CS211972B1 - Trubkový aparát se segmentovými přepážkami - Google Patents

Abstract

Předmětem vynálezu .je trubkový aparát se 'segmentovými ,přepážkami, které se používají zejména u trubkových. výměníků tepla, jejich využití je však možné i u jiných idruhů trubkových aparátů, ať už u aparátů s přímými nebo U-trubkami, u nichž se Iběžně segmentové přepážky používají. Trubkový aparát podle vynálezu je opatřen segmentovými přepážkami, které zasahují nejméně do Středové roviny aparátu. Každá z těchto hlavních segmentových přepážek je dále doplněna tzv. pomocnou vyplachovací přepážkou, umístěnou za segmentovou přepážkou ve Směru toku média mezitrubkovým prostorem. Tyto vyplachovací přepážky jsou umístěny na svazcích trubek a jejich výška je určována rychlostí toku média prostorem aparátu. Hlavní výhodou tohoto provedení je odstranění tzv. mrtvých koutů v mezitrubkovém prostoru a dokonalejší využití teplosměnné plochy plochy trubek důkladnějším a dokonalejším vymýváním celého vnitřního .prostoru aparátu.

Description

Vynález ise týká trubkového aparátu se segmentovými přepážkami, které se používají zejména u trubkových výměníků tepla. Jejich využití je Však možné 1 jiných druhů trubkových aparátů, 'ať už u aparátů is přímými nebo U-truibkami, u nichž se běžně segmentové přepážky používají.

Dosud používané a velmi rozšířené konstrukce trubkových svazků se Segmentovými přepážkami jisou sice výrobně velmi jednoduché, ale funkčně ne zcela vyhovující. Z celkového množství média vstupujícího do mazitrubkového prostoru se totiž výměny tepla účastní pouze jeho část, a to v tzv. hlavním prouldu, zbylá část se rozdělí mezi zkratové a obtokové proudy jako např. obtokový proud mezi trubkovým svazkem a pláštěm, zkratový proud mezi přepážkami a pláštěm, zkratový proud mezi trubkami a otvory v přepážkách a'tp. Z tohoto vyplývá, že fiinkce trubkového svazku, resip. jeho přepážek je velmi nedokonalá a kromě toho nelze ani výpočtem přesně Stanovit velikost teplosměnné plochy.

K částečnému Zlepšení může dojít utěsněním λ zmíněných zkratových a obtokových proudů, avšak ani toto. opatření není s to odstranit všechny negativní vlivy, (které se vyskytují v mezttrubkovém prostoru trubkových aparátů se svazky trubek opatřených (segmentovými přepážkami.

Obdobný, negativní dopad, jako mají zkratové a obtokové proudy, přináší s sebou rovněž kontrakce hlavního proudu v kanálech mejzi přepážkami. Vlivem kinetické energie hlavního proudu dochází totiž ve výřezu nad přepážkou po stočení proudu do příčného směru ke kontrakci, která se projeví tím, Že část kanálu není médiem dostatečně vyplachována a vytváří se v ní neúčinné prostory, -tzv. mrtvé kouty, které jsou tím větší, čím vyšší je rychlost hlavního proudu ve yýřežu nad přepážkou. Tím je značná část teplosměnné plochy vyřazena z činnosti a předpokládaný výsledný efekt, tj. příslušný přenesený tepelný výkon je podstatně nižší .než je výpočtem stanoveno.

Shora uvedené nedostatky řeší z velké části trubkový aparát se segmentovými přepážkami podle vynálezu, (který sestává z pláště aparátu a svazku teplosměnných itrubek, které jsou opatřeny segmentovými přepážkami ve tvaru kruhových úlsečí, umístěnými v. přesazeném uspořádání v plášti aparátu, jehož podstatou je, že Segmentové přepážky zasahují nejméně do středové roviny aparátu. Každá 'ze segmentových přepážek, usazená v plášti výměníku, je doplněna vyplachovací přepážkou, umístěnou na trubkách svazku za .příslušnou segmentovou přepážkou ve směru toku média mezitrubkovým prostorem. Přitom vyplachovací přepážky jisou na .trubkách svazku umístěny tak, že jejich spodní konce leží pod úrovní, popřípadě v úrovni horního konce segmentové .přepážky. Vzdálenost vyplachovací přepážky od segmentové přepážky a výška vyplachovací přepážky j.sou určovány rychlostí toku média mezitrubkovým prostorem aparátu.

Řešení podle vynálezu tedy spočívá v tom, že výška hlavních, tj. segmentových přepážek je proti vypočtené hodnotě nižší a rozdíl mezi vypočtenou a (skutečnou výškou přepážek vyrovnávají právě (pomocné vyplachovací přepážky. Tyto přepážky upevněné na trubkách svazku jsou umístěné mezi segmentovými přepážkami ve směru toku média mezitrubkovým prostorem. Výška této přepážky a její vzdálenost od hlavní segmentové přepážky je určována rychlostí toku média mezitrubkovým prostorem, a to tak, že čím větší je 'rychlost tohoto proudu, tím vyšší musí být vyplachovací přepážka, a nebo tím .větší vzdálenost musí ibýt mezi příslušnou segmentovou přepážkou a přepážkou vyplachovací. Čím je .pomocná vyplachovací přepážka blíže přepážce segmentové, anebo čím je vyšší, tím dokonaleji jsou mrtvé kouty vyplachovány, avšak tlaková ztráta se blíží tlakové ztrátě standardního provedení. Naopak čím větší je. vzdálenost mezi vyplachovací a příslušnou segmentovou přepážkou, anebo čím .nižší, je vyplachovací přepážka, tím méně dokonale jsou mrtvé kouty vyplachovány, avšak tlaková ztráta je vůči tlakové ztrátě standardního provedení nižší.

Při průtoku média vhodně upraveným přepážkovým prostorem se Sice poněkud sníží rychlost hlavního proudu, avšak celý kanál je téměř dokonale vymýván jak v podélném, tak i v příčném směru. To má za následek nejen dosažení žádaného tepelného výkonu, ale i dosažení částečného snížení tlakových ztrát.

Hlavní výhodou je tedy odstranění tzv. mrtvých koutů v mezitrubkovém prostoru a dokonalejší využití teplosměnné plochy trubek v důsledku důslednějšího a dokonalejšího vymývání celého vnitřního prostoru aparátu.

Příkladné provedení trubkového aparátu se segmentovými přepážkami podle vynálezu je dále schématicky znázorněno na přiložených výkresech, kde:

ob.r. 1 představuje podélný řez výměníkem tepla s přímým svazkem trubek, na němž jsou provedeny segmentové a vyplachovací přepážky a obr. 2 detailní provedení segmentových a vyplachovacích přepážek s vyznačením směru a rychlosti toku média mezitrubkovým prostorem.

V plášti 1 výměníku, opatřeném pevnými trubkovnicemi 2 (obr. 1) jisou .uloženy trubky 3 svazku, podepřené přesazené uspořádanými segmentovými přepážkami 4 ve tvaru kruhových úsečí, upevněných v plášti 1 výměníku. Výška segmentové přepážky 4, Vypočtená matematicky, např. na 0,7 průměru výměníku, je větší než její skutečná výška, která činí např. 0,5 průměru výměníku. Rozdíl těchto dvou hodnot, tj. 0,2 průměru .výměníku, závislý na rychlosti proudění média, je vyrovnáván -pomocnou, tj. vyplachovací přepážkou 5 umístěnou za hlavní, tj. segmentovou přepážkou 4 ve směru proudění média mezitrubkovým (prostorem, a to tak, že spodní konce vyplachovacíích .přepážek 5 leží v úrovni horních konců hlavních segmentových přepážek. Směr toku média je v daném případě od vstupního hrdla 6 k výstupnímu hrdlu 7.

Claims (2)

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Trubkový 'aparát se segmentovými přepážkami sestávající z pláště aparátu a svazk.u trubek, .které jsou opatřený segmentovými přepážkami ve tvaru kruhových úsečí, umístěnými v přesazeném uspořádáhí v plášti aparátu, vyznačené tím, že segmentové přepážky (4) zasahují nejméně do středové roviny aparátu, přičemž každá ze segmentových přepážek (4) je do-, plněna vyplachovací přepážkou (5) umístěnou na trubkách (3) svazku za příslušnou segmentovou přepážkou (4j ve směru tolku media mezitrubkovým prostorem, a to v poloze, při níž spodní konec vyplachovací přepážky (5) leží pod úrovní horního konce segmentové přepážky (4), přičemž (Vzdálenost vyplachovací přepážky (5) cud segmentové (přepážky (4) a výška vyplachovací přepážky (5) j(sou určovány rýchlostí toku média mezitrubkovým prostorem aparátu.

2. Trubkový aparát podle bodu 1, vyznačený tím, že vyplachovací přepážky (5) jisou umístěny na trubkách (3) svazku v poloze, při níž spodní konec vyplachovací přepážky (5) leží v 'úrovni horního (konce segmentové přepážky