RU2266493C1 - Mode of manufacturing of a gas air cooling apparatus - Google Patents
Mode of manufacturing of a gas air cooling apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- RU2266493C1 RU2266493C1 RU2004109105/06A RU2004109105A RU2266493C1 RU 2266493 C1 RU2266493 C1 RU 2266493C1 RU 2004109105/06 A RU2004109105/06 A RU 2004109105/06A RU 2004109105 A RU2004109105 A RU 2004109105A RU 2266493 C1 RU2266493 C1 RU 2266493C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- walls
- pipes
- gas
- section
- holes
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к энергетическому машиностроению и может быть использовано при изготовлении аппаратов воздушного охлаждения газа.The invention relates to power engineering and can be used in the manufacture of apparatus for air cooling of gas.
Известен способ изготовления теплообменника, заключающийся в сборке компонентов корпуса теплообменника в зажимном устройстве так, чтобы имелись разделенные промежутком трубопроводы, разделенные промежутками трубки, проходящие между трубопроводами боковые стенки, которые располагают между трубопроводами по бокам бака, и гофрированные ребра, размещают между соседними трубками и между боковыми стенками и соседней трубкой с каждого бока каркаса, ослабляют боковые стенки в точке между ее концами так, чтобы снизить ее способность быть устойчивой к растяжению, но не существенно повлиять на ее способность противостоять изгибу, затем подвергают результат сборки температурам пайки твердым припоем до спайки компонентов вместе и обеспечения возможности разрыва каждой боковой стенки в упомянутой точке в результате воздействия вызванного температурой напряжения (см. RU №2001126260, F 28 D 9/00).There is a known method of manufacturing a heat exchanger, which consists in assembling the components of the heat exchanger body in a clamping device so that there are spaced-apart pipelines, separated by pipe spans, side walls passing between pipelines, which are located between pipelines on the sides of the tank, and corrugated ribs are placed between adjacent pipes and between side walls and an adjacent tube from each side of the frame, weaken the side walls at a point between its ends so as to reduce its ability to be resistant to stretching, but not significantly affect its ability to withstand bending, then the assembly result is subjected to brazing temperatures before the components are soldered together and to ensure that each side wall can rupture at the mentioned point as a result of exposure to temperature-induced stress (see RU No. 2001126260, F 28 D 9/00).
Наиболее близким аналогом заявляемого способа по технической сущности и достигаемому результату является способ сборки и установки трубного пучка кожухотрубного теплообменника, при котором производят подсборку каркаса путем соединения тягами трубной доски, дистанционирующих решеток и трубной доски плавающей головки. Затем каркас заводят внутрь кожуха, центрируют каркас относительно фланцев данного кожуха и крепят его к последнему. При этом трубная доска крепится к кожуху при помощи кольца, шпилек, гаек через уплотнительную прокладку, а трубную доску плавающей головки прикрепляют к переходнику при помощи разъемного кольца, приваренных к нему гаек, шпилек, гаек через прокладку. С другой стороны переходник крепят к кожуху посредством шпилек, гаек и прокладки. После установки каркаса в кожухе производят набивку теплообменных труб, которые имеют технологический припуск на механическую обработку. Затем осуществляют механическую обработку концов труб так, чтобы их вылет относительно, например, трубной доски составлял в зависимости от способа сварки от 0 до 3 мм. Производят неглубокую механическую развальцовку концов выставленных труб с целью выдержки размера вылета труб, необходимого для качественного производства сварки. Далее осуществляют предварительную приварку групп труб, состоящих из 10-20 труб и симметрично расположенных относительно оси каркаса. Далее приваренные трубы обрабатывают с другого конца под сварку и сваривают с трубной доской плавающей головки. Таким образом, трубные доски по всей площади жестко соединяются группами теплообменных труб, выполняющих одновременно роль стягивающих элементов дополнительно к тягам. Проводят дальнейшую сварку концов труб в такой же определенной последовательности чередования приварки к трубным доскам. После сварки теплообменных труб осуществляют их развальцовку в трубных досках любым из методов, применяемых в технике. По окончании сборки контролируют теплообменник на прочность и плотность задержки труб в трубные доски, используя при этом кольцо и переходник, способствующие заданию в кожухе замкнутого объема испытательной среды. Затем разбирают и снимают кольцо и переходник, после чего трубный пучок и кожух готовы для дальнейшей сборки (см. SU 1210539, F 28 D 7/00).The closest analogue of the proposed method according to the technical essence and the achieved result is a method of assembling and installing a tube bundle of a shell-and-tube heat exchanger, in which the frame is assembled by connecting the tube plate, spacer grids and the tube plate of the floating head with rods. Then the frame is inserted inside the casing, the frame is centered relative to the flanges of the casing and fastened to the latter. In this case, the tube plate is attached to the casing by means of a ring, studs, nuts through a gasket, and the tube plate of the floating head is attached to the adapter using a split ring, nuts, studs, nuts welded to it through the gasket. On the other hand, the adapter is attached to the casing by means of studs, nuts and gaskets. After installing the frame in the casing, the heat-transfer pipes are stuffed, which have a technological allowance for machining. Then, the ends of the pipes are machined so that their overhang relative to, for example, the tube plate is, depending on the welding method, from 0 to 3 mm. Shallow mechanical flaring of the ends of exposed pipes is carried out in order to withstand the size of the pipe outreach necessary for high-quality welding production. Next, pre-welding of groups of pipes is carried out, consisting of 10-20 pipes and symmetrically located relative to the axis of the frame. Next, the welded pipes are processed from the other end for welding and welded to the tube plate of the floating head. Thus, tube boards over the entire area are rigidly connected by groups of heat exchange pipes, which simultaneously perform the role of tightening elements in addition to the rods. Further welding of the ends of the pipes is carried out in the same defined sequence of alternation of welding to the pipe boards. After welding the heat-exchange pipes, they are expanded in tube sheets by any of the methods used in the technique. At the end of the assembly, the heat exchanger is monitored for strength and tube delay density in the tube boards, using a ring and an adapter to help set the enclosed volume of the test medium in the casing. Then the ring and adapter are disassembled and removed, after which the tube bundle and casing are ready for further assembly (see SU 1210539, F 28
Задачей настоящего изобретения является повышение технологичности сборки аппарата воздушного охлаждения газа при одновременном снижении трудо- и материалозатрат и повышении теплотехнической эффективности.The objective of the present invention is to increase the manufacturability of the assembly of the gas air-cooling apparatus while reducing labor and material costs and increasing thermal efficiency.
Поставленная задача решается за счет того, что способ изготовления теплообменного аппарата воздушного охлаждения газа, осуществляемый в соответствии с изобретением, предусматривает изготовление теплообменных оребренных труб, изготовление каркаса, по крайней мере одной теплообменной секции с боковыми стенами и объединяющими их балками, изготовление камер входа и выхода газа, набивку пучка теплообменных труб, изготовление коллекторов подвода и отвода газа, опорной конструкции аппарата с опорами под двигатели вентиляторов и сборку элементов аппарата, причем каждую боковую стену теплообменной секции выполняют в виде швеллера с полками, обращенными к теплообменным трубам и размещенными на внутренней поверхности стенки швеллера продольно ориентированными вытеснителями - обтекателями потока охлаждающей среды, образующими ребра жесткости швеллера, которые устанавливают по высоте стенки швеллера с шагом в осях, соответствующим двойному шагу между рядами труб в пучке, при этом, по крайней мере, часть объема каждой крайней трубы в ряду и/или ее оребрения, по крайней мере, через один ряд при набивке заводят под свес полки швеллера соответствующей боковой стены теплообменной секции аппарата, при этом опору под двигатель каждого вентилятора выполняют подвесной, состоящей из центрального опорного элемента и тяжей, соединяющих его с соответствующими узлами опорной конструкции аппарата воздушного охлаждения газа.The problem is solved due to the fact that the method of manufacturing a heat exchanger for air-cooled gas, carried out in accordance with the invention, provides for the manufacture of heat-exchange finned tubes, the manufacture of a frame for at least one heat-exchange section with side walls and connecting beams connecting them, the manufacture of entry and exit chambers gas, packing a bundle of heat transfer pipes, manufacturing manifolds for supplying and removing gas, supporting structure of the apparatus with supports for fan motors and assembly of electric cops of the apparatus, with each side wall of the heat-exchange section being made in the form of a channel with shelves facing the heat-exchanging pipes and placed on the inner surface of the channel wall with longitudinally oriented displacers — coolant flow fairings forming channel stiffeners, which are installed along the channel wall height in increments of axes corresponding to the double step between the rows of pipes in the bundle, at least a part of the volume of each extreme pipe in the row and / or its fins, at least Res one row while stuffing is slid under the shelves sill overhang respective side wall sections of the heat exchanging apparatus, wherein the support for each fan motor operates suspension consisting of the central support member and the strands of connecting it with the respective nodes of the support structure air gas cooling apparatus.
Для объединения боковых стен теплообменной секции могут быть использованы нижние и верхние поперечные балки, которые устанавливают с шагом в осях по длине боковых стен, составляющим (0,08-0,15) L, где L - длина трубы пучка между камерами входа и выхода газа, м.To combine the side walls of the heat exchange section, the lower and upper transverse beams can be used, which are installed in increments in the axes along the length of the side walls of (0.08-0.15) L, where L is the length of the beam pipe between the gas inlet and outlet chambers , m
Боковые стены каркаса могут быть изготовлены путем установки на плазу их заготовок с фиксацией струбцинами, преимущественно в вертикальном положении с последующим креплением к ним вытеснителей - обтекателей, которые устанавливают с уклоном от одного торца каждой стенки к другому, определяемым отношением разницы одноименных высотных отметок камер входа и выхода газа к расстоянию между их обращенными к пучку труб стенками.The side walls of the frame can be made by installing their blanks on the plaza with clamps, mainly in a vertical position, followed by fastening to them displacers - fairings, which are installed with a slope from one end of each wall to another, determined by the ratio of the difference of the same height marks of the entrance chambers and gas outlet to the distance between their walls facing the tube bundle.
При набивке секции пучком труб количество рядов труб по высоте пучка могут быть приняты от двух до четырнадцати, а в каждом ряду может быть размещено от 12 до 125 труб.When stuffing a section with a tube bundle, the number of rows of tubes along the height of the bundle can be taken from two to fourteen, and from 12 to 125 tubes can be placed in each row.
В каждом четном ряду, считая снизу, количество труб может быть принято четным, а в каждом нечетном ряду - нечетным, или в каждом четном ряду, считая снизу, количество труб может быть принято нечетным, а в каждом нечетном - четным.In each even row, counting from below, the number of pipes can be taken even, and in each odd row, it can be taken odd, or in each even row, counting from below, the number of pipes can be taken odd, and in every odd row even.
По крайней мере, часть труб могут быть выполнены двухслойными из материалов с различной теплопроводностью, предпочтительно биметаллическими, в которых внешние слои и их оребрение выполнены из высокотеплопроводного металла или сплавов, преимущественно из алюминиевого сплава с коэффициентом теплопроводности не менее, чем на 5% превышающим теплопроводность материала внутреннего слоя, в качестве которого использована предпочтительно сталь, или по крайней мере части труб внешний слой и/или их оребрение могут быть выполнены из меди или медьсодержащих сплавов, или по крайней мере у части труб внешний слой и/или их оребрение могут быть выполнены из высокопрочного и стойкого к агрессивным факторам межтрубной среды материала, например из титана или титансодержащих сплавов, или имеющих покрытие, по крайней мере, внешней поверхности и оребрение из высокотеплопроводного и стойкого к агрессивным средам материала, например алюминия или меди.At least part of the pipes can be made of two-layer materials with different thermal conductivity, preferably bimetallic, in which the outer layers and their fins are made of highly heat-conducting metal or alloys, mainly of an aluminum alloy with a thermal conductivity of at least 5% higher than the thermal conductivity of the material the inner layer, which is preferably used steel, or at least part of the pipes, the outer layer and / or their fins can be made of copper or honey containing alloys, or at least at a part of the pipes, the outer layer and / or their finning can be made of a material with high strength and resistant to aggressive factors, for example titanium or titanium-containing alloys, or having a coating of at least the outer surface and finning from highly thermally conductive and resistant to aggressive media material, such as aluminum or copper.
Набивку первого ряда многорядного пучка одноходовых оребренных труб можно производить предпочтительно с предварительной установкой на элементы каркаса секции дистанцирующих элементов, обеспечивающих заданный шаг труб в ряду, а трубы каждого ряда, начиная со второго по высоте пучка, можно отделять друг от друга такими же или аналогичными дистанцирующими элементами, обеспечивающими заданный шаг труб в рядах и между рядами.The first row of a multi-row bundle of one-way ribbed tubes can be stuffed, preferably with a preliminary installation of sections of spacing elements on the frame elements that provide a given pipe pitch in a row, and pipes of each row, starting from the second highest beam, can be separated by the same or similar spacing elements providing a given pipe pitch in rows and between rows.
Трубы в пучке можно укладывать с обеспечением передачи нагрузки от труб через дистанцирующие элементы на каркас секции.Pipes in a bundle can be stacked to ensure the transfer of load from the pipes through spacer elements to the section frame.
Камеру входа или выхода газа можно изготавливать путем выполнения заготовок из металлического листа для боковых, верхней, нижней и торцевых стенок и для не менее двух силовых, имеющих отверстия для пропуска через них потока газа перегородок камеры, последующей сборки и соединения на сварке боковых стенок с силовыми перегородками и через них между собой с образованием единой жесткой конструкции, к которой присоединяют верхнюю и нижнюю стенки, после чего в одной из боковых стенок, образующей трубную доску, выполняют отверстия под концы теплообменных труб, а в другой боковой стенке, образующей внешнюю доску, выполняют соосные с отверстиями в трубной доске резьбовые отверстия для обеспечения возможности введения технологических инструментов для закрепления концов труб в трубной доске и последующей установки заглушек преимущественно на резьбе в отверстиях внешней доски, а в нижней и/или в верхней стенках выполняют отверстия под патрубки преимущественно с фланцами для соединения с коллектором соответственно подвода или отвода газа.The gas inlet or outlet chamber can be made by making blanks from a metal sheet for the side, upper, lower and end walls and for at least two power ones, with openings for passing through them the gas of the chamber walls, subsequent assembly and welding of the side walls with power with partitions and through them with each other with the formation of a single rigid structure, to which the upper and lower walls are attached, after which holes are made in one of the side walls forming the tube plate threaded tubes, and in the other side wall forming the outer board, threaded holes are aligned with the holes in the tube plate to enable the introduction of technological tools to fix the ends of the tubes in the tube plate and subsequently install plugs mainly on the threads in the holes of the outer plate and in the bottom and / or in the upper walls holes are provided for nozzles, preferably with flanges, for connecting to the manifold, respectively, gas supply or exhaust.
Отверстия в силовых перегородках можно выполнять до или после присоединения их к стенкам камеры.The holes in the power partitions can be made before or after attaching them to the walls of the chamber.
Отверстия в силовых перегородках можно выполнять с обеспечением пропускной способности, превышающей не менее чем на 5,9% суммарную пропускную способность не менее чем 2/3 теплообменных труб, соединенных с трубной доской.The holes in the power partitions can be performed with a throughput greater than at least 5.9% of the total throughput of at least 2/3 of the heat exchange tubes connected to the tube plate.
При сборке камеры вначале на боковую стенку, образующую трубную доску, можно устанавливать с временной фиксацией, например, прихваткой, перегородки, а затем устанавливать также с временной фиксацией вторую боковую стенку, образующую внешнюю доску камеры, после чего на стенки устанавливать технологические элементы, обеспечивающие дополнительную временную фиксацию стенок и возможность поворота конструкции для приварки перегородок, а также верхней и нижней стенок камеры.When assembling the camera, first on the side wall that forms the tube plate, you can install with temporary fixation, for example, a tack, partitions, and then also install with temporary fixation the second side wall that forms the outer board of the camera, after which the technological elements that provide additional temporary fixation of the walls and the ability to rotate the structure for welding partitions, as well as the upper and lower walls of the chamber.
Сварку стенок и силовых перегородок можно производить на технологических опорах преимущественно с предварительным подогревом в среде инертного газа, например CO2, с последующей зачисткой сварных швов и технологическим контролем.The walls and power partitions can be welded on technological supports mainly with preheating in an inert gas, such as CO 2 , followed by stripping of welds and technological control.
Перед выполнением отверстий в боковых стенках камеру можно подвергать термической обработке с последующей очисткой, например дробеструйной, и приваркой реперных технологических платиков.Before making holes in the side walls, the chamber can be subjected to heat treatment, followed by cleaning, for example bead-blasting, and welding reference technological plates.
После выполнения отверстий в боковых стенках камера может быть перемещена на стапель сборки аппарата воздушного охлаждения газа или на стапель сборки секции аппарата воздушного охлаждения газа, а закрепление торцевых стенок камеры с остальными стенками камеры может быть произведено после выполнения операций заведения концов труб в отверстия трубной доски и их приварки к трубной доске.After making holes in the side walls, the chamber can be moved to the assembly slide of the gas air cooling apparatus or to the assembly slide of the section of the gas air cooling apparatus, and the end walls of the chamber can be fixed with the remaining chamber walls after the pipe ends are inserted into the holes of the tube plate and their welding to the tube plate.
Центральный опорный элемент обычно выполняют в виде многогранного раструба с имеющей центральное сквозное отверстие опорной площадкой под двигатель вентилятора и соединенными с ней и между собой образующими боковые грани раструба чередующимися по его периметру опорными и соединительными пластинами. Опорные пластины могут выполнять с конфигурацией, соответствующей конфигурации обращенных к ним опорных площадок концевых участков тяжей, преимущественно прямоугольными, и располагают опорные пластины с возможностью контакта по поверхности с поверхностью опорной площадки концевого участка соответствующего тяжа. Соединительные пластины могут выполнять в виде попарно идентичных трапеций, обращенных меньшими основаниями к опорной площадке под двигатель вентилятора, причем трапеции каждой пары размещают диаметрально противоположно друг другу, при этом центральный опорный элемент выполняют предпочтительно на стапеле.The central support element is usually made in the form of a multifaceted socket with a support platform having a central through-hole for the fan motor and connected to it and between them forming the side faces of the socket alternating between the support and connecting plates along its perimeter. The support plates can be configured in accordance with the configuration of the supporting platforms of the end sections of the strands facing them, mainly rectangular, and the supporting plates are arranged to contact on the surface with the surface of the supporting platform of the end section of the corresponding strand. The connecting plates can be made in the form of pairwise identical trapezoid faces facing the supporting platform under the fan motor with smaller bases, the trapezoid of each pair being placed diametrically opposite to each other, while the central supporting element is preferably made on the slipway.
Центральный опорный элемент могут выполнять с двумя взаимно перпендикулярными плоскостями зеркальной симметрии, проходящими через середины противоположно размещенных пар соединительных пластин и центральную ось симметрии опорного элемента, и двумя плоскостями косой симметрии, проходящими через середины пар опорных пластин и центральную ось симметрии опорного элемента и расположенных под углом α друг к другу, определенным зависимостью 90°<α<110°.The central support element can be performed with two mutually perpendicular planes of mirror symmetry passing through the midpoints of oppositely placed pairs of connecting plates and the central axis of symmetry of the support element, and two oblique symmetry planes passing through the midpoints of pairs of support plates and the central axis of symmetry of the support element and located at an angle α to each other, defined by the relationship 90 ° <α <110 °.
Опорную конструкцию аппарата воздушного охлаждения газа могут выполнять из стержневых элементов, образующих плоскую в плане преимущественно горизонтальную решетчатую конструкцию с продольными и поперечными поясами, образующими отсеки, в которых смонтированы подвесные опоры под двигатели вентиляторов, при этом тяжи для подвески опор могут выполнять в виде жестких стержневых элементов.The support structure of the gas air-cooling apparatus can be made of rod elements forming a predominantly horizontal lattice structure flat in plan with longitudinal and transverse belts forming compartments in which the suspension supports are mounted under the fan motors, while the tie rods can be mounted in the form of rigid rod elements.
Каждый коллектор подвода или отвода газа могут выполнять путем изготовления по крайней мере промежуточных секций его корпуса с отверстиями под патрубки с фланцами для присоединения к камерам входа или выхода газа теплообменной секции аппарата, изготовления торцевых элементов корпуса в виде днищ двоякой кривизны, а также изготовления фланцев преимущественно с патрубками. Сборку и сварку корпуса коллектора могут выполнять путем пристыковывания промежуточных секций к центральной цилиндрической секции в виде тройника с двумя соосными примыкающим к ним промежуточным секциям цилиндрическими, имеющими диаметр не меньший диаметра промежуточных секций, участками и примыкающим к этим участкам под углом преимущественно 90° третьим также цилиндрическим участком для присоединения к газопроводу, приваривание к промежуточным секциям днищ. После чего как правило устанавливают на корпус коллектора патрубки с фланцами с фиксацией фланцев по плоскости, углу поворота и обеспечением проектного расстояния между фланцами с последующим их присоединением к корпусу. Для расточки корпус коллектора могут устанавливать на технологических опорах, по крайней мере часть из которых могут выполнять с двумя опорными плоскостями, расположенными под углом друг к другу с возможностью опирания на них корпуса коллектора с одновременным касанием по крайней мере по двум образующим его цилиндрической поверхности, и могут дополнительно фиксировать корпус не менее, чем одним накидным прижимным элементом.Each gas supply or exhaust manifold can be made by manufacturing at least intermediate sections of its body with openings for nozzles with flanges for attaching to the gas inlet or outlet chambers of the heat exchange section of the apparatus, manufacturing the end elements of the body in the form of double curvature bottoms, and also manufacturing flanges mainly with nozzles. Assembly and welding of the collector body can be performed by joining the intermediate sections to the central cylindrical section in the form of a tee with two coaxial cylindrical adjoining intermediate sections having a diameter not less than the diameter of the intermediate sections, sections and adjoining these sections at an angle mainly of 90 ° to the third also cylindrical section for joining the pipeline, welding to the intermediate sections of the bottoms. Then, as a rule, nozzles with flanges are mounted on the collector body with fixation of the flanges along the plane, the angle of rotation and ensuring the design distance between the flanges with their subsequent connection to the body. For boring, the collector body can be mounted on technological supports, at least some of which can be made with two supporting planes located at an angle to each other with the possibility of supporting the collector body on them while touching at least two cylindrical surfaces forming it, and can additionally fix the housing with at least one cap clamp element.
Могут использовать центральную цилиндрическую секцию в виде цельнотянутого тройника.They can use the central cylindrical section in the form of a seamless tee.
В промежуточных секциях корпуса, расположенных с каждой стороны от центральной секции, могут выполнять от 2 до 8 отверстий под патрубки с фланцами для присоединения к камерам входа или выхода газа теплообменной секции аппарата.In the intermediate sections of the housing located on each side of the central section, 2 to 8 holes can be made for nozzles with flanges for connecting to the inlet or outlet chambers of the heat exchange section of the apparatus.
Фланцы могут выполнять воротниковыми с коническим расширением в зоне примыкания к камере входа или выхода газа, причем коническое расширение могут выполнять с углом наклона образующей к контактной плоскости фланца, составляющим 72 - 87°.Flanges can be made collar with a conical expansion in the area adjacent to the gas inlet or outlet chamber, and the conical expansion can be performed with an angle of inclination of the generatrix to the contact plane of the flange, comprising 72 - 87 °.
Могут использовать центральную секцию длиной, составляющей 0,45 - 0,74 от расстояния между осями ближайших к ней патрубков для соединения с камерами входа или выхода газа теплообменной секции аппарата.They can use the central section with a length of 0.45 - 0.74 from the distance between the axes of the pipes nearest to it for connecting to the gas inlet or outlet chambers of the heat exchange section of the apparatus.
Отверстия в промежуточных секциях корпуса под наиболее удаленные от центральной секции корпуса патрубки для соединения с камерами входа или выхода газа могут выполнять на расстоянии их осей от ближайшего к ним торца промежуточных секций, в которых они образованы, не меньшем диаметра промежуточной секции.The holes in the intermediate sections of the housing for the pipe farthest from the central section of the housing for connecting to the gas inlet or outlet chambers can be made at a distance of their axes from the end of the intermediate sections closest to them, in which they are formed not less than the diameter of the intermediate section.
Технический результат, обеспечиваемый изобретением, состоит в повышении технологичности сборки аппарата и его элементов при одновременном снижении трудо- и материалозатрат и повышении теплотехнической эффективности теплообменных секций и надежности аппарата в целом за счет изготовления стен теплообменных секций, позволяющего оптимально использовать теплообменный объем секции и оптимизировать подачу к трубам внешней охлаждающей среды за счет снижения энергетических затрат на подачу внешней охлаждающей среды с исключением необходимости обратных перетоков в пристенных зонах камер и совмещения функций элементов камер, обеспечивающих указанный теплотехнический эффект и одновременно повышение жесткости каркаса теплообменных секций.The technical result provided by the invention consists in increasing the manufacturability of the assembly of the apparatus and its elements while reducing labor and material costs and increasing the heat engineering efficiency of the heat exchange sections and the reliability of the apparatus as a whole due to the manufacture of walls of the heat exchange sections, which makes it possible to optimally use the heat exchange volume of the section and optimize the flow to pipes of the external cooling medium by reducing energy costs for the supply of external cooling medium with the exception of the need the possibility of reverse flows in the near-wall zones of the chambers and combining the functions of the elements of the chambers providing the specified heat engineering effect and at the same time increasing the rigidity of the frame of the heat-exchange sections.
Изобретение поясняется чертежами, на которых изображеноThe invention is illustrated by drawings, which depict
на фиг.1 - аппарат воздушного охлаждения газа, вид сбоку;figure 1 - apparatus for air cooling of gas, side view;
на фиг.2 - то же, вид с торца;figure 2 is the same, end view;
на фиг.3 - коллектор подвода или отвода газа, вид сбоку;figure 3 - collector inlet or outlet gas, side view;
на фиг.4 - разрез теплообменной секции;figure 4 is a section of a heat exchange section;
на фиг.5 - разрез А-А на фиг.4;figure 5 is a section aa in figure 4;
на фиг.6 - узел Б на фиг.4;figure 6 - node B in figure 4;
на фиг.7 - узел В на фиг.5;figure 7 - node In figure 5;
на фиг.8 - камера входа или выхода газа;on Fig - camera gas inlet or outlet;
на фиг.9 - разрез Г-Г на фиг.8.Fig.9 is a section GG in Fig.8.
на фиг.10 - опорная конструкция аппарата воздушного охлаждения газа, вид сбоку;figure 10 is a support structure of an apparatus for air cooling of gas, side view;
на фиг.11 - опорная конструкция аппарата воздушного охлаждения газа, вид сверху;figure 11 is a supporting structure of an apparatus for air cooling of gas, top view;
на фиг.12 - центральный опорный элемент опорной конструкции, вид сверху;Fig.12 is a Central supporting element of the supporting structure, top view;
на фиг.13 - центральный опорный элемент опорной конструкции, разрез Д - Д на фиг 12.in Fig.13 - the Central supporting element of the supporting structure, section D - D in Fig.12.
Аппарат воздушного охлаждения газа включает опорную конструкцию 1, на которой размещены коллекторы 2 подвода или отвода газа, соединенные патрубками 3 с соответствующими патрубками 4 камеры 5 входа или выхода газа теплообменной секции 6. На опорной конструкции 1 закреплены опоры 7 под двигатели 8 вентиляторов 9 для подачи внешней охлаждающей среды, преимущественно воздуха. Опоры 7 состоят из центрального опорного элемента 10 и тяжей 11, соединяющих его с соответствующими узлами опорной конструкции 1. Центральный опорный элемент 10 имеет форму многогранного раструба с опорной площадкой 12 под двигатель 8 вентилятора 9, имеющей центральное сквозное отверстие 13.The gas air cooling apparatus includes a support structure 1, on which gas supply or
Теплообменная секция 6 состоит из каркаса 14, образованного боковыми стенками 15, на внутренней поверхности которых размещены вытеснители-обтекатели 16, и нижними 17 и верхними 18 балками, расположенными между боковыми стенками 15. Внутри каркаса 14 теплообменной секции 6 размещены оребренные теплообменные трубы 19, образующие многорядный пучок.The heat exchange section 6 consists of a
Камера 5 входа или выхода газа состоит из боковых стенок 20 и 21, верхней стенки 22, нижней стенки 23, торцевых стенок 24 и силовых перегородок 25 с отверстиями 26 для пропуска через них потока газа. Одна из боковых стенок 20 камеры 5 выполнена с отверстиями 27 и образует трубную доску 28, в которой закреплены концы теплообменных труб 20. Другая боковая стенка 21 образует внешнюю доску 29 и выполнена с резьбовыми отверстиями 30, соосными отверстиям 27 в трубной доске 28. Резьбовые отверстия 30 предназначены для обеспечения возможности введения технологических инструментов для закрепления концов труб 19 в трубной доске 28 и последующей установки заглушек преимущественно на резьбе.The gas inlet or
Коллектор 2 подвода или отвода газа выполнен в виде сосуда, работающего под давлением, и включает цилиндрический корпус 31 с торцевыми элементами в виде днищ 32 двоякой кривизны, патрубок 33 для соединения с газопроводом, патрубки 3 с фланцами 34, преимущественно воротниковыми, для соединения с камерой 5 входа или выхода газа.The gas supply or
Аппарат воздушного охлаждения газа изготавливают следующим образом.The gas air cooling apparatus is made as follows.
Осуществляют изготовление теплообменных оребренных труб 19, изготовление каркаса 14, по крайней мере, одной теплообменной секции 6 с боковыми стенами 15 и объединяющими их нижней и верхней балками 17 и 18 и производят набивку теплообменной секции 6 оребренными теплообменными трубами 19. Изготавливают камеру 5 входа или выхода газа, коллектора 2 подвода или отвода газа, а также опорную конструкцию аппарата 1.The heat-exchange
Изготовление перечисленных выше элементов аппарата воздушного охлаждения газа осуществляют следующим образом.The manufacture of the above elements of the gas air-cooling apparatus is as follows.
При изготовлении каркаса 14 теплообменной секции 6 каждую боковую стену 15 выполняют в виде швеллера с полками, обращенными внутрь каркаса 14, то есть к теплообменным трубам 19. На внутренней поверхности стенки 15 швеллера устанавливают и закрепляют продольно ориентированные вытеснители-обтекатели 16 потока охлаждающей среды, образующие ребра жесткости швеллера. Вытеснители-обтекатели 16 потока охлаждающей среды устанавливают по высоте стенки 15 швеллера с шагом в осях, соответствующим двойному шагу между рядами теплообменных труб 19 в пучке, при этом, по крайней мере, часть объема каждой крайней трубы 19 в ряду и/или ее оребрения 35 по крайней мере через один ряд при набивке заводят под свес полки швеллера соответствующей боковой стены 15 теплообменной секции 6 аппарата.In the manufacture of the
Боковые стены 15 теплообменной секции 6 объединяют нижними 17 и верхними 18 поперечными балками, которые устанавливают с шагом в осях по длине боковых стен 15, составляющим (0,08-0,15) L, где L - длина трубы 19 пучка между камерами 5 входа и выхода газа, м.The
Боковые стены 15 каркаса 14 могут быть изготовлены путем установки на плазу их заготовок с фиксацией струбцинами, преимущественно в вертикальном положении с последующим креплением к ним вытеснителей-обтекателей 16, которые устанавливают с уклоном от одного торца каждой стены 15 к другому, определяемым отношением разницы одноименных высотных отметок камер 5 входа и выхода газа к расстоянию между их обращенными к пучку труб 19 стенками.The
При набивке секции 6 пучком труб 19 количество рядов труб 19 по высоте пучка могут быть приняты от двух до четырнадцати, а в каждом ряду может быть размещено от 12 до 125 труб.When packing section 6 with a
В каждом четном ряду, считая снизу, количество труб 19 может быть принято четным, а в каждом нечетном ряду - нечетным, или в каждом четном ряду, считая снизу, количество труб 19 может быть принято нечетным, а в каждом нечетном - четным.In each even row, counting from below, the number of
По крайней мере, часть труб 19 могут быть выполнены двухслойными из материалов с различной теплопроводностью, предпочтительно биметаллическими, в которых внешние слои и их оребрение 35 выполнены из высокотеплопроводного металла или сплавов, преимущественно из алюминиевого сплава с коэффициентом теплопроводности не менее, чем на 5% превышающим теплопроводность материала внутреннего слоя, в качестве которого использована предпочтительно сталь.At least part of the
По другому варианту исполнения, по крайней мере, у части труб 19 внешний слой и/или их оребрение 35 могут быть выполнены из меди или медьсодержащих сплавов.According to another embodiment, at least in part of the
По третьему варианту исполнения, крайней мере, у части труб 19 внешний слой и/или их оребрение 35 могут быть выполнены из высокопрочного и стойкого к агрессивным факторам межтрубной среды материала, например из титана или титансодержащих сплавов, или имеющих покрытие, по крайней мере, внешней поверхности и оребрение из высокотеплопроводного и стойкого к агрессивным средам материала, например алюминия или меди.According to the third embodiment, at least in a part of the
Набивку первого ряда многорядного пучка одноходовых оребренных труб 9 производят предпочтительно с предварительной установкой на элементы каркаса 14 теплообменной секции дистанцирующих элементов 36, обеспечивающих заданный шаг труб 19 в ряду, а трубы 19 каждого ряда, начиная со второго по высоте пучка, отделяют друг от друга такими же или аналогичными дистанцирующими элементами 36, обеспечивающими заданный шаг труб 19 в рядах и между рядами.The first row of a multi-row bundle of one-way finned tubes 9 is stuffed, preferably with preliminary installation on the
Трубы 19 в пучке укладывают с обеспечением передачи нагрузки от труб 19 через дистанцирующие элементы 36 на каркас 14 секции 6.
Камеру 5 входа выхода газа изготавливают путем выполнения заготовок из металлического листа для боковых 20 и 21, верхней 22, нижней 23 и торцевых 24 стенок и для не менее двух силовых перегородок 25 камеры 5, последующей сборки и соединения на сварке боковых стенок 20 и 21 с силовыми перегородками 25 и через них между собой с образованием единой жесткой конструкции, к которой присоединяют верхнюю 22 и нижнюю 23 стенки. После этого в одной из боковых стенок 20, образующей трубную доску 28, выполняют отверстия 27 под концы теплообменных труб 19, а в другой боковой стенке 21, образующей внешнюю доску 29, выполняют резьбовые отверстия 30, соосные с отверстиями 27 в трубной доске 28.The
В нижней 28 и/или в верхней 22 стенках камеры 5 выполняют отверстия под патрубки 4 преимущественно с фланцами для соединения с коллектором 2 соответственно подвода или отвода газа.In the lower 28 and / or upper 22 walls of the
Отверстия 26 в силовых перегородках 25 можно выполнять до или после присоединения их к стенкам камеры 5. Отверстия 26 должны обеспечивать пропускную способность, превышающую не менее чем на 5,9% суммарную пропускную способность не менее чем 2/3 теплообменных труб 19, соединенных с трубной доской.The
При сборке камеры 5 вначале на боковую стенку 20, образующую трубную доску 28, устанавливают силовые перегородки 25, временно фиксируют их, например, прихваткой, а затем устанавливают также с временной фиксацией вторую боковую стенку 21, образующую внешнюю доску 29 камеры 5. На стенки 20 и 21 устанавливают технологические элементы, обеспечивающие дополнительную временную фиксацию стенок и возможность поворота конструкции для приварки силовых перегородок 25, а также верхней 22 и нижней 23 стенок камеры 5.When assembling the
Сварку стенок камеры 5 и силовых перегородок 25 можно производить на технологических опорах преимущественно с предварительным подогревом в среде инертного газа, например СО2, с последующей зачисткой сварных швов и технологическим контролем.Welding the walls of the
Перед выполнением отверстий в боковых стенках 20 и 21 камеру 5 термически обрабатывают, производят дробеструйную очистку поверхности и приваривают реперные технологические платики.Before making holes in the side walls 20 and 21, the
После выполнения отверстий в боковых стенках 20 и 21 камера 5 может быть перемещена на стапель сборки аппарата воздушного охлаждения газа или на стапель сборки секции аппарата воздушного охлаждения газа, а закрепление торцевых стенок 24 камеры 5 с остальными стенками камеры может быть произведено после выполнения операций заведения концов труб 19 в отверстия трубной доски 28 и их приварки к трубной доске 28. Резьбовые отверстия 30 внешней доски 29 после завершения операций, связанных с установкой и закреплением труб 19 в трубной доске 28, закрывают заглушками.After making holes in the side walls 20 and 21, the
Центральный опорный элемент 10, имеющий форму многогранного раструба, образуют из опорной площадки 12 и опорных 37 и соединительных 38 пластин, образующих боковые грани раструба. В опорной площадке 12 выполняют центральное сквозное отверстие 13 преимущественно круглой формы и крепежные приспособления для фиксации двигателя 8 вентилятора 9 преимущественно в виде сквозных отверстий под элементы крепления (на чертежах не показаны).The
На стапеле устанавливают опорную площадку 12 и пластины 37, 38, образующие боковые грани раструба, чередуя по периметру опорной площадки опорные 37 и соединительные 38 пластины, и соединяют опорную площадку 12 под двигатель 8 вентилятора 9 с чередующимися опорными 37 и соединительными 38 пластинами.On the slipway, a
Опорные пластины 37 центрального опорного элемента 10 располагают под углом, обеспечивающим возможность контакта по поверхности с поверхностью опорной площадки 12 концевого участка соединяемого с ней тяжа 11, и на опорных пластинах 37 выполняют крепежные приспособления для крепления концевых участков тяжей 11. Конфигурация опорных пластин 37 соответствует конфигурации обращенных к ним опорных площадок 39 концевых участков тяжей 11 и имеет преимущественно прямоугольную форму. Соединительные пластины 38 имеют форму попарно идентичных трапеций, обращенных меньшими основаниями к опорной площадке 12 под двигатель 8 вентилятора 9, причем трапеции каждой пары соединительных элементов 38 размещают диаметрально противоположно друг другу. Соединительные пластины 38 разных пар могут выполнять разновеликими по основаниям трапеций.The
Центральный опорный элемент 10 выполняют, по крайней мере, с двумя взаимно перпендикулярными плоскостями зеркальной симметрии, проходящими через середины противоположно размещенных пар соединительных пластин 38 и центральную ось симметрии опорного элемента 10, и две плоскости косой симметрии, проходящие через середины пар опорных пластин 37 и центральную ось симметрии опорного элемента 10 и расположенные под углом α друг к другу, составляющим от 90° до 110°.The
Опорную конструкцию 1 аппарата воздушного охлаждения газа изготавливают из стержневых элементов 40, образующих плоскую в плане преимущественно горизонтальную решетчатую конструкцию с продольными и поперечными поясами, образующими отсеки, в которых смонтированы опоры 7 под двигатели 8 вентиляторов 9. Тяжи 11 для подвески опор 7 изготавливают в виде жестких стержневых элементов.The supporting structure 1 of the gas air-cooling apparatus is made of
При процессе изготовления коллектора 2 подвода или отвода газа изготавливают промежуточные секции 41 его корпуса 31 с отверстиями под патрубки 3 с фланцами 34 для присоединения к камерам 5 входа или выхода газа теплообменной секции 6 аппарата, устанавливают фланцы 34 с патрубками 3. Отверстия в промежуточных секциях 41 корпуса 31 под наиболее удаленные от центральной секции 42 корпуса 31 патрубки 3 для соединения с камерами 5 входа или выхода газа выполняют на расстоянии их осей от ближайшего к ним торца промежуточных секций 41, в которых они образованы, не меньшем диаметра промежуточной секции 41. Также изготавливают, преимущественно штамповкой, торцевые элементы корпуса в виде днищ 32 двоякой кривизны.During the manufacturing process of the gas supply or
Производят сборку корпуса 31 коллектора 2 путем соединения промежуточных секций 41 с днищами 32 и центральной секцией 42, выполненной преимущественно в виде цельнотянутого тройника и имеющей длину, составляющую 0,45 - 0,74 от расстояния между осями ближайших к центральной секции 42 патрубков 3 для соединения с камерами 5 входа или выхода газа промежуточных секций 41.The
К двум цилиндрическим участкам центральной секции 42, имеющим диаметр, не меньший диаметра промежуточных секций 41, соосно пристыковывают промежуточные секции 41 и сваривают их. В центральной секции 42 под углом преимущественно 90° к ее продольной оси расположен третий цилиндрический участок 33 для присоединения к газопроводу. К промежуточным секциям 41 приваривают днища 32, после чего устанавливают на корпус 31 коллектора 2 патрубки 3 с фланцами 34 с фиксацией фланцев 34 по плоскости, углу поворота и обеспечением проектного расстояния между фланцами 34 с последующим их присоединением к корпусу 31.To two cylindrical sections of the
Для расточки корпус 31 коллектора 2 устанавливают на технологических опорах (на чертежах не показаны), по крайней мере часть из которых имеет две опорные плоскости, расположенные под углом друг к другу с возможностью опирания на них корпуса 31 коллектора 2 с одновременным касанием по крайней мере по двум образующим его цилиндрической поверхности. Корпус 31 дополнительно фиксируют не менее чем одним накидным прижимным элементом (на чертежах не показан).For boring, the
При изготовлении промежуточных секций 41 корпуса 31 коллектора 2 для образования отверстий в них секции могут устанавливать на технологические опоры, аналогичные технологическим опорам, используемым для расточки патрубков 3 с фланцами 34. Количество отверстий в промежуточных секциях 41 корпуса 31 под патрубки 3 с фланцами 34 для присоединения к камерам 5 входа или выхода газа теплообменной секции 6 аппарата, расположенных с каждой стороны от центральной секции 42, составляет от 2 до 8.In the manufacture of the
Фланцы 34 могут выполняться воротниковыми с коническим расширением в зоне примыкания к камере 5 входа или выхода газа, причем коническое расширение могут выполнять с углом наклона образующей к контактной плоскости фланца 34, составляющим 72-87°.
Изготовленный аппарат воздушного охлаждения газа характеризуется высокой теплотехнической эффективностью теплообменных секций аппарата за счет эффективного использования теплообменного объема секции и оптимизированной подачи к трубам внешней охлаждающей среды, исключающей обратные перетоки в пристенных зонах камер, с одновременным повышением жесткости каркаса теплообменных секций.The manufactured gas air-cooling apparatus is characterized by high heat engineering efficiency of the heat-exchanging sections of the apparatus due to the efficient use of the heat-exchanging volume of the section and the optimized supply of external cooling medium to the pipes, eliminating backflows in the wall zones of the chambers, while increasing the rigidity of the frame of the heat-exchanging sections.
Claims (24)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004109105/06A RU2266493C1 (en) | 2004-03-26 | 2004-03-26 | Mode of manufacturing of a gas air cooling apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004109105/06A RU2266493C1 (en) | 2004-03-26 | 2004-03-26 | Mode of manufacturing of a gas air cooling apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2004109105A RU2004109105A (en) | 2005-09-27 |
| RU2266493C1 true RU2266493C1 (en) | 2005-12-20 |
Family
ID=35849774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004109105/06A RU2266493C1 (en) | 2004-03-26 | 2004-03-26 | Mode of manufacturing of a gas air cooling apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2266493C1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2448295C2 (en) * | 2006-06-26 | 2012-04-20 | Снампроджетти, С.п.А. | Corrosion-resistant bimetallic pipe and its use in equipment with tube bank |
| RU2550213C1 (en) * | 2014-03-27 | 2015-05-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Air cooling unit |
| RU2544679C9 (en) * | 2014-03-25 | 2015-11-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Manufacturing method of air cooling unit |
| RU2784250C1 (en) * | 2020-10-22 | 2022-11-23 | Сик Инджиниринг Гмбх | Flow stabilizer |
| US11946498B2 (en) | 2020-10-22 | 2024-04-02 | Sick Engineering Gmbh | Flow conditioner |
-
2004
- 2004-03-26 RU RU2004109105/06A patent/RU2266493C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2448295C2 (en) * | 2006-06-26 | 2012-04-20 | Снампроджетти, С.п.А. | Corrosion-resistant bimetallic pipe and its use in equipment with tube bank |
| RU2544679C9 (en) * | 2014-03-25 | 2015-11-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Manufacturing method of air cooling unit |
| RU2550213C1 (en) * | 2014-03-27 | 2015-05-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Air cooling unit |
| RU2784250C1 (en) * | 2020-10-22 | 2022-11-23 | Сик Инджиниринг Гмбх | Flow stabilizer |
| US11946498B2 (en) | 2020-10-22 | 2024-04-02 | Sick Engineering Gmbh | Flow conditioner |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2004109105A (en) | 2005-09-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10854344B2 (en) | Air-cooled heat exchanger and system and method of using the same to remove waste thermal energy from radioactive materials | |
| US8616269B2 (en) | Heat exchanger with multi-plate structure and use thereof | |
| JP2022184925A (en) | Mini-tube air-cooled industrial steam condenser | |
| US4326582A (en) | Single element tube row heat exchanger | |
| US4134195A (en) | Method of manifold construction for formed tube-sheet heat exchanger and structure formed thereby | |
| US11504814B2 (en) | Air cooled condenser and related methods | |
| JPH08247686A (en) | Heat exchanger | |
| KR102199698B1 (en) | Manufacturing method of heat-exchanging module for a shell and tube type heat-exchanger | |
| RU2266493C1 (en) | Mode of manufacturing of a gas air cooling apparatus | |
| CN109506497B (en) | High-efficient compact capillary heat exchanger | |
| US11879691B2 (en) | Counter-flow heat exchanger | |
| US11511346B2 (en) | Hybrid manufacturing process for heat exchanger | |
| RU201175U1 (en) | Air cooling heat exchanger | |
| RU2544679C1 (en) | Manufacturing method of air cooling unit | |
| RU2364811C2 (en) | Method of fabrication of apparatus for air cooling of gas, method of fabrication of apparatus heat exchanger section (versions), method of fabrication of apparatus chamber for gas inlet or outlet, method of hydraulic pressure testing of apparatus heat exchanger section and method of hydraulic pressure testing of apparatus manifold for gas supply and removal | |
| WO2003021177A1 (en) | Piping system and method of making the same and associated method of heat transfer | |
| RU2266491C1 (en) | Mode of manufacturing of a heat exchanging section of a gas air cooling apparatus and a heat exchanging section of a gas air cooling apparatus | |
| RU2331830C2 (en) | Instrument of gas air-cooling (versions) | |
| RU2266492C1 (en) | Mode of manufacturing of a gas air cooling apparatus | |
| RU2550213C1 (en) | Air cooling unit | |
| KR20210024054A (en) | heat exchanger | |
| RU2266490C1 (en) | Mode of manufacturing of a tube chamber of the gas air cooling apparatus or a section of a gas air cooling apparatus, a tube chamber, a chamber of gas input and a chamber of gas output of a gas air cooling apparatus or a section of a gas air cooling apparatus manufactured in accord with this mode | |
| CN110325437B (en) | Multi-layer heating coil bundle | |
| CN115388679A (en) | Multi-pass countercurrent sleeve type heat exchanger | |
| CN114353556A (en) | Large-scale strip-wound spiral micro-channel heat exchanger and brazing process thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070327 |