CS197866B1 - Vinutý rekuperativní výměník tepla - Google Patents

Description

Vynález ae týká vinutého rekuperativního výměníku tepla s ocelovým pláštěm a hliníkovým trubkovým svazkem pro nízkoteplotní zařízení na zkapalňování a dělení plynů.

Velké zařízení na zkapalňování produktů dělení vzduchu vyžaduje výměníky, které jsou schopny pracovat v širokém rozmezí pracovních teplot od - 200 °C do + 100 °C a o tlacích do 3 až 5 MPa. Jedním z' nejvýhodnějáích typů výměníků pro tyto účely jsou vinuté výměníky z hladkých nebo žebrovaných trubek. Vysoký provozní tlak v plášti v mezitrubkovém prostoru těchto výměníků si vyžaduje použít jako konstrukční materiál vhodnou austenitickou ocel. Pro trubkový svazek pak přichází v úvahu použití měděných trubek, nebo výhodněji trubek z hliníku. Při výrobě trubkového svazku velkých rozměrů vznikají potíže s fixováním trubkového avazku na nosnou centrální trubku a i z kompenzací teplotních dilatací, které vznikají vlivem různé tepelné roztažnosti trubkového svazku v plášti výměníku tepla.

Tyto potíže jsou odstraněny vinutým rekuperativním výměníkem tepla s ocelovým pláštěm a hliníkovým trubkovým svazkem, který je charakterizován tím, že na centrální ocelovou trubku, nesenou v plášti radiálními žebry, je navinut trubkový svazek skládající z trubek a distančních lišt z hliníku, přičemž tyto distanční lišty jsou přivařeny k obvodovým pásům, které jsou k nosným radiálním žebrům připevněny umožňujícím posuv trubkového svazku vůči radiálním žebrům. Toto spojení, které umožňuje posuv, je realizováno deformovateInými nýty, jejichž osy jsou rovnoběžné s centrální ocelovou trubkou.

197 866

197 899

U výměníku podle vynálezu je vyřešena problematika fixace trubkového svazku na centrální trubce, zabezpečující posuv trubkového svazku vůči plášti, i trubce vznikající za nízkých provozních teplot vlivem různé tepelné roztažnosti materiálů trubkového svazku, pláště a centrální trubky. Trubkový svazek ve výměníku je fixován, takže je možná jeho snadná výroba a odpadá nebezpečí poškození trubkového svazku při transportu.

Příklad řešení výměníků tepla podle vynálezu je zobrazen na přiloženém výkrese na obr. 1, 2 a j. Jde o schematický nákres trubkového výměníku tepla pro velkokapacitní zkapalňovač dusíku.

Uvnitř trubek zkapalňuje dusík o tlaku 3 až 5 MPa, zatím co v mezitrubkovém prostoru proudí plynný dusík o tlaku 0,7 MPa. Z pevnostních důvodů je pléší 1 výměníků zhotoven z austenitické oceli. Plynné médium vstupuje do výměníku vstupním hrdlem 4 a vystupuje výstupním hrdlem g. Hliníkové trubky, které jsou navinuty do trubkového svazku, jsou vevaře ny do trubkovnic, které jsou umístěny v hrdlech g, 6. Hliníkové trubky 11 jsou navinuty na ocelovou centrální trubku 2. Centrální trubka je upevněna v plášti 1 pomocí radiálních žeber g. Rozteč trubek 11 ve svazku je fixována pomocí distančních lišt lg. Distanční liš ty 10 jsou přivařený k obvodovým pásům g, které jsou přivařený k radiálním pásům 8. V prů běhu navíjení na trubkovém svazku jsou tyto radiální pásy 8 přinýtovány hliníkovými nýty 12 k nosným radiálním žebrům g. Tak je v průběhu výroby fixována každá vrstva trubkového svazku. Vhodným vymezením vůle mezi radiálními pásy 8 a nosnými radiálními žebry g lze zajistit možnost posuvu hliníkového svazku vůči centrální trubce 2 a radiálním žebrům g v případě ohřevu hliníkového trubkového svazku nad teplotu okolí. Vzhledem k výši· roztažnosti hliníku oproti oceli dojde ke zmenšení vůle mezi pásy 8 a žebry g. Při ochlazení trubkového svazku na pracovní teplotu - 200 °C dojde ke zkrácení trubkového svazku vůči vzdálenosti mezi radiálními žebry g. Hliníkové deformovatelné nýty 12 se vysunou a vůle mezi radiálními pásy 8 a radiálními žebry 7 se zvětší.

Vinutý výměník tepla podle vynálezu najde použití především u velkokapacitních zkapalňovačů produktů nízkoteplotního dělení vzduchu.

Claims (2)

1. Vinutý rekuperativní výměník tepla s ocelovým pláštěm a hliníkovým trubkovým svazkem, vyznačující ae tím, že na centrální ocelové trubce (2), nesené v plášti (1) radiálními žebry (7), je trubkový svazek, sestávající z trubek (11) a distančních lišt (10) z hli niku, přičemž distanční lišty (10) jsou přivařený k obvodovým pásům (9), které jsou k nosným radiálním žebrům (7) připevněny spojením umožňujícím posuv trubkového svazku vůči radiálním žebrům (7).

2. Vinutý rekuperativní výměník tepla podle bodu 1, vyznačující se tím, že spojení umož- ňující posuv je realizováno deformovatelnými nýty (12), jejichž oay jsou rovnoběžné z centrální ocelovou trubkou (2).