RU1787253C

RU1787253C - Heat exchanger

Info

Publication number: RU1787253C
Application number: SU904891992A
Authority: RU
Inventors: Владимир Дмитриевич Белоусов
Original assignee: АО "НИИтурбокомпрессор"
Priority date: 1990-12-17
Filing date: 1990-12-17
Publication date: 1993-01-07

Abstract

Использование: в частности, в газоохла- дител х компрессорных машин. Сущность изобретени : теплообменник содержит кожух 1, размещенные в нем пучок теплооб- менных труб, закрепленных в трубных решетках 4, 5 коллекторных камер 7, 8 дл трубной среды, раздающий 9 и собирающий 10 коллекторы в виде продольных каналов в пучке, сообщенные с патрубками дл ввода 2 и вывода 13 межтрубной среды, один из которых пропущен через коллекторную камеру 8 к отверстию 11 в трубной решетке 5, а другой размещен на кожухе 1, причем трубы пучка установлены вокруг отверсти 11 решетки 5 на части периметра последнего . Новым в теплообменнике вл етс смещение отверсти 11 в трубной решет- ,ке 5 относительно оси кожуха 1 в сторону, противоположную патрубку 2 на нем, и выполнение по периферии трубного пучка по обе стороны от коллектора 9, сообщенного с патрубком 2 кожуха, байпасных каналов. Причем последние могут иметь переменное сечение, а трубный пучок в центральной части и на участках, примыкающих к кожуху t, имеет одинаковую толщину. Конструкци обеспечивает снижение сопротивлени межтрубного пространства. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.Usage: in particular, in gas coolers of compressor machines. SUMMARY OF THE INVENTION: a heat exchanger comprises a casing 1, a bundle of heat-exchange tubes placed therein, fixed in the tube sheets 4, 5 of the collector chambers 7, 8 for the pipe medium, distributing 9 and collecting 10 collectors in the form of longitudinal channels in the bundle in communication with the nozzles for input 2 and output 13 of the annular medium, one of which is passed through the collector chamber 8 to the hole 11 in the tube sheet 5, and the other is placed on the casing 1, and the tube tubes are installed around the hole 11 of the grid 5 on the part of the perimeter of the latter. New in the heat exchanger is the displacement of the hole 11 in the tube sheet 5 relative to the axis of the casing 1 to the side opposite to the pipe 2 on it, and the bypass channels along the periphery of the pipe bundle on both sides of the manifold 9, in communication with the pipe 2 of the casing. Moreover, the latter can have a variable cross section, and the tube bundle in the central part and in the areas adjacent to the casing t has the same thickness. The design provides a reduction in annulus resistance. 2 s.p. f-ly, 3 ill.

Description

Изобретение относитс к теплообмен- ным аппаратам и может быть использовано в различных отрасл х народного хоз йства, в частности в газоохладител х компрессорных машин.The invention relates to heat exchangers and can be used in various industries, in particular in gas coolers for compressor machines.

Известен теплообменник, выбранный в качестве прототипа, содержащий кожух, размещенные в нем кольцевой пучок тепло- обменных труб, закрепленных в трубных коллекторных камерах дл трубной среды, раздающий и собирающий продольные коллекторы дл межтрубной среды, один из которых представл ет собой кольцевую полость. образованную между стенкой кожуха и внешними трубами трубного пучка, а другой, центральный, в виде полости, окруженной трубами пучка, сообщен через отверстие в трубной решетке с патрубком дл межтрубной среды, пропущенным сквозь коллекторную камеру.A heat exchanger, selected as a prototype, is known, comprising a casing, an annular bundle of heat-exchange tubes placed therein, mounted in tube manifold chambers for a tubular medium, distributing and collecting longitudinal manifolds for the annular medium, one of which is an annular cavity. formed between the wall of the casing and the outer tubes of the tube bundle, and another, central, in the form of a cavity surrounded by bundle tubes, is communicated through an opening in the tube sheet with a pipe for the annular medium passed through the collector chamber.

К недостаткам известного теплообменника можно отнести пониженную эффективность теплообмена ввиду малой скорости потока межтрубной среды и малой глубины пучка.The disadvantages of the known heat exchanger include the reduced heat transfer efficiency due to the low flow rate of the annular medium and the small depth of the beam.

Целью изобретени вл етс интенсификаци теплообмена.An object of the invention is to enhance heat transfer.

Цель достигаетс тем, что в теплообменнике , содержащем кожух, размещенные в нем пучок теплообменных труб, закрепленных в трубных решетках коллекторных камер дл трубной среды, продольные раздающий и собирающий коллекторы, сообщенные с патрубками дл ввода и вывода межтрубной среды, один из которых пропущен через коллекторную камеру к отверстию в трубной решетке, другой патрубок дл межтрубной среды размещен на кожухе , отверстие в трубной решетке смещено относительно продольной оси кожуха в сторону , противоположную упом нутому патрубку на нем, по периферии трубного пучка по обе стороны от коллектора, сообщенного с патрубком на кожухе, выполнены байпасные каналы, ограниченные с одной стороны кожухом, а с другой трубами и соединенные с этим коллектором. При этом байпасные каналы имеют пёрё меннбё сечение, а трубный пучок в центральной части и на участках, примыкающих к кожуху, имеет одинаковую толщину, что обеспечивает более равномерное распределение потока среды по фронту трубного пучка и позвол ет поддерживать равномерным проходное сечение .The goal is achieved in that in a heat exchanger containing a casing, a bundle of heat exchanger tubes mounted in it, fixed in the tube sheets of the collector chambers for the tubular medium, longitudinal distributing and collecting manifolds in communication with the nozzles for input and output of the annular medium, one of which is passed through the collector the chamber to the hole in the tube sheet, another pipe for the annular medium is placed on the casing, the hole in the tube sheet is offset relative to the longitudinal axis of the casing in the opposite direction to the said pipe bypass on it, on the periphery of the tube bundle on both sides of the collector in communication with the pipe on the casing, bypass channels are made, limited on one side by the casing, and connected to this collector by pipes. In this case, the bypass channels have a cross section, and the tube bundle in the central part and in the areas adjacent to the casing has the same thickness, which provides a more uniform distribution of the medium flow along the front of the tube bundle and allows to keep the flow cross section uniform.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемый теплообменник отличаетс тем, что отверстие в трубной решетке смещено относительно продольной оси кожуха в стор ону, противоположную патрубку, установленному на нем, по периферии трубного пучка по обе стороны от коллектора, сообщенного с патрубком на кожухе, выполнены байпасныеComparative analysis with the prototype shows that the proposed heat exchanger is characterized in that the hole in the tube sheet is offset relative to the longitudinal axis of the casing to the side, opposite the pipe installed on it, on the periphery of the pipe bundle on both sides of the manifold in communication with the pipe on the casing bypass

. каналы, ограниченные с одной стороны кожухом , а с другой трубами и соединенные с этим коллектором. При этом байпасные каналы имеют переменное сечение, а трубный пучок в центральной части и на участках,. channels limited on one side by a casing, and on the other by pipes and connected to this collector. In this case, the bypass channels have a variable cross section, and the tube bundle in the central part and in areas

0 примыкающих к кожуху, имеет одинаковую толщину.0 adjacent to the casing, has the same thickness.

На фиг. 1 показан теплообменник, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - то же, с байпаснымиIn FIG. 1 shows a heat exchanger, a longitudinal section; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1; in FIG. 3 - same with bypass

5 каналами переменного сечени .5 channels of variable section.

Теплообменник, например газоохладитель компрессора, содержит размещенные в кожухе 1 с патрубком 2 пучок 3 закрепленных в трубных решетках 4,5 теплообменныхA heat exchanger, for example a compressor gas cooler, contains a heat exchange bundle 3 mounted in tube sheets 4,5 with heat exchangers located in a casing 1 with a pipe 2

0 труб 6, закрытых коллекторными камерами 7,8, раздающий 9 и собирающий 10 коллекторы . Трубы 6 пучка 3 размещены вокруг отверсти 11 в решетке 5 на части периметра последнего. При этом отверстие 11 сме5 щено относительно продольной оси кожуха 1 в сторону, противоположную патрубку 2, а по периферии пучка 3 по обе стороны от коллектора 9 выполнены байпасные каналы 12, ограниченные с одной стороны кожухом0 pipes 6, closed by collector chambers 7.8, distributing 9 and collecting 10 collectors. Pipes 6 of the beam 3 are placed around the hole 11 in the lattice 5 on the part of the perimeter of the latter. In this case, the hole 11 is shifted relative to the longitudinal axis of the casing 1 to the side opposite to the nozzle 2, and bypass channels 12 are made on the periphery of the beam 3 on both sides of the collector 9, bounded on one side by the casing

0 1, с другой частью труб 6 и соединенные с коллектором 9. Через коллекторную камеру 8 к отверстию 11 в решетке 5 пропущен патрубок 13.0 1, with the other part of the pipes 6 and connected to the collector 9. Through the collector chamber 8 to the hole 11 in the grill 5 a pipe 13 is passed.

Дл обеспечени более равномерногоTo ensure a more uniform

5 распределени потока газа по фронту трубного пучка 3 и поддержани равномерным проходного сечени байпасные каналы 12 выполнены с переменным сечением, а трубный пучок в центральной части и на участ0 ках, примыкающих к кожуху, имеет одинаковую толщину.5, to distribute the gas flow along the front of the tube bundle 3 and to maintain a uniform flow area, the bypass channels 12 are made with a variable cross section, and the tube bundle in the central part and in the sections adjacent to the casing has the same thickness.

Теплообменник работает следующим образом.The heat exchanger operates as follows.

Гор чий газ после ступени сжати ком- 5 прессора через патрубок 2 поступает в раздающий коллектор 9, распредел етс по фронту трубного пучка 3, проходит сквозь него, отдава тепло циркулирующей в трубах 6 и коллекторных камерах 7, 8 охлажда0 ющей воде. При этом часть газа че.рез байпасные каналы 12 поступает в периферийную область пучка 3, охватывающую отверстие 11 в решетке, После выхода из пучка 3 охлажденный газ поступает в соби5 рающий коллектор 10 и через отверстие 11 в трубной решетке 5 и патрубок 13 в коллекторной камере 8 выводитс из теплообменника .Hot gas after the compressor compression stage 5 through the pipe 2 enters the distribution manifold 9, is distributed along the front of the tube bundle 3, passes through it, giving off cooling water to the cooling water circulating in the pipes 6 and the collector chambers 7, 8. In this case, part of the gas through the bypass channels 12 enters the peripheral region of the beam 3, covering the hole 11 in the grate. After exiting the beam 3, the cooled gas enters the collecting manifold 10 and through the hole 11 in the tube sheet 5 and the pipe 13 in the collector chamber 8 is discharged from the heat exchanger.

Описанный теплообменник позвол ет организовать противоточное движениеThe described heat exchanger allows for countercurrent movement

сред при нескольких ходах по трубному пространству , интенсифицировать теплообмен при достаточно низком сопротивлении меж- трубного пространства и предпочтителен дл первых ступеней сжати компрессоров (ступеней низкого давлени ).environments with several strokes in the pipe space, intensify heat transfer with a sufficiently low resistance between the pipes and is preferred for the first stages of compressor compression (low pressure stages).

Фо рмул а и з о б р ете н и For rmul and a zobrete n and

Claims

1. A heat exchanger comprising a casing, nozzles for input and output of working media, housed in the casing is a bundle of heat exchange pipes fixed in the pipe grids of the collection chambers for the pipe medium and longitudinal distributing and collecting manifolds in communication with the pipes for input and output of the annular medium, one of which is passed through the collector chamber to the hole in the tube sheet, and the beam tubes are installed around the hole of the grid on the part of the perimeter

the latter, characterized in that, in order to intensify heat transfer, another pipe for the annular medium is placed on the casing, the hole in the tube sheet is offset relative to the longitudinal axis of the casing in the direction opposite to the pipe on it, on the periphery of the tube bundle on both sides of the collector, facing the pipe on the casing, bypass channels are made, limited on one side by the casing, and on the other by pipes and connected to this collector.

2. The heat exchanger according to claim 1, with the exception of the fact that the bypass channels are made with a variable cross-section.

3. The heat exchanger according to paragraphs. 1 and 2, with the proviso that the tube bundle in the central part and in the areas adjacent to the casing has the same thickness.

Fi g. 2.

-h

Aa

Riga.Z