Изобретение относится к кожухотрубным теплообменникам, применяемым в системах теплоснабжения, а также в различных отраслях промышленности (химической, пищевой и т.д.). The invention relates to shell-and-tube heat exchangers used in heat supply systems, as well as in various industries (chemical, food, etc.).
Известен кожухотрубный теплообменник, содержащий корпус и блок идентичных опорных перегородок с отверстиями под трубы, каждая из которых выполнена в виде двух секторов с дугообразными торцевыми кромками и криволинейными боковыми кромками, частично охватывающими стенки прилегающих труб, причем смежные перегородки смещены на заданный угол относительно друг друга и скреплены между собой посредством стержней, расположенных на периферии этих перегородок. A shell-and-tube heat exchanger is known, comprising a housing and a block of identical supporting partitions with openings for pipes, each of which is made in the form of two sectors with arched end edges and curved side edges partially covering the walls of adjacent pipes, and adjacent partitions are offset by a predetermined angle relative to each other and fastened together by rods located on the periphery of these partitions.
Недостатками известного кожухотрубного теплообменника являются высокое гидравлическое сопротивление межтрубного пространства за счет перекрытия внутреннего сечения кожуха теплообменника и высокая металлоемкость опорных перегородок, что ведет к высоким затратам энергоресурсов на прокачку теплоносителя и изготовление опорных перегородок. The disadvantages of the known shell-and-tube heat exchanger are the high hydraulic resistance of the annular space due to the overlap of the internal section of the heat exchanger casing and the high metal consumption of the support partitions, which leads to high energy costs for pumping the coolant and the manufacture of support partitions.
На фиг. 1 изображен кожухотрубный теплообменник; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - блок опорных перегородок с трубками и соединительными стержнями; на фиг. 4 - опорная перегородка. In FIG. 1 shows a shell-and-tube heat exchanger; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1; in FIG. 3 - block supporting partitions with tubes and connecting rods; in FIG. 4 - supporting partition.
Кожухотрубный теплообменник состоит из корпуса 1 с патрубками 2 для входа и 3 для выхода первой среды, трубных досок 4 и 5 в которых закреплены трубки 6, проводящие вторую среду, блока опорных перегородок 7, с идентичными опорными перегородками 8, имеющих отверстия 9 под трубки 6 и отверстия 10 под соединительные стержни 11. Сектора, образующие опорную перегородку 8, имеют несимметричный профиль, при котором профиль одной из боковых кромок сектора совпадает с расположенной асимметрично боковой кромкой диаметрально противоположного сектора, при этом боковые кромки одной перегородки 8 примыкают к трубкам 6, расположенным в отверстиях 9, смежной перегородки 8 на участке, прилегающем к противоположной боковой кромке сектора, а площадь поперечного сечения каждой перегородки 8 составляет 0,35-0,45 площади поперечного сечения корпуса 1 теплообменника, а диаметр отверстий 9 под трубки 6 в перегородках 8 составляет 1,01-1,1 наружного диаметра трубки 6, при этом каждая перегородка 8 имеет не менее трех отверстий 9 под трубки 6, а количество перегородок 8 в теплообменнике составляет не менее трех, при этом смещенные опорные перегородки 8 имеют общие отверстия 9 под трубки 6 только в центральной части и перекрываются друг другом в свету по центральной части, боковым кромкам и в местах соединительных стержней 11. The shell-and-tube heat exchanger consists of a housing 1 with nozzles 2 for the inlet and 3 for the outlet of the first medium, tube plates 4 and 5 in which tubes 6 are mounted that conduct the second medium, the block of the support partitions 7, with identical support partitions 8, with openings 9 for the tubes 6 and holes 10 for connecting rods 11. The sectors forming the support partition 8 have an asymmetric profile, in which the profile of one of the side edges of the sector coincides with the asymmetrically located side edge of the diametrically opposite sector, when Ohm, the lateral edges of one partition 8 are adjacent to the tubes 6 located in the holes 9 of the adjacent partition 8 in a section adjacent to the opposite side edge of the sector, and the cross-sectional area of each partition 8 is 0.35-0.45 of the cross-sectional area of the heat exchanger body 1 and the diameter of the holes 9 for the tubes 6 in the partitions 8 is 1.01-1.1 of the outer diameter of the tube 6, with each partition 8 having at least three holes 9 for the tubes 6, and the number of partitions 8 in the heat exchanger is at least three, with this offset support webs 8 have a common opening 9 of the tube 6 only the central portion and overlap each other in the light of the central portion, the side edges and places of the connecting rods 11.
Теплообменник работает следующим образом. The heat exchanger operates as follows.
Через патрубок 2 в межтрубное пространство поступает первая среда, а через трубы 6 проходит вторая среда. Первая среда, проходя в межтрубном пространстве через боковые свободные проходы опорных перегородок 7 по винтообразной линии, равномерно в поперечном направлении обтекает трубки 6, через стенки которых происходит теплообмен со второй средой, и первая среда выходит из теплообменника через патрубок 3. Through the pipe 2, the first medium enters the annulus, and the second medium passes through the pipes 6. The first medium, passing in the annulus through the lateral free passages of the support partitions 7 along a helical line, flows uniformly in the transverse direction to the tubes 6, through the walls of which heat exchange with the second medium takes place, and the first medium leaves the heat exchanger through the nozzle 3.
Использование кожухотрубного теплообменника позволит сократить затраты электроэнергии на прокачку теплоносителя более чем на 10% и снизить расходы материалов и трудозатрат на изготовление опорных перегородок. The use of a shell-and-tube heat exchanger will reduce the cost of electricity for pumping the coolant by more than 10% and reduce the cost of materials and labor for the manufacture of supporting partitions.
