RU226381U1

RU226381U1 - Pipe-in-pipe heat exchanger

Info

Publication number: RU226381U1
Application number: RU2024109431U
Authority: RU
Inventors: Клавдия Олесевна Занина; Михаил Георгиевич Лагуткин; Иван Юрьевич Голованов
Original assignee: Клавдия Олесевна Занина; Михаил Георгиевич Лагуткин; Иван Юрьевич Голованов
Filing date: 2024-04-08
Publication date: 2024-05-31

Abstract

Полезная модель относится к теплообменным аппаратам типа «труба в трубе» и может быть использована в химической, нефтегазовой и других отраслях промышленности. Теплообменный аппарат типа «труба в трубе» включает внешнюю трубу, внутреннюю трубу, патрубок ввода первого теплоносителя, патрубок вывода первого теплоносителя, патрубок ввода второго теплоносителя, патрубок вывода второго теплоносителя, внутренняя труба по наружной поверхности снабжена оребрением из цельнометаллических стержней, причем поперечное сечение цельнометаллических стержней имеет форму треугольников Рёло, одна из образующих поперечное сечение цельнометаллических стержней вершин треугольников Рёло направлена навстречу потоку первого теплоносителя. Выполнение теплообменного аппарата типа «труба в трубе» с внутренней трубой по наружной поверхности, снабженной оребрением из цельнометаллических стержней, причем поперечное сечение цельнометаллических стержней имеет форму треугольников Рёло, одна из образующих поперечное сечение цельнометаллических стержней вершин треугольников Рёло направлена навстречу потоку первого теплоносителя, позволяет интенсифицировать теплообмен между теплоносителями за счет увеличения площади поверхности внутренней трубы. The utility model relates to heat exchangers of the “pipe-in-pipe” type and can be used in the chemical, oil and gas and other industries. A heat exchanger of the “pipe-in-pipe” type includes an outer pipe, an inner pipe, an inlet pipe for the first coolant, an outlet pipe for the first coolant, an inlet pipe for the second coolant, an outlet pipe for the second coolant, the inner pipe along the outer surface is equipped with fins made of all-metal rods, and the cross-section of all-metal rods The rods have the shape of Reuleaux triangles, one of the vertices of the Reuleaux triangles forming the cross section of the all-metal rods is directed towards the flow of the first coolant. The implementation of a heat exchanger of the “pipe in pipe” type with an internal pipe along the outer surface, equipped with fins made of all-metal rods, and the cross-section of the all-metal rods has the shape of Reuleaux triangles, one of the vertices of the Reuleaux triangles forming the cross-section of the all-metal rods is directed towards the flow of the first coolant, allows for intensification heat exchange between coolants by increasing the surface area of the inner pipe.

Description

Полезная модель относится к теплообменным аппаратам типа «труба в трубе» и может быть использована в химической, нефтегазовой и других отраслях промышленности.The utility model relates to heat exchangers of the “pipe-in-pipe” type and can be used in the chemical, oil and gas and other industries.

Известен теплообменный аппарат типа «труба в трубе», включающий внешнюю трубу, внутреннюю трубу, патрубок ввода первого теплоносителя, патрубок вывода первого теплоносителя, патрубок ввода второго теплоносителя, патрубок вывода второго теплоносителя (Процессы и аппараты: Учебник для студ. учреждений сред. проф. образования / Д.А. Баранов, А.М. Кутепов. - М.: Издательский центр «Академия», 2004. - 304 с., с. 107, рис. 6.3).A heat exchanger of the “pipe-in-pipe” type is known, including an outer pipe, an internal pipe, an inlet pipe for the first coolant, an outlet pipe for the first coolant, an inlet pipe for the second coolant, an outlet pipe for the second coolant (Processes and apparatuses: Textbook for student institutions. Education / D.A. Baranov, A.M. Kutepov. - M.: Publishing Center "Academy", 2004. - 304 p., p. 6.3).

Недостатком известного теплообменного аппарата типа «труба в трубе» является малая интенсивность теплообмена между теплоносителями ввиду малой площади поверхности внутренней трубы.A disadvantage of the known “pipe-in-pipe” heat exchanger is the low intensity of heat exchange between coolants due to the small surface area of the inner pipe.

Целью данной полезной модели является интенсификация теплообмена между теплоносителями за счет увеличения площади поверхности внутренней трубы.The purpose of this useful model is to intensify heat exchange between coolants by increasing the surface area of the inner pipe.

Указанная цель достигается тем, что в известном теплообменном аппарате типа «труба в трубе», включающем внешнюю трубу, внутреннюю трубу, патрубок ввода первого теплоносителя, патрубок вывода первого теплоносителя, патрубок ввода второго теплоносителя, патрубок вывода второго теплоносителя, внутренняя труба по наружной поверхности снабжена оребрением из цельнометаллических стержней, причем поперечное сечение цельнометаллических стержней имеет форму треугольников Рёло, одна из образующих поперечное сечение цельнометаллических стержней вершин треугольников Рёло направлена навстречу потоку первого теплоносителя.This goal is achieved by the fact that in the known heat exchanger of the “pipe in pipe” type, including an outer pipe, an inner pipe, an inlet pipe for the first coolant, an outlet pipe for the first coolant, an inlet pipe for the second coolant, an outlet pipe for the second coolant, the inner pipe is equipped with fins made of all-metal rods, and the cross-section of the all-metal rods has the shape of Reuleaux triangles, one of the vertices of the Reuleaux triangles forming the cross-section of the all-metal rods is directed towards the flow of the first coolant.

Предлагаемый теплообменный аппарат типа «труба в трубе» схематически изображён на фиг. 1, на фиг. 2 представлено его поперечное сечение. На фиг. 3 представлено поперечное сечение цельнометаллического стержня.The proposed heat exchanger of the “pipe-in-pipe” type is shown schematically in Fig. 1, in fig. Figure 2 shows its cross section. In fig. Figure 3 shows a cross section of an all-metal rod.

Теплообменный аппарат типа «труба в трубе» включает внешнюю трубу 1, внутреннюю трубу 2, патрубок ввода первого теплоносителя 3, патрубок вывода первого теплоносителя 4, патрубок ввода второго теплоносителя 5, патрубок вывода второго теплоносителя 6, внутренняя труба 2 по наружной поверхности снабжена оребрением из цельнометаллических стержней 7, причем поперечное сечение цельнометаллических стержней 7 имеет форму треугольников Рёло, одна из образующих поперечное сечение цельнометаллических стержней 7 вершин треугольников Рёло направлена навстречу потоку первого теплоносителя.A heat exchanger of the “pipe-in-pipe” type includes an outer pipe 1, an inner pipe 2, an inlet pipe for the first coolant 3, an outlet pipe for the first coolant 4, an inlet pipe for the second coolant 5, an outlet pipe for the second coolant 6, the inner pipe 2 is equipped with fins on the outer surface all-metal rods 7, and the cross-section of the all-metal rods 7 has the shape of Reuleaux triangles, one of the vertices of the Reuleaux triangles forming the cross-section of the all-metal rods 7 is directed towards the flow of the first coolant.

Первый теплоноситель поступает в теплообменный аппарат типа «труба в трубе» через патрубок ввода первого теплоносителя 3, движется в пространстве между внешней трубой 1 и внутренней трубой 2, омывая оребрение из цельнометаллических стержней 7, которым по наружной поверхности снабжена внутренняя труба 2, и выводится через патрубок вывода первого теплоносителя 4. Поперечное сечение цельнометаллических стержней 7 имеет форму треугольников Рёло. Одна из вершин треугольников Рёло, образующих поперечное сечение цельнометаллических стержней 7, направлена навстречу потоку первого теплоносителя. Второй теплоноситель поступает в теплообменный аппарат типа «труба в трубе» через патрубок ввода второго теплоносителя 5, движется в пространстве внутренней трубы 2 и выводится через патрубок вывода второго теплоносителя 6. Теплообмен между первым и вторым теплоносителями происходит через стенку внутренней трубы 2.The first coolant enters the heat exchanger of the “pipe-in-pipe” type through the inlet pipe of the first coolant 3, moves in the space between the outer pipe 1 and the inner pipe 2, washing the fins made of all-metal rods 7, which are equipped with the inner pipe 2 along the outer surface, and is discharged through outlet pipe for the first coolant 4. The cross section of the all-metal rods 7 has the shape of Reuleaux triangles. One of the vertices of the Reuleaux triangles, forming the cross section of the all-metal rods 7, is directed towards the flow of the first coolant. The second coolant enters the “pipe-in-pipe” type heat exchanger through the second coolant input pipe 5, moves in the space of the inner pipe 2 and is discharged through the second coolant outlet pipe 6. Heat exchange between the first and second coolant occurs through the wall of the inner pipe 2.

Снабжение внутренней трубы оребрением по наружной поверхности из цельнометаллических стержней увеличивает площадь поверхности внутренней трубы. Следовательно, внутренняя труба будет иметь большую площадь поверхности теплопередачи, в сравнении с трубой без оребрения и, в соответствии с основным уравнением теплопередачи, будет увеличивать количество передаваемого тепла - будет наблюдаться интенсификация теплообмена между теплоносителями.Providing the inner tube with fins on the outer surface of solid metal rods increases the surface area of the inner tube. Consequently, the inner pipe will have a larger heat transfer surface area compared to a pipe without fins and, in accordance with the basic heat transfer equation, will increase the amount of heat transferred - an intensification of heat transfer between coolants will be observed.

Предлагаемая особая форма цельнометаллических стержней с поперечным сечением в форме треугольников Рёло позволит добиться интенсификации теплообмена между теплоносителями без существенного увеличения гидравлического сопротивления в межтрубном пространстве в случаях, когда одна из вершин треугольников Рёло, образующих поперечное сечение цельнометаллических стержней, направлена навстречу потоку первого теплоносителя.The proposed special form of all-metal rods with a cross-section in the shape of Reuleaux triangles will make it possible to achieve intensified heat exchange between coolants without a significant increase in hydraulic resistance in the inter-tube space in cases where one of the vertices of the Reuleaux triangles, forming the cross-section of all-metal rods, is directed towards the flow of the first coolant.

Необходимые размеры, расположение и количество цельнометаллических стержней определяется из условия заданного количества передаваемого тепла и габаритных размеров теплообменного аппарата типа «труба в трубе».The required dimensions, location and number of all-metal rods are determined from the condition of the given amount of transferred heat and the overall dimensions of the “pipe-in-pipe” heat exchanger.

Таким образом, выполнение теплообменного аппарата типа «труба в трубе» с внутренней трубой, по наружной поверхности снабженной оребрением из цельнометаллических стержней, причем поперечное сечение цельнометаллических стержней имеет форму треугольников Рёло, одна из образующих поперечное сечение цельнометаллических стержней вершин треугольников Рёло направлена навстречу потоку первого теплоносителя, позволяет интенсифицировать теплообмен между теплоносителями за счет увеличения площади поверхности внутренней трубы.Thus, the implementation of a heat exchanger of the “pipe in pipe” type with an internal pipe, on the outer surface equipped with fins made of all-metal rods, and the cross-section of the all-metal rods has the shape of Reuleaux triangles, one of the vertices of the Reuleaux triangles forming the cross-section of the all-metal rods is directed towards the flow of the first coolant , allows you to intensify heat exchange between coolants by increasing the surface area of the inner pipe.

Claims

A heat exchanger of the “pipe-in-pipe” type, including an outer pipe, an inner pipe, an inlet pipe for the first coolant, an outlet pipe for the first coolant, an inlet pipe for the second coolant, an outlet pipe for the second coolant, characterized in that the inner pipe along the outer surface is equipped with fins made of solid metal rods , and the cross-section of the all-metal rods has the shape of Reuleaux triangles, one of the vertices of the Reuleaux triangles forming the cross-section of the all-metal rods is directed towards the flow of the first coolant.