RU2151991C1

RU2151991C1 - Shell-and-tube heat exchanger

Info

Publication number: RU2151991C1
Application number: RU96122440A
Authority: RU
Inventors: О.О. Мильман; В.А. Федоров; А.З. Росинский
Original assignee: Мильман Олег Ошеревич; Федоров Владимир Алексеевич; Росинский Аркадий Зиновьевич
Priority date: 1996-11-22
Filing date: 1996-11-22
Publication date: 2000-06-27

Abstract

FIELD: thermal engineering, chemical, food, and other industries. SUBSTANCE: heat exchanger that may be used as gas or liquid heater or cooler has case with chambers and tube sheets, coolant inlet and outlet pipe connections, and tube bank with flat spacer plates. Coolant flows longitudinally through intertube space. EFFECT: improved efficiency and operating reliability. 13 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области теплообменных аппаратов и может быть использовано в качестве подогревателя или охладителя газовой и жидкой сред в промышленной энергетике, химической, пищевой и других отраслях промышленности. The invention relates to the field of heat exchangers and can be used as a heater or cooler for gas and liquid media in industrial energy, chemical, food and other industries.

Известны кожухотрубные аппараты с течением газовой и жидкой сред в межтрубном пространстве. Эти аппараты, как правило, выполнены с одно- или многоходовым перекрестным течением сред. (см. Справочник по теплообменникам, т. 1, под ред. Петухова П.С., Шикова В.К., М., Энергоатомиздат, 1987 год, стр. 8 - 9). Основной недостаток этих аппаратов - снижение среднего температурного напора из-за перекрестного течения теплоносителей и опасность возникновения автоколебаний труб при поперечном омывании их потоком жидкости или газа. Known shell-and-tube apparatus with the flow of gas and liquid media in the annulus. These devices, as a rule, are made with a single or multi-way cross-flow of media. (see. Handbook of heat exchangers, vol. 1, edited by Petukhov P.S., Shikova V.K., M., Energoatomizdat, 1987, p. 8 - 9). The main disadvantage of these devices is a decrease in the average temperature head due to the cross-flow of coolants and the risk of pipe self-oscillations during transverse washing with a stream of liquid or gas.

Известны кожухотрубные аппараты с продольным движением сред в межтрубном пространстве. (см. там же, стр. 7). Основной недостаток этой схемы - невозможность выполнить аппарат большой длины из-за отсутствия фиксации труб в промежуточных точках, что ограничивает эффективность этой схемы и может быть причиной разрушения труб из-за автоколебаний. Known shell-and-tube apparatus with the longitudinal movement of the media in the annulus. (see ibid., p. 7). The main disadvantage of this scheme is the inability to execute a long apparatus due to the lack of fixation of pipes at intermediate points, which limits the effectiveness of this scheme and can cause pipe destruction due to self-oscillations.

Цель изобретения - повышение эффективности и надежности работы кожухотрубных теплообменных аппаратов при продольном течении среды в межтрубном пространстве. The purpose of the invention is to increase the efficiency and reliability of shell-and-tube heat exchangers in the longitudinal flow of the medium in the annulus.

Сущность изобретения заключается в том, что в межтрубном пространстве устанавливаются плоские пластины, толщина которых обеспечивает дистанционирование труб в соседних рядах. Поток жидкости или газа, протекающий вдоль труб, обтекает эти пластины с незначительными гидравлическими потерями. Это дает возможность обеспечить чисто противоположную схему движения теплоносителей, что повышает эффективность теплообменного аппарата. Фиксация пластинами труб обеспечивает отсутствие автоколебаний и тем самым повышает надежность работы теплообменника. The essence of the invention lies in the fact that in the annular space are installed flat plates, the thickness of which ensures the spacing of the pipes in adjacent rows. The flow of liquid or gas flowing along the pipes flows around these plates with insignificant hydraulic losses. This makes it possible to provide a purely opposite motion scheme of the coolants, which increases the efficiency of the heat exchanger. Fixing by the plates of pipes ensures the absence of self-oscillations and thereby increases the reliability of the heat exchanger.

В результате реализации этого существенного признака кожухотрубный теплообменник приобретает новое свойство: возможность реализации высокоэффективной противоточной схемы движения теплоносителей при умеренном гидравлическом сопротивлении и повышенной надежности, которая определяется отсутствием автоколебаний труб для теплообменников любой длины труб. As a result of the implementation of this essential feature, the shell-and-tube heat exchanger acquires a new property: the possibility of implementing a highly efficient countercurrent flow diagram of heat transfer fluids with moderate hydraulic resistance and increased reliability, which is determined by the absence of pipe oscillations for heat exchangers of any pipe length.

Схема кожухотрубного теплообменника приведена на чертеже. Scheme shell-and-tube heat exchanger shown in the drawing.

Он состоит из корпуса 1 с камерами и трубными дисками 5, патрубками подвода теплоносителей 4 и 6, трубного пучка 2, между трубками установлены плоские дистанцирующие пластины 3, в соседних рядах труб пластины могут быть смещены вдоль трубы друг относительно друга. It consists of a housing 1 with chambers and pipe disks 5, coolant supply pipes 4 and 6, tube bundle 2, flat spacing plates 3 are installed between the tubes, and in the adjacent rows of pipes the plates can be displaced along the pipe relative to each other.

Теплообменник работает следующим образом. Один из теплоносителей поступает через патрубки 4 в камеру 5 и течет внутри труб 2 в одно-, двух- или многоходовом варианте движения. The heat exchanger operates as follows. One of the coolants flows through the nozzles 4 into the chamber 5 and flows inside the pipes 2 in a one-, two- or multi-way version of the movement.

Второй теплоноситель через патрубок 6 поступает в межтрубное пространство и течет вдоль труб, реализуя схему чистого противотока, при этом он обтекает плоские дистанционирующие пластины 3, которые имеют небольшую толщину и не оказывают заметного гидравлического сопротивления. Гидравлические потери еще уменьшатся, если в соседних рядах пластины смещены вдоль труб относительно друг друга. Наличие дистанционирующих пластин 3 фиксирует трубки в промежуточных точках между трубными досками, что обеспечивает отсутствие автоколебаний, которые приводят к разрушению трубного пучка. The second heat carrier through the pipe 6 enters the annulus and flows along the pipes, realizing a clean backflow scheme, while it flows around the flat spacer plates 3, which are small in thickness and do not have noticeable hydraulic resistance. Hydraulic losses will even decrease if in adjacent rows the plates are offset along the pipes relative to each other. The presence of the spacer plates 3 fixes the tubes at intermediate points between the tube plates, which ensures the absence of self-oscillations that lead to the destruction of the tube bundle.

Благодаря использованию вышеуказанного конструктивного решения обеспечивается высокоэффективная и надежная работа кожухотрубного теплообменника. Through the use of the above design solution, highly efficient and reliable operation of the shell-and-tube heat exchanger is ensured.

Claims

1. Shell-and-tube heat exchanger for gas or liquid media, consisting of a housing, a tube bundle, chambers with tube boards and nozzles for supplying and discharging coolants, characterized in that flat spacing plates are installed between adjacent rows of pipes.

2. Shell-and-tube heat exchanger according to claim 1, characterized in that the flat spacing plates in adjacent rows are offset along the pipes relative to each other.