RU2182300C1 - Tube bundle of heat-exchange apparatus - Google Patents

Tube bundle of heat-exchange apparatus Download PDF

Info

Publication number
RU2182300C1
RU2182300C1 RU2001122178/06A RU2001122178A RU2182300C1 RU 2182300 C1 RU2182300 C1 RU 2182300C1 RU 2001122178/06 A RU2001122178/06 A RU 2001122178/06A RU 2001122178 A RU2001122178 A RU 2001122178A RU 2182300 C1 RU2182300 C1 RU 2182300C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tube
ribs
outer diameter
height
longitudinal section
Prior art date
Application number
RU2001122178/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
с В.С. Орбис-Ди
В.С. Орбис-Дияс
И.М. Паршков
Original Assignee
ЗАО "Управляющая компания "Промэнерго"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ЗАО "Управляющая компания "Промэнерго" filed Critical ЗАО "Управляющая компания "Промэнерго"
Priority to RU2001122178/06A priority Critical patent/RU2182300C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2182300C1 publication Critical patent/RU2182300C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

FIELD: heat power industry. SUBSTANCE: invention can find use in hot water supply and heating systems. Invention includes enclosure with branch pipes for inlet/outlet of heat exchange media where bundle of profiled tubes is positioned with the aid of supporting partitions. At least part of tubes has exterior surface with ribs made trapezoidal in longitudinal section and arranged along helical line and has interior surface with recesses formed under ribs which are located along length of tube with spacing amounting to 7.0-12.0 height of rib and have height equal to 0.04-0.08 outer diameter of tube. Ribs at least over part of length of tube have form of trapezium in its longitudinal section with equality of values of projections of its sides on greater base of trapezium. Ribs at least over part of length of tube have form of scalene trapezium, height of one side exceeds height of another side by not more than 0.02 outer diameter of tube and recesses are formed by sections of its interior surface outlined in longitudinal section of tube by preferably equal radii amounting to 0.0094- 0.0156 outer diameter of tube and having curvature centers on both sides of interior surface of tube. EFFECT: expanded application field of heat exchange apparatuses, their high operational reliability, long service life and operational efficiency, reduced hydraulic pressure and intensified heat exchange. 4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в системах горячего водоснабжения и отопления. The invention relates to the field of heat engineering and can be used in hot water supply and heating systems.

Известен кожухотрубный теплообменник, содержащий кожух, патрубок для впуска первой теплообменной среды, патрубок для выпуска отработанной первой теплообменной среды, пучок труб, закрепленный в трубных опорных досках, имеющих сообщение с коллекторами для впуска-выпуска другой теплообменной среды, при этом первая среда является, преимущественно, паром, а другая теплообменная среда является, преимущественно, жидкостью, патрубок для впуска первой теплообменной среды установлен соосно внутри патрубка для выпуска отработанной теплообменной среды, который размещен в нижней части кожуха и соединен с конденсатным баком (патент RU 2166716, кл. F 28 D 7/00, опубл. 10.05.2001). A shell-and-tube heat exchanger is known, comprising a casing, a pipe for inlet of the first heat-transfer medium, a pipe for exhausting the spent first heat-transfer medium, a bundle of pipes fixed in pipe support boards in communication with manifolds for inlet-output of another heat-transfer medium, the first medium being mainly , steam, and the other heat transfer medium is mainly liquid, the pipe for the inlet of the first heat transfer medium is installed coaxially inside the pipe for the release of waste heat exchange second medium, which is housed in the lower housing portion and is connected to a condensate tank (RU patent 2166716, cl. F 28 D 7/00, publ. 10.05.2001).

Наиболее близким из известных является водоводяной или пароводяной теплообменник, имеющий кожух, в котором посредством опорных перегородок размещен пучок профилированных трубок, имеющих наружную поверхность с трапециевидными в продольном сечении выступами, расположенными по винтовой линии, а внутреннюю - с впадинами, образованными под выступами, которые могут быть выполнены с шагом, составляющим 0,3-1,5 наружного диаметра трубки, и иметь высоту 0,1-0,2 наружного диаметра трубки (см. RU 6434 U1, F 28 D 7/16, onyбл. 1998 г.). The closest known one is a water-water or steam-water heat exchanger having a casing in which, by means of supporting partitions, a bundle of profiled tubes is placed having an outer surface with trapezoidal longitudinal sections of protrusions located along a helical line, and an inner surface with hollows formed under protrusions that can be performed in increments of 0.3-1.5 of the outer diameter of the tube, and have a height of 0.1-0.2 of the outer diameter of the tube (see RU 6434 U1, F 28 D 7/16, onyble. 1998) .

Известная конструкция теплообменника, также разработанная АО "Промэнерго", позволяет использовать ее как в водоводяных, так и в пароводяных кожухотрубчатых теплообменниках практически в оптимальных условиях теплообмена для обоих случаев. The well-known design of the heat exchanger, also developed by JSC "Promenergo", allows its use in both water-cooled and steam-water shell-and-tube heat exchangers in almost optimal heat transfer conditions for both cases.

Однако при доработке данной конструкции теплообменника удалось решить поставленную техническую задачу - оптимизировать определяемые конфигурацией внутренней и внешней поверхностей трубки параметры теплообмена для обеих сред при обеспечении технологичности изготовления конструкции, что позволило также значительно расширить область ее применения при обеспечении высокой технологичности, надежности, долговечности и эффективности работы. However, when finalizing this design of the heat exchanger, it was possible to solve the technical problem - to optimize the heat exchange parameters for both media, determined by the configuration of the inner and outer surfaces of the tube, while ensuring the manufacturability of the structure, which also significantly expanded its scope while ensuring high adaptability, reliability, durability and operational efficiency .

Достигается это тем, что теплообменник, содержит кожух с патрубками впуска-выпуска теплообменных сред, в котором посредством опорных перегородок размещен пучок профилированных трубок, по крайней мере, часть из которых имеет наружную поверхность, выполненную с трапециевидными в продольном сечении ребрами, расположенными по винтовой линии, а внутреннюю - с впадинами, образованными под ребрами, которые расположены по длине трубки с шагом, составляющим 7,0-12,0 высоты ребра, и имеют высоту 0,04-0,08 наружного диаметра трубки, при этом ребра, по крайней мере, на части длины трубки имеют в продольном ее сечении форму трапеции, при равенстве величин проекций боковых ее сторон на большее основание трапеции. При этом ребра, по крайней мере, на части длины трубки могут иметь в продольном ее сечении форму неравнобокой трапеции, высота одной из боковых сторон которой превышает высоту другой ее боковой стороны не более, чем на 0,02 наружного диаметра трубки. Впадины образованы сопряженными между собой участками внутренней ее поверхности, очерченными в продольном сечении трубки, предпочтительно равными, радиусами, составляющими 0,0094-0,0156 наружного диаметра трубки и имеющими центры кривизны по обе стороны от внутренней поверхности трубки или же впадины могут быть образованы участками внутренней ее поверхности, очерченными в продольном сечении трубки, предпочтительно равными, радиусами, составляющими 0,0094-0,0156 наружного диаметра трубки и имеющими центры кривизны, расположенные со стороны наружной поверхности трубки, предпочтительно, симметрично относительно плоскости поперечного сечения, проходящего через точку поверхности впадины, наиболее удаленную от продольной оси трубки. Ширина ребра по большему основанию трапеции составляет 0,0984-0,1641 наружного диаметра трубки, а ширина ребра по меньшему основанию трапеции - 0,0563-0,0938 наружного диаметра трубки, причем внутренний диаметр трубки равен 0,65-0,75 ее наружного диаметра. This is achieved by the fact that the heat exchanger contains a casing with nozzles for the inlet and outlet of heat transfer media, in which by means of support partitions a bundle of profiled tubes is placed, at least part of which has an outer surface made with trapezoidal longitudinal sections located along a helical line and the inner - with depressions formed under the ribs, which are located along the length of the tube with a step of 7.0-12.0 of the height of the ribs, and have a height of 0.04-0.08 of the outer diameter of the tube, while the ribs, at the extreme at least, on a part of the tube’s length, they have a trapezoid shape in its longitudinal section, with equal projection values of its lateral sides onto a larger trapezoid base. In this case, the ribs, at least on a part of the length of the tube, can have in the longitudinal section an unequal trapezoid shape, the height of one of the sides of which exceeds the height of its other side by no more than 0.02 of the outer diameter of the tube. The depressions are formed by interconnected sections of its inner surface, outlined in the longitudinal section of the tube, preferably equal to radii of 0.0094-0.0156 of the outer diameter of the tube and having centers of curvature on both sides of the inner surface of the tube or depressions can be formed by sections its inner surface, outlined in the longitudinal section of the tube, preferably equal, radii of 0.0094-0.0156 of the outer diameter of the tube and having centers of curvature located on the outside the surface of the tube, preferably symmetrically with respect to the plane of the cross section passing through the point of the surface of the cavity, the most remote from the longitudinal axis of the tube. The width of the rib on the larger base of the trapezoid is 0.0984-0.1641 of the outer diameter of the tube, and the width of the rib on the smaller base of the trapezoid is 0.0563-0.0938 of the outer diameter of the tube, and the inner diameter of the tube is 0.65-0.75 outer diameter.

Указанные параметры конструкции опробованы на экспериментальных образцах, используемых как в системе холодного, так и горячего водоснабжения, а также в системах отопления, и показали высокие технические результаты. The indicated design parameters were tested on experimental samples used in both cold and hot water supply systems, as well as in heating systems, and showed high technical results.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид теплообменника в разрезе; на фиг.2 схематично представлен продольный разрез профилированной трубки. The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a General view of the heat exchanger in section; figure 2 schematically shows a longitudinal section of a profiled tube.

Кожухотрубный теплообменник содержит кожух с патрубками впуска-выпуска теплообменных сред, в котором посредством опорных перегородок размещен пучок профилированных трубок, имеющих наружную поверхность с трапециевидными в продольном сечении ребрами, расположенными по винтовой линии, а внутреннюю - с впадинами, образованными под ребрами, которые расположены по длине трубки с шагом, составляющим 7,0-12,0 высоты ребра, и имеют высоту 0,04-0,08 наружного диаметра трубки, при этом ребра, по крайней мере, на части длины трубки имеют в продольном ее сечении форму трапеции, при равенстве величин проекций боковых ее сторон на большее основание трапеции. При этом ребра, по крайней мере, на части длины трубки могут иметь в продольном ее сечении форму неравнобокой трапеции, высота одной из боковых сторон которой превышает высоту другой ее боковой стороны не более, чем на 0,02 наружного диаметра трубки. Впадины образованы сопряженными между собой участками внутренней ее поверхности, очерченными в продольном сечении трубки, предпочтительно равными, радиусами, составляющими 0,0094-0,0156 наружного диаметра трубки и имеющими центры кривизны по обе стороны от внутренней поверхности трубки, или же впадины могут быть образованы участками внутренней ее поверхности, очерченными в продольном сечении трубки, предпочтительно равными, радиусами, составляющими 0,0094-0,0156 наружного диаметра трубки и имеющими центры кривизны, расположенные со стороны наружной поверхности трубки, предпочтительно, симметрично относительно плоскости поперечного сечения, проходящего через точку поверхности впадины, наиболее удаленную от продольной оси трубки. Ширина ребра по большему основанию трапеции составляет 0,0984-0,1641 наружного диаметра трубки, а ширина ребра по меньшему основанию трапеции - 0,0563-0,0938 наружного диаметра трубки, причем внутренний диаметр трубки равен 0,65-0,75 ее наружного диаметра. The shell-and-tube heat exchanger comprises a casing with inlet-outlet nozzles of heat-exchange media, in which, by means of supporting partitions, a bundle of profiled tubes is placed, having an outer surface with trapezoidal longitudinal sections located along a helical line, and an inner surface with hollows formed under the ribs located along the ribs the length of the tube with a step of 7.0-12.0 of the height of the ribs, and have a height of 0.04-0.08 of the outer diameter of the tube, while the ribs, at least part of the length of the tube, have longitudinal lengths thereof enii trapezoid shape, with equal quantities of projections on lateral sides thereof larger base of the trapezoid. In this case, the ribs, at least on a part of the length of the tube, can have in the longitudinal section its shape of an unequal trapezoid, the height of one of the sides of which exceeds the height of its other side by no more than 0.02 of the outer diameter of the tube. The depressions are formed by mating sections of its inner surface, outlined in the longitudinal section of the tube, preferably equal to radii of 0.0094-0.0156 of the outer diameter of the tube and having centers of curvature on both sides of the inner surface of the tube, or depressions can be formed parts of its inner surface, outlined in the longitudinal section of the tube, preferably equal to radii of 0.0094-0.0156 of the outer diameter of the tube and having centers of curvature located on the zhnoy surface of the tube, preferably symmetrically relative to the cross-sectional plane passing through the point depression surface, farthest from the longitudinal axis of the tube. The width of the rib on the larger base of the trapezoid is 0.0984-0.1641 of the outer diameter of the tube, and the width of the rib on the smaller base of the trapezoid is 0.0563-0.0938 of the outer diameter of the tube, and the inner diameter of the tube is 0.65-0.75 outer diameter.

В кожухе 1 теплообменника профилированная трубка, предпочтительно для водоводяных или пароводяных теплообменников, выполнена с наружной поверхностью, имеющей трапециевидные в продольном сечении ребра 2, расположенные по винтовой линии. Внутренняя поверхность трубки выполнена со впадинами 3, образованными под ребрами 2. Ребра 2, по крайней мере, на части длины трубки имеют в продольном ее сечении форму неравнобокой трапеции или подобную ей, высота одной из боковых сторон 4 которой превышает высоту другой ее боковой стороны 5 не более, чем на 0,02 диаметра "D" трубки, при равенстве величин проекций этих сторон на большее основание трапеции. В процессе изготовления обеспечивается высокая точность, соосность отверстий, что позволяет увеличить количество перегородок, смонтированных на единице длины трубок, что, в свою очередь приводит к повышению тепловой эффективности работы устройства в целом, увеличить тепловую мощность за счет дополнительной турбулизации потока. Возникающая в процессе работы трубок вибрация не приводит к разрушению за счет перетирания в месте контакта с перегородками. Значительно снижена масса устройства в целом и увеличена его долговечность. При работе теплообменника с описанной выше трубкой или трубками происходит теплообмен между средой, протекающей внутри трубки, и средой, протекающей вне трубки. Форма выполнения канала трубки практически исключает образование каких-либо отложений на ее стенках за счет траектории движения потока. Форма, расположение ребер 2 на поверхности трубки, обеспечивают оптимальные условия и параметры теплообмена, что подтверждено экспериментальным путем на опытных образцах. Достигнутые результаты позволяют рекомендовать описанную трубку для широкого внедрения в различных областях, где необходимо осуществлять эффективный теплообмен при длительном эксплуатационном сроке и межремонтном периоде. In the casing 1 of the heat exchanger, a profiled tube, preferably for water-water or steam-water heat exchangers, is made with an outer surface having trapezoidal longitudinal sections of the fins 2 located along a helical line. The inner surface of the tube is made with depressions 3 formed under the ribs 2. The ribs 2, at least in part of the length of the tube, are in the shape of an uneven trapezoid or similar, the height of one of its sides 4 exceeds the height of its other side 5 no more than 0.02 diameters of the "D" tube, with equal projection values of these sides on the larger base of the trapezoid. In the manufacturing process, high accuracy, alignment of the holes is ensured, which allows to increase the number of partitions mounted on a unit length of tubes, which, in turn, leads to an increase in the thermal efficiency of the device as a whole, to increase thermal power due to additional flow turbulization. The vibration arising during the operation of the tubes does not lead to destruction due to grinding at the point of contact with the partitions. Significantly reduced the mass of the device as a whole and increased its durability. When the heat exchanger is operating with the above-described tube or tubes, heat is exchanged between the medium flowing inside the tube and the medium flowing outside the tube. The shape of the tube channel virtually eliminates the formation of any deposits on its walls due to the flow path. The shape, location of the ribs 2 on the surface of the tube, provide optimal conditions and parameters of heat transfer, which is confirmed experimentally in experimental samples. The achieved results make it possible to recommend the described tube for widespread use in various fields where it is necessary to carry out effective heat transfer with a long service life and overhaul period.

Claims (5)

1. Кожухотрубный теплообменник, содержащий кожух с патрубками впуска-выпуска теплообменных сред, в котором посредством опорных перегородок размещен пучок профилированных трубок, по крайней мере, часть из которых имеет наружную поверхность, выполненную с трапециевидными в продольном сечении ребрами, расположенными по винтовой линии, а внутреннюю - с впадинами, образованными под ребрами, которые расположены по длине трубки с шагом, составляющим 7,0-12,0 высоты ребра, и имеют высоту 0,04-0,08 наружного диаметра трубки, при этом ребра, по крайней мере, на части длины трубки имеют в продольном ее сечении форму трапеции, при равенстве величин проекций боковых ее сторон на большее основание трапеции. 1. Shell-and-tube heat exchanger, comprising a casing with inlet-outlet nozzles of heat-transfer media, in which a beam of profiled tubes is placed by means of support partitions, at least part of which has an outer surface made with trapezoidal longitudinal sections located along a helical line, and inner - with depressions formed under the ribs, which are located along the length of the tube with a step of 7.0-12.0 of the height of the ribs, and have a height of 0.04-0.08 of the outer diameter of the tube, while the ribs, at least e, on a part of the length of the tube they have a trapezoid shape in its longitudinal section, with equal projection values of its lateral sides onto the larger base of the trapezoid. 2. Кожухотрубный теплообменник по п. 1, в котором ребра, по крайней мере, на части длины трубки имеют в продольном ее сечении форму неравнобокой трапеции, высота одной из боковых сторон которой превышает высоту другой ее боковой стороны не более, чем на 0,02 наружного диаметра трубки. 2. The shell-and-tube heat exchanger according to claim 1, in which the ribs, at least on a part of the length of the tube, are in the longitudinal section of the shape of an unequal trapezoid, the height of one of its sides exceeds the height of its other side by no more than 0.02 the outer diameter of the tube. 3. Кожухотрубный теплообменник по п. 1 или 2, в котором впадины образованы сопряженными между собой участками внутренней ее поверхности, очерченными в продольном сечении трубки, предпочтительно равными, радиусами, составляющими 0,0094-0,0156 наружного диаметра трубки и имеющими центры кривизны по обе стороны от внутренней поверхности трубки. 3. The shell-and-tube heat exchanger according to claim 1 or 2, in which the troughs are formed by interconnected sections of its inner surface, outlined in the longitudinal section of the tube, preferably equal to radii of 0.0094-0.0156 of the outer diameter of the tube and having centers of curvature along both sides of the inner surface of the tube. 4. Кожухотрубный теплообменник по любому из п. 1-3, в котором впадины образованы участками внутренней ее поверхности, очерченными в продольном сечении трубки, предпочтительно равными, радиусами, составляющими 0,0094-0,0156 наружного диаметра трубки и имеющими центры кривизны, расположенные со стороны наружной поверхности трубки, предпочтительно, симметрично относительно плоскости поперечного сечения, проходящего через точку поверхности впадины, наиболее удаленную от продольной оси трубки. 4. The shell-and-tube heat exchanger according to any one of claims 1 to 3, in which the depressions are formed by sections of its inner surface, outlined in the longitudinal section of the tube, preferably equal, with radii of 0.0094-0.0156 of the outer diameter of the tube and having centers of curvature located from the outer surface of the tube, preferably symmetrically with respect to the plane of the cross section passing through the point of the surface of the cavity, the most remote from the longitudinal axis of the tube. 5. Кожухотрубный теплообменник по любому из пп. 1-4, в котором ширина ребра по большему основанию трапеции составляет 0,0984-0,1641 наружного диаметра трубки, а ширина ребра по меньшему основанию трапеции - 0,0563-0,0938 наружного диаметра трубки, причем внутренний диаметр трубки равен 0,65-0,75 ее наружного диаметра. 5. Shell and tube heat exchanger according to any one of paragraphs. 1-4, in which the width of the ribs on the larger base of the trapezoid is 0.0984-0.1641 of the outer diameter of the tube, and the width of the ribs on the smaller base of the trapezoid is 0.0563-0.0938 of the outer diameter of the tube, and the inner diameter of the tube is 0, 65-0.75 of its outer diameter.
RU2001122178/06A 2001-08-09 2001-08-09 Tube bundle of heat-exchange apparatus RU2182300C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001122178/06A RU2182300C1 (en) 2001-08-09 2001-08-09 Tube bundle of heat-exchange apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001122178/06A RU2182300C1 (en) 2001-08-09 2001-08-09 Tube bundle of heat-exchange apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2182300C1 true RU2182300C1 (en) 2002-05-10

Family

ID=20252450

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001122178/06A RU2182300C1 (en) 2001-08-09 2001-08-09 Tube bundle of heat-exchange apparatus

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2182300C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2799161C1 (en) * 2023-03-09 2023-07-04 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО СПбГАУ) Heat exchanger

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2799161C1 (en) * 2023-03-09 2023-07-04 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО СПбГАУ) Heat exchanger
RU224326U1 (en) * 2023-04-13 2024-03-21 Общество с ограниченной ответственностью "Башкирская генерирующая компания" Steam-water heat exchanger

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5679968B2 (en) Heat exchanger
KR101688934B1 (en) Combined gas-water tube hybrid heat exchanger
EP2622297B1 (en) Waste heat boiler
JPH09152283A (en) Heat exchanger
CN209945071U (en) Baffle plate heat exchanger with adjustable pitch
RU2182300C1 (en) Tube bundle of heat-exchange apparatus
KR20130065174A (en) Heat exchanger for vehicle
KR20090044185A (en) Heat exchanger
RU2140608C1 (en) Once-through vertical steam generator
RU2153643C1 (en) Unit of support partitions for tubes of shell-and- tube heat exchanger
KR100680556B1 (en) Heat exchanging apparatus
KR100701799B1 (en) Heat exchanger
JP2007271194A (en) Heat exchanger
RU2563946C1 (en) Heat exchanger
JP2006162157A (en) Spiral heat exchanger
EP1070931A1 (en) Heat exchanger with baffle plates
KR100822173B1 (en) Cooling structure for combustion chamber of boiler
CN211291119U (en) Fixed tube sheet type general cooler
RU2232940C2 (en) Shell-and-tube heat exchanger
CN111220007B (en) Heat exchange plate, heat exchanger, application of heat exchange plate and washing cooling tower
KR100332300B1 (en) Oil cooler
RU2629306C1 (en) Heat exchange unit
RU58683U1 (en) HEAT EXCHANGER
RU2070309C1 (en) Heat exchanger
KR200259815Y1 (en) A heat exchange device for a boiler

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20040810