Pierwszenstwo: Zgloszenie ogloszono: 01.02.1974 Opis patentowy opublikowano: 15.06.1976 83524 MKP F28f 1/10 Int. Cl.2 F28F 1/10 CZYTELNIA Ur*4* Twórcywynalazku: Jan Florczyk, Mieczyslaw Lubowicz Uprawniony z patentu tymczasowego: Osrodek Badawczo-Rozwojowy Przemyslu Budowy Urzadzen Chemicznych „Cebea", Kraków (Polska) Sposób intensyfikacji wymiany ciepla w wymiennikach plaszczowo-rurowych, zwlaszcza przy wysokich parametrach cisnienia i temperatury oraz urzadzenie do intensyfikacji wymiany ciepla w wymiennikach plaszczowo-rurowych, zwlaszcza przy wysokich parametrach cisnienia i temperatury Przedmiotem wynalazku jest sposób Intensyfikacji wymiany ciepla w wymiennikach plaszczowo-rurowych, miedzy medium cieklym a gazowym wzglednie miedzy dwoma mediami cieklym lub gazowymi, zwlaszcza przy wysokich parametrach cisnienia i temperatury oraz urzadzenie do intensyfikacji wymiany ciepla w wymiennikach plaszczowo-rurowych, zwlaszcza przy wysokich parametrach cisnienia i temperatury.Znane sa sposoby intensyfikacji wymiany ciepla w wymiennikach plaszczowo-rurowych, polegajace na wymuszaniu zmian predkosci i kierunku przeplywu czynników, zwlaszcza w przestrzeni wewnatrzrurowej, za pomoca wkladek zaburzajacych, wzglednie kierownic lub przegród, w celu uzyskania wlasciwej proporcji srednic hydraulicznych przestrzeni miedzyrurowej do przestrzeni wewnatrzrurowej.Wada znanych sposobów sa duze opory hydrauliczne, stanowiace przeszkode w budowie optymalnych z punktu widzenia wymiany ciepla, a równoczesnie ekonomicznie pracujacych wymienników wspomnianego rodzaju.Znane wymienniki plaszczowo-rurowe zawieraja pek rur, których swobodne konce zamocowane sa w otworach rozmieszczonych, w ukladzie heksagonalnym lub ortogonalnym, w dwu plytach sitowych. Plyty sitowe stanowia jednoczesnie sciany zamykajace dwie komory usytuowane na przeciwleglych koncach rur. Kazda z komór zaopatrzona jest w króciec, z których jeden sluzy do doprowadzania, a drugi do odprowadzania czynnika plynacego w przestrzeni wewnatrzrurowej. Zamocowany miedzy plytami sitowymi pek rur otoczony jest cylindrycznym zazwyczaj plaszczem zaopatrzonym w dwa krócce umozliwiajace drugiemu czynnikowi, uczestniczacemu w wymianie ciepla, przeplyw przez miedzyrurowa przestrzen wymiennika.Niedogodnoscia takiego urzadzenia jest koniecznosc stosowania plyt sitowych, które zwlaszcza w przypad¬ ku przeznaczenia wymiennika do pracy w zakresie wysokich cisnien i temperatur musza byc elementami o duzych grubosciach, a co za tym idzie o duzych masach co stanowi o ich wysokim koszcie zarówno materialowym jak i wykonawczym, zwazywszy, ze sa gesto owiercone dla zamocowania peku rur.2 83 524 Inna niedogodnoscia omawianego urzadzenia jest, wynikajaca z przyczyn konstrukcyjnych, róznica srednic hydraulicznych przestrzeni wewnatrzrurowej i miedzyrurowej, zwiazana zaleznoscia funkcyjna od zastosowanej wielkosci srednicy rur peku rurowego.Celem wynalazku jest wyeliminowanie powyzszych wad i niedogodnosci i zintensyfikowanie procesu wymiany ciepla w wymienniku plaszczowo-rurowym. Zagadnienie techniczne, które w tyrn celu nalezy rozwia¬ zac, polega na zwiekszeniu burzliwosci przeplywu, po obydwu stronach przepon rozdzielajacych czynniki wymieniajace cieplo, przy zachowaniu wlasciwej proporcji srednic hydraulicznych.Zgodnie z wynalazkiem zagadnienie to zostalo rozwiazane przez zwiekszenie burzliwosci przeplywu i .zmniejszenie warstwy laminarnej uzyskane dzieki temu, ze na drodze przeplywu wymieniajacych cieplo mediów zmienia sie ciagle kierunki ich strumieni, zarówno w przestrzeni wewnatrzrurowej jak i w przestrzeni miedzyrurowej.Urzadzenie do stosowania sposobu stanowi plaszczowo-rurowy wymiennik ciepla, którego rury wygiete po linii krzywej sa ^ulozone jedna przy drugiej tworzac grodzie wyznaczajace krzywoliniowe kanaly przestrzeni miedzyrurowej. f Sposób wedlug wynalazku oraz srodki techniczne umozliwiajace jego stosowanie sa nieskomplikowane, ^zapewniaja pelniejsze wykorzystanie powierzchni wymiany ciepla w wymiennikach plaszczowo-rurowych, przy zachowaniu ich pelnej zdolnosci do pracy, równiez przy wysokich parametrach cisnienia i temperatury, zmniejszonych gabarytach ogólnych w zwiazku z mozliwoscia optymalnego doboru srednic hydraulicznych przestrzeni wewnatrzrurowej i miedzyrurowej, a w przypadku wyeliminowania plyt sitowych zmniejszonej masie ogólnej.Urzadzenie wedlug wynalazku pokazane jest w przykladach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia wymiennik w przekroju podluznym, fig. 2 —w przekroju poprzecznym wzdluz plaszczyzny A—A zaznaczonej na fig. 1, natomiast fig. 3 ukazuje odmiane urzadzenia w podluznym przekroju osiowym, a fig. 4 — te sama odmiane urzadzenia w pólprzekrojach wzdluz plaszczyzn C—C i D—D zaznaczonych na fig. 3.Jak pokazano na rysunku fig. 1 i 2, wymiennik sklada sie z cylindrycznego plaszcza 1 ograniczajacego przestrzen, wewnatrz której umieszczone sa zwiniete spiralnie, w ksztalcie plaskich wezownic, rury 2 ulozone jedna przy drugiej. Poczatki i konce rur 2 polaczone sa z kolektorami rurowymi 3 i 4 sluzacymi do doprowadzania i odprowadzania czynnika przeplywajacego w wewnatrzrurowej przestrzeni wymiennika.Ulozone jedna przy drugiej rury 2 tworza krzywoliniowy kanal 5, stanowiacy przestrzen miedzy rurowa, przez która przeplywa drugi czynnik. Przestrzen miedzyrurowa zamknieta jest plaszczem 1 oraz pokrywami 6 i 7. Dla doprowadzenia i odprowadzenia czynnika plynacego w przestrzeni miedzyrurowej, wymiennik ma krócce 8 i 9 umieszczone na przeciwleglych koncach kanalu 5.Oprócz przedstawionego przykladu wykonania wymiennika plaszczowo-rurowego, w którym plyty sitowe zastapione sa rurowymi kolektorami, mozna do stosowania sposobu wedlug wynalazku wykorzystac równiez odmiane urzadzenia której przyklad pokazany jest na rysunku fig. 3 i 4. Widoczny tam wymiennik sklada sie z cylindrycznego plaszcza 11 otaczajacego grodzie utworzone z rzedów ulozonych jedna przy drugiej, krzywoli¬ niowo uksztaltowanych rur 12, tworzacych miedzy soba równiez krzywoliniowe kanaly 13 przestrzeni miedzyrurowej. Konce rur 12 zamocowane sa w plytach sitowych 14 i 15, które oddzielaja przestrzen miedzyrurowa z kanalami 13 od komór 15, komunikujacych sie z przestrzenia wewnatrzrurowa. Komory 15 zamkniete sa dennicami 16 zaopatrzonymi w krócce 17 i 18 sluzace do do prowadzenia i odprowadzania czynnika przeplywajacego w przestrzeni wewnatrzrurowej. Cylindryczny plaszcz 11 ma krócce 18 i 19, z których jeden sluzy do doprowadzania, a drugi do odprowadzania, z kanalów przestrzeni miedzyrurowej, drugiego czynnika uczestniczacego w wymianie ciepla. PL