NO129927B

NO129927B -

Info

Publication number: NO129927B
Application number: NO445971A
Authority: NO
Inventors: H Nilson
Original assignee: Svenska Maskinverken Ab
Priority date: 1971-01-26
Filing date: 1971-12-03
Publication date: 1974-06-10
Also published as: FI54410C; DK134952B; NL7200802A; GB1331202A; DE2161402A1; FR2123382A1; DK134952C; BE776400A; JPS5318742B1; FR2123382B1; NL169782C; DE2161402C3; NL169782B; SE353387B; FI54410B; DE2161402B2

Description

Varmeveksler hvor det ene medium blir oppdelt i to parallell-koblede hovédstrømmer. Heat exchanger where one medium is divided into two parallel-connected main flows.

Den foreliggende oppfinnelse angår en varmeveksler med ror som tjener til gjennomstromning av et varmeavgivende medium The present invention relates to a heat exchanger with a rudder which serves to flow through a heat-emitting medium

og er forsynt med overflateokende elementer på utsiden, og som omsluttes av utvendige ror slik at der mellom disse og gjennomstromningsror-ene kan ledes et varmeopptagende medium, samtidig som de utvendige ror er anordnet i to aksialt motstående grupper som med mot hinannen vendende ringformede åpninger munner ut i et ringformet rom mellom de to grupper og med fra hinannen vendende munninger munner ut i hvert sitt av to kamre som ligger på hver sin side av varmeveksleren og er innbyrdes forbundet ved en ledning slik at det varmeopptagende medium passerer varmeveksleren i to parallell-koblede strommer. and is provided with surface-increasing elements on the outside, and which are enclosed by external rudders so that a heat-absorbing medium can be conducted between these and the flow-through rudders, at the same time that the external rudders are arranged in two axially opposite groups which, with annular openings facing each other, open out into an annular space between the two groups and with mouths facing each other opening into each of two chambers which are located on opposite sides of the heat exchanger and are interconnected by a line so that the heat-absorbing medium passes the heat exchanger in two parallel-connected flows.

Der er kjent ved oppvarmning av visse væsker, f.eks. olje å dele opp strømningene i to parallelle strommer på den nevnte måte, slik at der for en gitt storrelse av varmeveksleren fås bare halv hastighet på oljen,og at trykkfallet dermed blir redusert til en fjerdedel. Noe man særlig tar sikte på med oppfinnelsen,er å oppnå lavere trykkfall ved en varmeveksler som f.eks. skal tjene som tank-forvarmer eller sugeforvarmer. It is known when heating certain liquids, e.g. oil to divide the flows into two parallel flows in the aforementioned manner, so that for a given size of the heat exchanger, only half the speed of the oil is obtained, and that the pressure drop is thus reduced to a quarter. Something that is particularly aimed at with the invention is to achieve a lower pressure drop with a heat exchanger such as e.g. must serve as a tank preheater or suction preheater.

Varmeveksleren er i forste rekke karakterisert ved at The heat exchanger is primarily characterized by

den nevnte forbindelsesledning mellom de to kamre utgjores av et sentralt ror som strekker seg gjennom varmeveksleren mellom de to kamre, hvorav det ene har en ytre tilslutning for til- eller bortledning av det varmeopptagende medium. Dermed blir varmevekslerflaten fordelt slik at strommen av varmeopptagende medium blir oppdelt i to parallelle strommer som så blir sammenfort til en mediumstrom f.eks. for sluttoppvarm-ning. Man får da ved sluttoppvarmningen en dobbelt stromningshastighet i forhold til den på to parallelle strommer oppdelte stromning og dermed oket varmeovergang i den senere del, hvor viskositeten er blitt lavest. Trykkfallet i begynnelsesfasen, hvor viskositeten er hoy blir derved forholdsvis lavt. the aforementioned connecting line between the two chambers is made up of a central tube which extends through the heat exchanger between the two chambers, one of which has an external connection for supplying or removing the heat-absorbing medium. Thus, the heat exchanger surface is distributed so that the flow of heat-absorbing medium is divided into two parallel flows which are then combined into one medium flow, e.g. for final heating. During the final heating, you then get a double flow rate in relation to the flow divided into two parallel streams and thus increased heat transfer in the later part, where the viscosity has become lowest. The pressure drop in the initial phase, where the viscosity is high, is therefore relatively low.

En hensiktsmessig måte å innrette seg på består i at An appropriate way to adjust consists in that

det ringformede rom på kjent måte danner fordelingskammer for innkommende varmeopptagende medium til det utvendige ror, og man kan da la kammeret med den ytre tilslutning inneholde en varmevekslerenhet som på grunn av den lave viskositet på dette sted ikke medforer noen vesentlig trykkfallsokning„ the annular space in a known manner forms a distribution chamber for incoming heat-absorbing medium to the external rudder, and one can then let the chamber with the external connection contain a heat exchanger unit which, due to the low viscosity at this location, does not entail any significant increase in pressure drop.

Man kan imidlertid også innrette seg slik at det ringformede rom danner samlekammer for det varmeopptagende medium fra det utvendige ror og tilforselen av dette medium skjer til kammeret med den ytre tilslutning, og i så fall kan man eventuelt la kammeret med den ytre tilslutning munne ut direkte i en tank for det medium som skal oppvarmes. However, it is also possible to arrange such that the annular space forms a collecting chamber for the heat-absorbing medium from the external rudder and the supply of this medium takes place to the chamber with the external connection, and in that case the chamber with the external connection can be left to open directly in a tank for the medium to be heated.

I det folgende vil tre utforelsesformer for varmeveksleren ifolge oppfinnelsen bli beskrevet under henvisning til tegningen. Fig. 1 viser aksialt snitt av en varmeveksler ifolge oppfinnelsen. In the following, three embodiments of the heat exchanger according to the invention will be described with reference to the drawing. Fig. 1 shows an axial section of a heat exchanger according to the invention.

Fig. 2 viser tverrsnitt efter linjen A - A på fig. 1 Fig. 2 shows a cross-section along the line A - A in fig. 1

og i storre målestokk. and on a larger scale.

Fig. 3 viser aksialsnitt av varmeveksleren i en annen utforelsesform og delvis innskjovet i en tank. Fig. 4 viser lengdesnitt av en tredje utforelsesform, og fig. 5 viser tverrsnitt efter linjen A - A på fig. 4 Fig. 3 shows an axial section of the heat exchanger in another embodiment and partially pushed into a tank. Fig. 4 shows a longitudinal section of a third embodiment, and Fig. 5 shows a cross-section along the line A - A in fig. 4

og i storre målestokk. and on a larger scale.

Varmeveksleren på fig. 1 og 2 har en mantel 1, som for-trinnsvis er sylindrisk,og som inneholder et sett av langsgående damp-ror 2 omsluttet av kondensatror 20. Damprorene 2 strekker seg fra et fordelingskammer 3 forsynt med innlop 4 f°r dampen. Denne strommer fra hoyre mot venstre på fig. 1 til den lukkede ende av kondensatrorene 20. Kondensatet oppsamles i et kammer 5 som ligger innenfor kammeret 3 og har et utlop 6, og som kondensatrorene 20 munner ut i. Disse ror 20 er utvendig forsynt med overflateokende elementer 21, Rundt kondensatrorene 20 er der anordnet utvendige ror 7 som er åpne i begge ender og anordnet i to grupper,en til hoyre og en til venstre i varmeveksleren, og mellom disse levner et ringformet rum 8 begrenset av varme-vekslerens mantel 1. Rorene til hoyre har en munning i kammeret 8 The heat exchanger in fig. 1 and 2 have a casing 1, which is preferably cylindrical, and which contains a set of longitudinal steam pipes 2 enclosed by condensate pipes 20. The steam pipes 2 extend from a distribution chamber 3 provided with an inlet 4 for the steam. This flows from right to left in fig. 1 to the closed end of the condenser tubes 20. The condensate is collected in a chamber 5 which lies within the chamber 3 and has an outlet 6, and into which the condenser tubes 20 open. These tubes 20 are externally provided with surface-enhancing elements 21, Around the condenser tubes 20 there are arranged external rudders 7 which are open at both ends and arranged in two groups, one to the right and one to the left of the heat exchanger, and between these remains an annular space 8 limited by the heat exchanger's mantle 1. The rudders on the right have an opening in the chamber 8

og en annen munning i et kammer 10 som ligger innenfor kondensatkammeret 5« Rorene til venstre i varmeveksleren har en munning i det ringformede kammer 8 og en munning i et kammer 11 ved venstre ende av varmeveksleren på fig. 1. Dette kammer 11 har et utlop 12. Kamrene 10 og 11 er innbyrdes forbundet ved et sentralt ror 13. and another opening in a chamber 10 located within the condensate chamber 5. The pipes on the left in the heat exchanger have an opening in the annular chamber 8 and an opening in a chamber 11 at the left end of the heat exchanger in fig. 1. This chamber 11 has an outlet 12. The chambers 10 and 11 are interconnected by a central rudder 13.

Det varmeavgivende medium,, som i det foreliggende tilfelle f.eks. utgjores av damp,innfores således i rorene 2 og avgir varme til et medium som strommer utenfor rorene 20 og innenfor rorene 7. Damp kondenseres og fSres til kondensatkammeret 5j hvor det strommer ned og ut ved 6. Det medium som skal oppvarmes, f.eks. olje,innfores gjennom åpningen 14 i det ringformede kammer 8 og deler seg i to parallellkoblede strommer, en mot hoyre og en mot venstre gjennom rorene 7« Venstre hovedstrom går gjennom rorene f ut ± kammeret 11. Hoyre hovedstrom går gjennom rorene 7 ut i kammeret 10 og derfra inn i det sentrale ror 13 for å ledes til kammeret 11 og forene seg med strQmmen fra venstre rorgruppe. Den oppvarmede olje går så bort gjennom åpningen 12. Ved at oljestrommen oppdeles i to parallellkoblede strommer, blir gjennomstromningshastigheten i varmeveksleren og dermed trykkfallet redusert som omtalt. Oljen kan derefter oppvarmes videre i en annen,efterfSigende varmeveksler eller underkastes en annen prosess, men har iallfall oppnådd en slik temperatur at viskositeten ikke gir et for stort trykkfall om hastigheten blir opprett-holdt. The heat-emitting medium, which in the present case e.g. is made of steam, is thus introduced into the pipes 2 and gives off heat to a medium that flows outside the pipes 20 and inside the pipes 7. Steam is condensed and is sent to the condensate chamber 5j where it flows down and out at 6. The medium to be heated, e.g. . oil, is introduced through the opening 14 in the annular chamber 8 and splits into two parallel-connected streams, one to the right and one to the left through the pipes 7" Left main stream goes through the pipes f out ± the chamber 11. Right main stream goes through the pipes 7 out into the chamber 10 and from there into the central rudder 13 to be led to the chamber 11 and unite with the flow from the left rudder group. The heated oil then passes away through opening 12. By dividing the oil stream into two parallel-connected streams, the flow rate in the heat exchanger and thus the pressure drop is reduced as discussed. The oil can then be heated further in another subsequent heat exchanger or subjected to another process, but has at least reached such a temperature that the viscosity does not cause too great a pressure drop if the speed is maintained.

Av fig. 2 fremgår hvorledes rorene 7 m©d damprorene 2 From fig. 2 shows how the rudders 7 with the steam rudders 2

og kondensatrorene 20 er fordelt rundt det sentrale ror. and the condenser tubes 20 are distributed around the central tube.

For utforelsesformen på fig. 3 gjelder i prinsippet For the embodiment in fig. 3 applies in principle

at det varmeopptagende medium, f.eks. olje, strommer i motsatt retning that the heat absorbing medium, e.g. oil, flows in the opposite direction

i forhold til hvad som er vist ved pilene på fig. 1. Således er varmeveksleren i dette tilfelle delvis innskjovet i en tank, hvis vegg er betegnet med 15, og det indre av oljetanken er forutsatt å ligge til venstre for denne vegg på fig. 3. Oljen blir her fort direkte inn i kammeret 11 og delt opp i to parallell oblede strommer, en som går direkte inn gjennom venstre gruppe av ror 7, og en som går inn i det sentrale ror 13 og gjennom dette til kammeret 10 til hoyre på figuren, hvorfra den fordeles gjennom hoyre gruppe av r6r 7 °6 fores inn mot midten av varmeveksleren,altså mot det ringformede kammer 8. Dette kammer danner her et samlekammer for de to parallellkoblede strommer fra venstre og hoyre rorgruppe,og den oppvarmede olje fores bort til åpningen 14 og er varmet opp av damp som strommer gjennom rorene 2 fra kammeret 3. in relation to what is shown by the arrows in fig. 1. Thus, in this case, the heat exchanger is partially pushed into a tank, the wall of which is denoted by 15, and the interior of the oil tank is assumed to lie to the left of this wall in fig. 3. The oil here quickly enters the chamber 11 and is divided into two parallel flow streams, one which enters directly through the left group of rudders 7, and one which enters the central rudders 13 and through this to the chamber 10 on the right in the figure, from where it is distributed through the right group of r6r 7 °6 is fed towards the center of the heat exchanger, i.e. towards the annular chamber 8. This chamber here forms a collecting chamber for the two parallel-connected streams from the left and right rudder group, and the heated oil is fed away to the opening 14 and is heated by steam flowing through the rudders 2 from the chamber 3.

I den tredje utforelsesform for oppfinnelsen som er vist på fig. 4,strekker damprorene 2 og kondensatrorene 20 seg helt gjennom den varmevekslerdel som innbefatter de to parallellkoblede rorgrupper 7,samt gjennom en ytterligere varmevekslerdel 16, som er omsluttet av mantelen 1 og avgrenset av en skjerm 22. Fra kammeret 11,som således mottar de to oljestrommer som ankommer henholdsvis gjennom venstre rorgruppe 7 og gjennom det sentrale ror 13,blir oljen så fort gjennom utvendige ror 17 til et kammer l8 og videre ut gjennom en åpning 19. Herved fås der således efter varmevekslerdelen med parallellkoblede strommer en efterkoblet varmeveksler med rorene 17. Kammeret 11 utgjor dels samlekammer for de to strommer fra venstre og hoyre rorgruppe og dels fordelerkammer for innforing av den oppvarmede olje i rorene 17. Ved at oljen fordeles i to strommer i det ringformede kammer 8,blir hastigheten redusert,så trykkfallet gjennom varmeveksleren ikke blir for stort, men efter oppvarmningen i de parallelle str5mningslop og gjenforeningen i kammeret 11 er oljens viskositet sunket så meget at den resterende oppvarmning kan skje i ef-terkoblede varmevekseielementer, rorene 17,uten at der fås for stort trykkfall og stromningstap. Denne varmevekslerdel kan alternativt utgjores av en annen passende konstruksjon. In the third embodiment of the invention shown in fig. 4, the steam pipes 2 and the condensate pipes 20 extend completely through the heat exchanger part which includes the two parallel-connected pipe groups 7, as well as through a further heat exchanger part 16, which is enclosed by the mantle 1 and delimited by a screen 22. From the chamber 11, which thus receives the two oil streams that arrive respectively through the left rudder group 7 and through the central rudder 13, the oil then quickly passes through the outer rudder 17 to a chamber l8 and further out through an opening 19. Thus, after the heat exchanger part with parallel-connected streams, a downstream heat exchanger with the rudders 17 is obtained The chamber 11 is partly a collecting chamber for the two streams from the left and right rudder group and partly a distribution chamber for introducing the heated oil into the rudders 17. By distributing the oil into two streams in the annular chamber 8, the speed is reduced, so the pressure drop through the heat exchanger does not becomes too large, but after the heating in the parallel flow paths and the reunification in the chamber 11, the oil's viscosity dropped so much that the remaining heating can take place in downstream heat exchange elements, the tubes 17, without excessive pressure drop and flow loss. This heat exchanger part can alternatively be made of another suitable construction.

Fordelingen av de utveddige r5r 7 med kondensatr»r 20 og damprSr 2 er anskueliggjort på fig. 5*The distribution of the extraneous r5r 7 with condensater»r»r 20 and steamrSrSr 2 is visualized in fig. 5*

For å unngå varmespenninger mellom gjennomstrdmnings-rorene 2 og 20 samt mellom disse og de omgivende rOr 7 er alle disse ror bare fastgjort i sin ene ende så de kan ekspandere fritt. In order to avoid heat stress between the flow pipes 2 and 20 and between these and the surrounding pipes 7, all these pipes are only fixed at one end so that they can expand freely.

Claims

1. Heat exchanger with pipes (20) which serve for the flow of a heat-emitting medium and are provided with surface-increasing elements (21) on the outside, and which are enclosed by external pipes so that between these and the flow-through pipes a heat-absorbing medium can be led, while external pipes (7) are arranged in two axially opposite groups which with mutually facing annular openings open into an annular space (8) between the two groups and with mutually facing openings open into each of two chambers (10, 11 ) which are located on opposite sides of the heat exchanger and are interconnected by a line (13) so that the heat-absorbing medium passes the heat exchanger in two parallel-connected streams, characterized in that the connecting line (13) consists of a central pipe that extends through the heat exchanger between the two chambers (10, 11), one of which (11) has an external connection for supply or discharge of the heat-absorbing medium.

2. Heat exchanger as specified in claim 1, characterized in that the annular space (8, fig. 1 or 4) forms a distribution chamber for the incoming heat-absorbing medium to the external pipes (7) in a known manner.

3. Heat exchanger as specified in claim 2, characterized in that the chamber (11, fig. 4) with the outer connection (18, 19) contains a heat exchanger unit (16).

4. Heat exchanger as stated in claim 1, characterized in that the annular space (8, fig. 3) forms a collection chamber for the heat-absorbing medium from the external pipes (7), and that the supply of this medium takes place to the chamber (11) with the external connection (18,19)

5. Heat exchanger as specified in claim 4, characterized in that the chamber (11, fig. 3) with the outer connection opens directly into a tank (15) for the medium to be heated.