RU20159U1

RU20159U1 - HEAT EXCHANGER

Info

Publication number: RU20159U1
Application number: RU2001110631/20U
Authority: RU
Inventors: Р.М. Шайхутдинов; Б.Г. Толкушев; М.А. Жидков
Priority date: 2001-04-23
Filing date: 2001-04-23
Publication date: 2001-10-20

Abstract

Теплообменник, содержащий распределительную и приемную камеры для подачи и отвода продукта, кожух с патрубком подачи и трубопроводом отвода теплоносителя, внутри которого размещен трубный пучок, укрепленный в трубных решетках, отличающийся тем, что он снабжен вихревой трубой с патрубком ввода теплоносителя и с патрубками горячего и холодного потоков теплоносителя, установленной таким образом, что один из ее патрубков потоков теплоносителя соединен с патрубком подачи теплоносителя кожуха, а другой патрубок соединен с трубопроводом отвода теплоносителя из кожуха.A heat exchanger containing a distribution and receiving chambers for supplying and discharging the product, a casing with a supply pipe and a coolant pipe, inside which a tube bundle is mounted, mounted in tube sheets, characterized in that it is equipped with a vortex tube with a coolant inlet pipe and with hot and cold coolant flows, installed in such a way that one of its coolant flow nozzles is connected to the casing coolant supply pipe, and the other pipe is connected to the outlet pipe coolant ode from the casing.

Description

Теплообменник.Heat exchanger.

Полезная модель относится к тенлотехннке н может найти применение в химической и нефтегазовой промышленности.The utility model relates to a tenotechnology and may find application in the chemical and oil and gas industries.

Известен теплообменник (Авт. св. № 964410, МКИ: F 28 D 7/00, F 28 F 9/16, 05.03.79г.), содержащий кожух с размещенным в нем пучком труб, развальцованных на концах и укрепленных в трубных решетках, причем развальцованные трубы с сгруппированы вокруг отдельной трубы с прямыми концами, снабженными втулками, имеющими по периферии кольцевые выемки с радиусом, равным радиусу развальцованных труб, контактирующих по поверхности выемок со втулками.Known heat exchanger (Aut. St. No. 964410, MKI: F 28 D 7/00, F 28 F 9/16, 03/05/79), containing a casing with a bundle of pipes placed therein, flared at the ends and mounted in tube sheets, moreover, the flared pipes c are grouped around a separate pipe with straight ends provided with bushings having peripheral annular recesses with a radius equal to the radius of the flared pipes contacting along the surface of the recesses with the bushings.

Недостатком известного теплообменника является недостаточный теплообмен между продуктом нагрева в пучке труб и теплоносителем, а также тот факт, что для работы теплообменника требуется источник нагрева или охлаждения теплоносителя. Это вызывает дополнительные энергозатраты, уменьшает функциональные возможности теплообменника и снижает его кпд .A disadvantage of the known heat exchanger is the insufficient heat exchange between the heating product in the tube bundle and the heat carrier, as well as the fact that a heat source or heating medium is required for the operation of the heat exchanger. This causes additional energy consumption, reduces the functionality of the heat exchanger and reduces its efficiency.

Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является вертикальный теплообменник и холодильник с неподвижными трубными решетками и с температурным компенсатором в кожухе (Стандартные кожухотрубные теплообменные аппараты общего назначения. Каталог.Closest to the proposed utility model is a vertical heat exchanger and a refrigerator with fixed tube sheets and with a temperature compensator in the casing (Standard shell-and-tube heat exchangers of general purpose. Catalog.

Издание четвертое, исправленное и дополненное, ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, Москва, 1988, стр. 5 рис. 2 - прототип), содержащий распределительную и приемную камеры для подачи и отвода продукта, кожух с патрубками подачи и отвода теплоносителя, внутри которого размещен теплообменный трубный пучок, укрепленный в трубных решетках.Fourth edition, corrected and supplemented, TSINTIHIMNEFTEMASH, Moscow, 1988, p. 5 fig. 2 - prototype), comprising a distribution and receiving chamber for supplying and discharging the product, a casing with nozzles for supplying and discharging a heat carrier, inside which a heat-exchange tube bundle is mounted, which is fixed in the tube sheets.

Недостатком этого теплообменника также является недостаточный теплообмен между продуктом нагрева в пучке труб и теплоносителем и необходимость для работы теплообменника иметь источник нагрева или охлаждения теплоносителя. Это вызывает дополнительные энергозатраты, уменьшает функциональные возможности теплообменника и снижает его кпд.The disadvantage of this heat exchanger is also the insufficient heat exchange between the heating product in the tube bundle and the heat carrier and the need for the heat exchanger to have a source of heating or cooling of the heat carrier. This causes additional energy consumption, reduces the functionality of the heat exchanger and reduces its efficiency.

Предлагаемой полезной моделью решается задача наиболее интенсивного нагрева продукта при снижении энергозатрат.The proposed utility model solves the problem of the most intense heating of the product while reducing energy consumption.

Технический результат - снижение энергозатрат, увеличение кпд и расширение функциональных возможностей теплообменника.The technical result is a reduction in energy consumption, increased efficiency and expansion of the functionality of the heat exchanger.

Для достижения указанного технического результата теплообменник, содержащий распределительную и приемную камеры для подачи и отвода продукта, кожух с патрубком подачи и трубопроводом отвода теплоносителя, внутри которого размещен трубный пучок, укрепленный в трубных решетках, на входе теплоносителя он снабжен вихревой трубой с патрубком ввода теплоносителя и с патрубками горячего и холодного потоков теплоносителя, установленной такимTo achieve the specified technical result, a heat exchanger containing a distribution and receiving chambers for supplying and discharging the product, a casing with a supply pipe and a coolant pipe, inside which a tube bundle is mounted, mounted in tube sheets, it is equipped with a vortex tube with a coolant inlet at the coolant inlet and with hot and cold coolant flows

образом, что один из ее патрубков потоков теплоносителя соединен с патрубком подачи теплоносителя кожуха, а другой патрубок соединен с трубопроводом отвода теплоносителя из кожуха.so that one of its coolant flow pipes is connected to a casing coolant supply pipe, and the other pipe is connected to a coolant discharge pipe from the casing.

Отличительными признаками предлагаемого теплообменника от указанного выше известного, наиболее близкого к нему, является наличие вихревой трубы с патрубком ввода теплоносителя и с патрубками горячего и холодного потоков теплоносителя, установленной таким образом, что один из ее патрубков потоков теплоносителя соединен с патрубком подачи теплоносителя кожуха, а другой патрубок соединен с трубопроводом отвода теплоносителя из кожуха.Distinctive features of the proposed heat exchanger from the above known, closest to it, is the presence of a vortex tube with a coolant inlet pipe and with hot and cold coolant flow pipes, installed in such a way that one of its coolant flow pipes is connected to the casing coolant supply pipe, and another nozzle is connected to the pipe of the coolant drain from the casing.

Благодаря наличию этих признаков при работе теплообменника обеспечивается интенсификация теплообмена, за счет подачи в теплообменник скоростного потока теплоносителя из вихревой трубы, что увеличивает кпд теплообменника. Расширяются функциональные возможности теплообменника, так как для нагревания или охлаждения продукта используется один и тот же теплоноситель, подаваемый через вихревую трубу. Нагревание или охлаждение теплоносителя осуществляется вихревой трубой без использования источники энергии.Due to the presence of these signs during the operation of the heat exchanger, heat transfer is intensified by supplying a high-speed coolant flow from the vortex tube to the heat exchanger, which increases the efficiency of the heat exchanger. The functionality of the heat exchanger is expanding, since the same heat carrier supplied through a vortex tube is used to heat or cool the product. Heating or cooling the coolant is carried out by a vortex tube without the use of energy sources.

Предлагаемый теплообменник иллюстрируется чертежом, представленным на фиг. 1.The proposed heat exchanger is illustrated in the drawing shown in FIG. 1.

На фиг. 1 показан обилий вид теплообменника.In FIG. 1 shows an abundant view of a heat exchanger.

патрубком для подачи продукта, кожух 2 с патрубком подачи теплоносителя 3 и трубопроводом отвода теплоносителя 4. Трубный пучок 5 размещен внутри кожуха 2 и укреплен в трубных решетках 6 и 7. Трубные решетки 6 и 7 жестко соединены с кожухом 2. Теплообменник снабжен вихревой трубой 8 с входным патрубком 9 для подачи теплоносителя (например, газа) и патрубками горячего потока теплоносителя 10 и холодного потока теплоносителя И, который установлен таким образом, что в режиме нагрева продукта патрубок горячего потока теплоносителя 10 соединен трубопроводом 12 с патрубком подачи теплоносителя 3 кожуха 2, а патрубок холодного потока теплоносителя 11 соединен трубопроводом 13 с трубопроводом отвода теплоносителя 4. К трубному пучку 5 и к внутренней поверхности кожуха 2 с заданным шагом прикреплены перегородки 14. Для компенсации разности удлинений корпуса 2 и теплообменных труб трубного пучка 5 при их нагревании или охлаждении в среднюю часть корпуса 2 встроен температурный компенсатор 15. К трубной решетке 7 присоединена приемная камера 16с патрубком отвода продукта.a pipe for supplying the product, a casing 2 with a coolant supply pipe 3 and a heat transfer pipe 4. The tube bundle 5 is placed inside the casing 2 and is fixed in the tube sheets 6 and 7. The tube sheets 6 and 7 are rigidly connected to the casing 2. The heat exchanger is equipped with a vortex tube 8 with an inlet pipe 9 for supplying a coolant (for example, gas) and pipes for a hot stream of coolant 10 and a cold stream of coolant And, which is installed in such a way that in the heating mode of the product, a pipe of a hot stream of coolant 10 is connected water 12 with a coolant supply pipe 3 of the casing 2, and a coolant coolant pipe 11 is connected by a pipe 13 to the coolant discharge pipe 4. Partitions 14 are attached to the tube bundle 5 and to the inner surface of the casing 2 with a predetermined pitch. To compensate for the difference in the elongations of the casing 2 and the heat exchange the tubes of the tube bundle 5, when they are heated or cooled, a temperature compensator 15 is built into the middle part of the casing 2. A receiving chamber 16 with a product outlet pipe is connected to the tube sheet 7.

Теплообменник работает следуюш;им образом. Продукт, который необходимо нагреть, поступает в распределительную камеру 1 и равномерно распределяется по трубам трубного пучка 5. Теплоноситель (например, газ) поступает во входной патрубок 9 вихревой трубы 8, известной как труба Ранка - Хилша. В вихревой трубе 8, в силу ееThe heat exchanger operates as follows; The product that needs to be heated enters the distribution chamber 1 and is evenly distributed through the tubes of the tube bundle 5. A heat carrier (for example, gas) enters the inlet 9 of the vortex tube 8, known as the Rank-Hills pipe. In the vortex tube 8, due to its

конструктивных особенностей, подаваемый тангенциально закрученный входной ноток тенлоносителя разделяется на два потока - горячий и холодный. Скоростной и турбулизированный горячий поток теплоносителя по патрубку горячего потока теплоносителя 10 через трубопровод 12 и вход теплоносителя 3 кожуха 2, поступает в межтрубную полость корпуса 2, затем проходит между перегородками 14 и интенсивно нагревает продукт, находящийся в трубном пучке 5, и затем выводится через трубопровод отвода теплоносителя 4. Нагретый горячим потоком теплоносителя продукт из трубного пучка 5 поступает в приемную камеру 16, откуда отводится потребителю. Холодный поток теплоносителя из патрубка холодного потока теплоносителя 11 вихревой трубы 8 через трубопровод 13 поступает в трубопровод 4 отвода теплоносителя из кожуха 2.design features, the tangentially twisted input note of the carrier fluid is divided into two streams - hot and cold. High-speed and turbulent hot fluid flow through the nozzle of the hot flow of coolant 10 through the pipe 12 and the inlet of the coolant 3 of the casing 2, enters the annular cavity of the housing 2, then passes between the partitions 14 and intensively heats the product located in the tube bundle 5, and then is discharged through the pipeline the heat carrier 4. The product heated by the hot heat carrier from the tube bundle 5 enters the receiving chamber 16, from where it is discharged to the consumer. The cold coolant stream from the cold coolant pipe 11 of the vortex tube 8 through the pipe 13 enters the pipe 4 of the coolant drain from the casing 2.

При работе теплообменника в режиме охлаждения продукта, вихревая труба 8 устанавливается таким образом, что патрубок холодного потока теплоносителя 11 соединен трубопроводом 12 с патрубком подачи теплоносителя 3 кожуха 2, а патрубок горячего потока теплоносителя 10 соединен трубопроводом 13с трубопроводом отвода теплоносителя 4 из кожуха 2. Таким образом в патрубок подачи теплоносителя 3 кожуха 2 подается холодный поток теплоносителя и осуществляется охлаждение продукта. 6.When the heat exchanger is in the cooling mode of the product, the vortex tube 8 is installed so that the cold flow pipe 11 is connected by a pipe 12 to the coolant supply pipe 3 of the casing 2, and the hot pipe of the coolant 10 is connected by a pipe 13c to the heat transfer pipe 4 from the casing 2. Thus Thus, a coolant flow is supplied to the coolant supply pipe 3 of the casing 2 and the product is cooled. 6.

вихревой трубе 8, установка вихревой трубы, таким образом, что с патрубком подачи теплоносителя 3 кожуха 2 соединены патрубок горячего потока теплоносителя 10 или патрубок холодного потока теплоносителя 11 можно использовать предлагаемый теплообменник, как для нагревания, так и для охлаждения продукта, при этом нагревание или охлаждение теплоносителя осуществляется без затрат энергии.vortex tube 8, installation of a vortex tube, so that the heat transfer fluid pipe 10 or the coolant pipe 11 can be connected to the coolant supply pipe 3 of the casing 2, the proposed heat exchanger can be used for both heating and cooling the product, while heating or the coolant is cooled without energy consumption.

Таким образом, снабжение теплообменника вихревой трубой с патрубком ввода теплоносителя и с патрубками горячего и холодного потоков теплоносителя и установление ее таким образом, чтобы обеспечить подачу через вихревую трубу горячего или холодного потоков теплоносителя в кожух теплообменника, обеспечивает возможность интенсивного нагревания или охлаждения продукта без использования традиционных теплоносителей, требующих подогревание или охлаждение с затрачиванием энергии.Thus, supplying the heat exchanger with a vortex tube with a coolant inlet pipe and with hot and cold coolant flows and installing it in such a way as to provide hot or cold coolant flows through the vortex tube to the heat exchanger casing allows intensive heating or cooling of the product without using traditional heat carriers that require heating or cooling with a waste of energy.

Claims

A heat exchanger containing a distribution and receiving chambers for supplying and discharging the product, a casing with a supply pipe and a coolant pipe, inside which a tube bundle is mounted, mounted in tube sheets, characterized in that it is equipped with a vortex tube with a coolant inlet pipe and with hot and cold coolant flows, installed in such a way that one of its coolant flow nozzles is connected to the casing coolant supply pipe, and the other pipe is connected to coolant ode from the casing.