as well as each equipped with four 15, 16, 17, 18 or two 19, 20 longitudinal partitions. These partitions form in the collector chamber and the cavity compartments 21-28 or 29-32.

5Имеютс  патрубки ввода 33 и ввода 345There are nozzles of input 33 and input 34.

газа, а также патрубки ввода 35 и ввода 36, 37 охлаждающей жидкости.gas, as well as nozzles input 35 and input 36, 37 coolant.

Движение теплоносителей в процессе работы газоохладител  происходит следую0 щим образом.The flow of coolants during operation of the gas cooler occurs as follows.

Охлаждаемый продукт - газ поступает в корпус аппарата 1 через патрубок 33, проходит вдоль внешней поверхности теплооб- менныхтрубб в межреберном пространствеCooled product - gas enters the body of the apparatus 1 through the nozzle 33, passes along the outer surface of the heat exchange tubes in the intercostal space

5 и выходит через патрубок 34, осуществл   общее направление движени  относительно теплообменного элемента справа налево , как показано на эскизах. Охлаждающа  жидкость поступает в коллекторную камеру5 and exits through nozzle 34, making the general direction of movement relative to the heat exchange element from right to left, as shown in the sketches. Coolant enters the collector chamber

0 теплообменного элемента через штуцер 35. Далее движение жидкости в зависимости от рассматриваемой схемы происходит следующим образом.0 heat exchange element through the nozzle 35. Next, the movement of fluid, depending on the considered scheme, is as follows.

Вариант (см.фиг.2 и 4).Option (see Fig.2 and 4).

5Поток охлаждающей среды направл етс  через штуцер 35 в отсек 25 полости камеры 8, мину  отсеки коллекторной камеры 7. Двига сь по вытеснительной трубе, поток поступает в кольцевой канал, образованный между теплообменной трубой 5 и вытеснительной трубой. Здесь происходит процесс теплообмена между охлаждаемым газом, текущим снаружи трубы, и охлаждающей жидкостью, текущей в противоположную сторону. Дойд  по кольцевому зазору до открытого кра  вытеснительной трубы, жидкость проливаетс  во внутреннюю полость вытеснительной трубы, и, направл  сь в сторону из открытого конца закрепленного на резьбе в периферийной трубной доске 11 вытеснительной трубы. Жидкость далее двигаетс  через перепускное отверстие 13, сообщающее отсек 21 с отсеком 26 полости, благодар  смещению продольной перегородки 15 в коллекторной ка мере относительно соответствующей перегородки 17 в полости на некоторый угол, позвол ющий разместить отверстие 13.5 The flow of cooling medium is directed through the nozzle 35 into the compartment 25 of the cavity of chamber 8, the mine of the compartment of the collector chamber 7. Moving through the pressure pipe, the flow enters the annular channel formed between the heat exchange pipe 5 and the pressure pipe. Here there is a process of heat exchange between the cooled gas flowing outside the pipe and the coolant flowing in the opposite direction. When the annular gap reaches the open edge of the pressure pipe, the liquid is poured into the internal cavity of the pressure pipe, and is directed away from the open end fixed to the thread in the peripheral tube plate 11 of the pressure pipe. The liquid then moves through the bypass hole 13, which connects the compartment 21 with the cavity compartment 26, due to the displacement of the longitudinal partition 15 in the collector chamber relative to the corresponding partition 17 in the cavity at an angle that allows the hole 13 to be positioned.

В дальнейшем охлаждающа  жидкость проходит через кольцевой зазор в следующей теплообменной трубе, поступает в отсек коллекторной камеры 22 и через перепускное отверстие 13 в - в отсек 27 полости 8.Subsequently, the cooling fluid passes through an annular gap in the next heat exchange pipe, enters the compartment of the collector chamber 22 and through the bypass port 13 in the compartment 27 of the cavity 8.

Далее аналогично - через кольцевой зазор в отсек 23 и отсек 28.Further, similarly - through the annular gap in the compartment 23 and the compartment 28.

При этом сохран етс  противоток теплоносителей . После последней теплообмен- ной трубы поток попадает через вытеснительную трубу в отсек 24 коллекторной камеры и выводитс  из аппарата через штуцер 36.At the same time, the countercurrent of coolants is maintained. After the last heat exchanger pipe, the flow enters through the displacement pipe into the compartment 24 of the collecting chamber and is discharged from the apparatus through fitting 36.

Вариант2 (см. фиг.З и 5).Option 2 (see fig.Z and 5).

Соответственно с коллекторной камере и полости имеетс  только по одной перегородке 19 и 20, дел щие их на два отсека. Это позвол ет осуществить противоточный попарно - (т.е. группой в две трубы) параллельный контур циркул ции охлаждающей жидкости. Через штуцер 35 жидкость попадает в нижний отсек 31 полости 10. Движетс  далее по кольцевым каналам двух нижних теплообменных труб и через вытес- нительные трубы пос.упает в отсек 20 коллекторной камеры. Далее через продолговатое перепускное отверстие 14. выполненное в периферийной трубной доске 12, благодар  смещению вверх перегородки 19 относительно перегородки 20 полости 10, поток попадает в отсек 32 в верхней части полости и повтор ет противо- точное относительно газового потока движение в кольцевых каналах верхней пары теплообменных труб. В конце этого хода трубна  среда поступает в верхний отсек 30 коллекторной камеры 9 и далее выходит из аппарата через штуцер 37.Accordingly, with the collector chamber and the cavity there is only one partition 19 and 20, which divide them into two compartments. This allows countercurrent pairwise (i.e. a group of two tubes) parallel coolant circuit. Through the nozzle 35, the liquid enters the lower compartment 31 of the cavity 10. It moves further along the annular channels of the two lower heat exchanging tubes and through the displacement pipes settles into the compartment 20 of the collecting chamber. Then, through the oblong bypass hole 14. made in the peripheral tube plate 12, due to the upward displacement of the partition 19 relative to the partition 20 of the cavity 10, the flow enters the compartment 32 in the upper part of the cavity and repeats the movement opposite to the gas flow in the annular channels of the upper pair of heat exchangers pipes. At the end of this stroke, the tubular medium enters the upper compartment 30 of the collector chamber 9 and then leaves the apparatus through the nozzle 37.

Новое конструктивное исполнение крышки-коллектора позвол ет сократить общую материалоемкость нового аппарата на 10-15%, а удельную соответственно наThe new design of the cover-collector allows to reduce the total material consumption of the new device by 10-15%, and the specific consumption, respectively

20-30%. Противоточна  схема движени  теплоносителей позвол ет при прочих равных услови х увеличить глубину охлаждени  охлаждаемого продукта примерно на 2,5°.20-30%. The countercurrent flow pattern of coolants allows, other things being equal, to increase the cooling depth of the cooled product by about 2.5 °.

Claims (5)

1.Теплообменник, содержащий кожух с пучком труб Фильда, внутренние и наружные трубы которых закреплены соответственно в периферийной и промежуточной1. A heat exchanger comprising a casing with a Field's tube bundle, the inner and outer tubes of which are fixed respectively in the peripheral and intermediate трубных досках, размещенных параллельно друг другу с образованием между ними полости , и коллекторную камеру дл  трубной среды, примыкающую к периферийной трубной доске, отличающийс  тем, что,tube plates placed parallel to each other to form a cavity between them, and a collector chamber for the tube medium adjacent to the peripheral tube plate, characterized in that с целью снижени  материалоемкости и интенсификации теплообмена путем организации противоточного движени  рабочих сред, он снабжен перегородками, установленными в коллекторной камере и в упом нутой полости перпендикул рно трубным доскам и раздел ющими камеру и полость на одинаковое число отсеков, причем перегородки в камере смещены относительно перегородок в полости между трубными досками , в периферийной из которых выполнены отверсти  дл  перетока трубной среды из отсеков коллекторной камеры в отсеки полости, а число этих отверстий на единицу меньше числа отсеков в камере.In order to reduce material consumption and intensify heat exchange by organizing counter-current movement of working media, it is equipped with partitions installed in the collector chamber and in the cavity, perpendicular to the tube plates and separating the chamber and the cavity by the same number of compartments, the partitions in the chamber being offset relative to the partitions in the cavity between the tube plates, in the peripheral of which there are holes for the flow of the tube medium from the compartments of the collector chamber into the compartments of the cavity, and the number of these holes tiy one less than the number of compartments in the chamber. 2. Теплообменник по п.1, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что перегородки установлены радиально.2. The heat exchanger according to claim 1, about t l and h and y and with the fact that the partitions are installed radially. 3.Теплообменник по п.2, отличающийс  тем, что перегородки в коллекторной камере и в полости между трубными досками расположены под равными углами друг к другу.3. Heat exchanger according to claim 2, characterized in that the partitions in the collector chamber and in the cavity between the tube plates are located at equal angles to each other. 4.Теплообменник по пп.2, 3, о т л и ч а ю- щ и и с   тем, что число перегородок и в4. The heat exchanger according to claims 2, 3, about tl and h and y and with the fact that the number of partitions and коллекторной камере и в полости между трубными досками равно числу труб Фильда .the collector chamber and in the cavity between the tube plates is equal to the number of Field's tubes. 5.Теплообменник по п. 1, о т л и ч а ю- щ и и с   тем, что, с целью интенсификации5. A heat exchanger according to claim 1, in accordance with claim 1, so that, in order to intensify теплообмена при наличии по одной перегородке в коллекторной камере и в полости между трубными досками, в последней перегородке установлена с разделением ее на два одинаковых отсека, а в коллекторнойheat exchange in the presence of one partition in the collector chamber and in the cavity between the tube plates, in the last partition installed with its division into two identical compartments, and in the collector камере - в плоскости, параллельной плоскости первого перегородки.camera - in a plane parallel to the plane of the first partition. 1C 61C 6 i иi and в 3 -  in 3 - Buff ABuff a Б-6B-6 /7 /5/ 7/5 2323 24 3524 35 2121 &LJ///J 17 Г-Г 27& LJ /// J 17 YY 27 t -v /X.t -v / x. фиг Jfig j fjfj 5five фигЬfig J J ii NN
SU894737768A 1989-07-31 1989-07-31 Heat exchanger SU1740945A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894737768A SU1740945A1 (en) 1989-07-31 1989-07-31 Heat exchanger

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894737768A SU1740945A1 (en) 1989-07-31 1989-07-31 Heat exchanger

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1740945A1 true SU1740945A1 (en) 1992-06-15

Family

ID=21469926

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894737768A SU1740945A1 (en) 1989-07-31 1989-07-31 Heat exchanger

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1740945A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2648394C2 (en) * 2016-02-24 2018-03-26 Андрей Витальевич Билан Water chamber of a horizontal line heater

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
За вка DE № 2738949, кл. F 28 D 7/10, 1979. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2648394C2 (en) * 2016-02-24 2018-03-26 Андрей Витальевич Билан Water chamber of a horizontal line heater

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6883347B2 (en) End bonnets for shell and tube DX evaporator
KR101536391B1 (en) Device for compressing and drying gas
US3670522A (en) Exchanger for cooling fluids
US4805694A (en) Heat exchanger
SU1740945A1 (en) Heat exchanger
RU2084795C1 (en) Heat exchanger
RU2269080C2 (en) Heat exchanger
RU2039923C1 (en) Shell-and-tube heat exchanger
AU631418B2 (en) Heat exchanger
RU109839U1 (en) LAMINATED HEAT EXCHANGER
CN214010038U (en) Fin type cooler for ship
RU2070309C1 (en) Heat exchanger
SU714131A1 (en) Plate heat exchanger
SU781522A1 (en) Heat exchange apparatus
RU2036407C1 (en) Heat exchanger
RU115057U1 (en) HEAT EXCHANGE DEVICE
JPH0241502Y2 (en)
JPS61110878A (en) Heat exchanger
RU2241935C2 (en) Heat-exchanger
SU1163124A1 (en) Shell-and tube heat exchanger
RU1787252C (en) Heat exchanger
SU1121575A1 (en) Plate-type heat exchanger
RU95120593A (en) HEAT EXCHANGER
SU1733894A1 (en) Tube-in-tube heat exchanger
SU945625A1 (en) Shell-and-tube heat exchanger