RU2272232C1 - Heat exchanger - Google Patents
Heat exchanger Download PDFInfo
- Publication number
- RU2272232C1 RU2272232C1 RU2004120237/06A RU2004120237A RU2272232C1 RU 2272232 C1 RU2272232 C1 RU 2272232C1 RU 2004120237/06 A RU2004120237/06 A RU 2004120237/06A RU 2004120237 A RU2004120237 A RU 2004120237A RU 2272232 C1 RU2272232 C1 RU 2272232C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipes
- pipe
- heat exchanger
- section
- ellipse
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области теплотехники, а именно к теплообменным аппаратам, работающим преимущественно на накипеобразующих и других инкрустирующих средах.The invention relates to the field of heat engineering, namely to heat exchangers operating primarily on scale-forming and other inlaid media.
Известны теплообменные аппараты из полимерных материалов с трубами, подключенными к коллекторам подвода и отвода теплообменивающихся сред, причем каждая труба выполнена за одно целое с размещенными в ней пересекающимися продольными перегородками, образующими отсеки, заглушенные через один из торцов. Заглушенные отсеки имеют на боковой поверхности отверстия для подсоединения к кольцевым коллекторам подвода и отвода одной из теплообменивающихся сред. Перегородки выполнены оребренными или гофрированными, а в отсеках расположены рифленые вставки (1).Known heat exchangers made of polymer materials with pipes connected to the manifolds of the inlet and outlet of heat-exchanging media, each pipe is made in one piece with the intersecting longitudinal partitions located in it, forming compartments, muffled through one of the ends. The damped compartments have openings on the lateral surface for connection to the annular manifolds for supplying and discharging one of the heat-exchanging media. The partitions are made ribbed or corrugated, and grooved inserts (1) are located in the compartments.
Однако указанные теплообменные аппараты не могут эффективно работать на средах, содержащих различные примеси, поскольку наличие оребренных или гофрированных элементов конструкции и рифленых вставок способствует осаждению на них отложений, забивающих отсеки и другие полости теплообменника.However, these heat exchangers cannot work effectively on media containing various impurities, since the presence of finned or corrugated structural elements and corrugated inserts contributes to the deposition of deposits on them, clogging compartments and other cavities of the heat exchanger.
Известны также теплообменные аппараты для содержащих накипеобразующие примеси рабочих сред, включающие корпус, в котором размещены теплопередающие элементы, выполненные из термочувствительного материала с обратимым мартенситным превращением, имеющего две предельные формы, причем кривизна поверхности элемента в одной предельной форме отличается от кривизны поверхности этого элемента в другой предельной форме (2).Heat exchangers are also known for working media containing scale-forming impurities, including a housing in which heat transfer elements are made of a heat-sensitive material with a reversible martensitic transformation having two extreme shapes, and the surface curvature of the element in one extreme form differs from the curvature of the surface of this element in another limit form (2).
Однако работоспособность таких теплообменных аппаратов по разрушению слоя накипи зависит от наличия перепада температур. Требуется дорогостоящий материал, обладающий эффектом "памяти", причем этот материал реагирует только на изменения температуры и не чувствителен к изменениям других параметров рабочей среды, например к перепадам давления.However, the operability of such heat exchangers for the destruction of the scale layer depends on the presence of a temperature difference. Requires expensive material with the effect of "memory", and this material only responds to temperature changes and is not sensitive to changes in other parameters of the working environment, such as pressure drops.
Наиболее близким техническим решением является теплообменник, содержащий размещенный в кожухе пучок труб, закрепленных в трубных досках, и поперечные перегородки с радиальными разрезами и отогнутыми в противоположные стороны от линии разреза смежными участками поверхностей, при этом разрезы на перегородках выполнены разной длины, причем перегородки с разрезами большей длины установлены первой и последней по длине пучка и между перегородками с разрезами меньшей длины (3).The closest technical solution is a heat exchanger containing a bundle of pipes located in the casing, fixed in tube plates, and transverse partitions with radial cuts and adjacent sections of surfaces bent to the opposite sides of the cut line, while the cuts on the partitions are made of different lengths, and the partitions with cuts of greater length are installed first and last along the length of the beam and between partitions with cuts of shorter length (3).
Однако известный теплообменник имеет следующие недостатки:However, the known heat exchanger has the following disadvantages:
- не производится самоочистка труб и внутренней поверхности теплообменника;- no self-cleaning of pipes and the inner surface of the heat exchanger;
- в результате отложения накипи в полости теплообменника снижается его производительность;- as a result of scale deposits in the cavity of the heat exchanger, its performance decreases;
- необходимо периодически отключать теплообменник для проведения его очистки;- it is necessary to periodically turn off the heat exchanger to conduct cleaning;
- не обеспечивается эффективный теплообмен не только из-за образования накипи, но и из-за исключения существенных колебаний труб в силу особенностей их выполнения и крепления.- effective heat exchange is not ensured not only because of the formation of scale, but also because of the exclusion of significant fluctuations in the pipes due to the peculiarities of their execution and fastening.
Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности самоочистки и интенсификация теплообмена.The objective of the present invention is to increase the efficiency of self-cleaning and the intensification of heat transfer.
Сущность изобретения заключается в том, что в теплообменнике, содержащем размещенный в кожухе пучок труб овального поперечного сечения, закрепленных в трубных досках, и при необходимости поперечные перегородки, трубы установлены с расположением большой оси овала поперечного сечения под углом к направлению потока межтрубной среды, в частности, 3-5°. Овальное сечение трубы может быть исполнено в виде эллипса. Поперечным сечением трубы могут быть также другие геометрические фигуры, например любые профили без острых углов. При этом толщина труб может быть как постоянной, так и переменной. При исполнении сечения в виде эллипса толщина стенки может быть минимальной по малой оси эллипса и максимальной по большой оси эллипса. Трубы по отношению к направлению потока могут быть расположены единообразно (под одним и тем же углом атаки α) или елочкой (с чередованием углов атаки потока "+α" и "-α").The essence of the invention lies in the fact that in a heat exchanger containing a bundle of pipes of oval cross-section located in the casing, fixed in pipe boards, and, if necessary, transverse partitions, pipes are installed with the location of the major axis of the oval of the cross section at an angle to the flow direction of the annular medium, in particular 3-5 °. The oval section of the pipe can be made in the form of an ellipse. The cross section of the pipe can also be other geometric shapes, for example any profiles without sharp corners. In this case, the thickness of the pipes can be either constant or variable. When executing a section in the form of an ellipse, the wall thickness can be minimal along the small axis of the ellipse and maximum along the major axis of the ellipse. Pipes with respect to the direction of flow can be arranged uniformly (at the same angle of attack α) or herringbone (with alternating angles of attack of the stream "+ α" and "-α").
На фиг.1 представлен общий вид теплообменника; на фиг.2 - сечение теплообменника по фиг.1; на фиг.3 изображено характерное расположение поперечного сечения трубы по отношению к направлению потока межтрубной среды; на фиг.4, 5 показаны варианты расположения труб по отношению к потоку.Figure 1 presents a General view of the heat exchanger; figure 2 - cross section of the heat exchanger of figure 1; figure 3 shows a typical arrangement of the cross section of the pipe relative to the flow direction of the annular medium; figure 4, 5 shows the options for the location of the pipes in relation to the flow.
Теплообменник содержит кожух 1 с патрубками ввода 2 и вывода 3 межтрубной среды. Кожух 1 закрыт крышкой 4 с патрубком 5 ввода трубной среды и крышкой 6 с патрубком 7 вывода трубной среды. Внутри кожуха 1 на входе трубной среды закреплена трубная доска 8, а на выходе трубной среды закреплена трубная доска 9. На трубных досках 8 и 9 размещен пучок труб 10, которые своими концами закреплены в трубных доска 8 и 9. Трубы 10 выполнены с овальным поперечным сечением. Трубы 10 установлены с расположением большой оси овала сечения под углом α (угол атаки) к направлению потока межтрубной среды. Более конкретно, величина угла α составляет 3-5°. В частности, овальное сечение трубы может быть исполнено в виде эллипса (эллиптического сечения), хотя поперечным сечением трубы могут быть другие геометрические фигуры, например любые профили без острых углов. При этом толщина труб может быть как постоянной, так и переменной. Например, при исполнении сечения в виде эллипса толщина стенки может быть минимальной по оси эллипса и максимальной по большой оси эллипса.The heat exchanger contains a
Трубы по отношению к направлению потока могут быть расположены единообразно (под одним и тем же углом атаки α) или елочкой (с чередованием углов атаки потока "+α" и "-α").Pipes with respect to the direction of flow can be arranged uniformly (at the same angle of attack α) or herringbone (with alternating angles of attack of the stream "+ α" and "-α").
При необходимости, дополнительно в теплообменнике могут быть установлены поперечные перегородки 11.If necessary, in addition to the heat exchanger can be installed transverse partitions 11.
Теплообменник работает следующим образом.The heat exchanger operates as follows.
Трубная среда поступает через патрубок ввода 5 и попадает в пространство между крышкой 4 и трубной доской 8. Далее трубная среда проходит через пучок труб 10, попадает в пространство между трубной доской 9 и крышкой 6 и выводится через патрубок 7.The pipe medium enters through the input pipe 5 and enters the space between the cover 4 and the tube plate 8. Next, the pipe medium passes through the
Межтрубная среда входит через патрубок ввода 2 в полость кожуха 1, омывает пучок труб 10 и выходит через патрубок вывода 3. При этом осуществляется теплообмен между трубной средой и межтрубной средой. Поперечные перегородки 11 могут изменять направления потока межтрубной среды.The annular medium enters through the
Поскольку трубы 10 выполнены с овальным сечением с ориентацией большой оси овала сечения под углом 3-5° к направлению потока межтрубной среды, то возникают автоколебания трубы. Возникновение автоколебаний труб приводит к предотвращению образования накипи и отслоению отложений, образовавшихся ранее, за счет деформирования продольной оси каждой трубы, изменения при этом конфигурации поперечного сечения трубы и изгибно-крутильных колебаний в плоскости сечения трубы. К отслоению отложений и накипи приводит также изменение сечения труб 10 от исходного овального поперечного сечения к деформированному поперечному сечению и обратно при появлении перепадов и пульсации давления трубной среды. Кроме того, происходит интенсификация теплообмена за счет движения поверхности труб в межтрубной среде.Since the
Предложенное изобретение позволяет повысить эффективность самоочистки и интенсифицировать теплообмен за счет автоколебаний труб в пучке и изменения конфигурации поперечного сечения труб.The proposed invention improves the efficiency of self-cleaning and intensifies heat transfer due to self-oscillations of the pipes in the beam and changes in the configuration of the cross section of the pipes.
Ожидаемая экономическая эффективность составляет 540-960 условных единиц (в пересчете на доллары США) на один теплообменник в год в зависимости от типа, производительности и параметров сред.The expected economic efficiency is 540-960 conventional units (in terms of US dollars) per heat exchanger per year, depending on the type, capacity and medium parameters.
Источники информации, принятые во вниманиеSources of information taken into account
1. Авторское свидетельство СССР № 357446, МКИ F 28 F 21/06, опубл. 31.10.1972 г., бюл. № 33.1. USSR Author's Certificate No. 357446, MKI F 28 F 21/06, publ. 10/31/1972, bull. Number 33.
2. Авторское свидетельство СССР № 1778490, МКИ F 28 F 19/00, опубл. 30.11.1992 г., бюл. № 44.2. USSR Author's Certificate No. 1778490, MKI F 28 F 19/00, publ. November 30, 1992, bull. Number 44.
3. Авторское свидетельство СССР № 1580137, МКИ F 28 F 9/22, F 28 D 7/00, опубл. 23.07.1990 г., бюл. № 27.3. USSR Author's Certificate No. 1580137, MKI F 28 F 9/22, F 28 D 7/00, publ. 07/23/1990, bull. Number 27.
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004120237/06A RU2272232C1 (en) | 2004-07-05 | 2004-07-05 | Heat exchanger |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004120237/06A RU2272232C1 (en) | 2004-07-05 | 2004-07-05 | Heat exchanger |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004120237A RU2004120237A (en) | 2006-01-10 |
RU2272232C1 true RU2272232C1 (en) | 2006-03-20 |
Family
ID=35871901
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004120237/06A RU2272232C1 (en) | 2004-07-05 | 2004-07-05 | Heat exchanger |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2272232C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2444399C2 (en) * | 2007-03-09 | 2012-03-10 | Зульцер Хемтех Аг | Device for heat exchange and mixing of fluid media |
WO2014143435A1 (en) * | 2013-03-14 | 2014-09-18 | Koch Heat Transfer Company, Lp | Tube bundle for shell-and-tube heat exchanger and a method of use |
RU181093U1 (en) * | 2013-12-12 | 2018-07-04 | ТОМТОН с.р.о. | DEVICE FOR HEATING AND COOLING, IN PARTICULAR, FOR WATER CENTRAL HEATING |
RU2701971C1 (en) * | 2019-05-22 | 2019-10-02 | Александр Витальевич Барон | Heat exchanger |
-
2004
- 2004-07-05 RU RU2004120237/06A patent/RU2272232C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2444399C2 (en) * | 2007-03-09 | 2012-03-10 | Зульцер Хемтех Аг | Device for heat exchange and mixing of fluid media |
WO2014143435A1 (en) * | 2013-03-14 | 2014-09-18 | Koch Heat Transfer Company, Lp | Tube bundle for shell-and-tube heat exchanger and a method of use |
RU181093U1 (en) * | 2013-12-12 | 2018-07-04 | ТОМТОН с.р.о. | DEVICE FOR HEATING AND COOLING, IN PARTICULAR, FOR WATER CENTRAL HEATING |
RU2701971C1 (en) * | 2019-05-22 | 2019-10-02 | Александр Витальевич Барон | Heat exchanger |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004120237A (en) | 2006-01-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5082120B2 (en) | Heat exchanger | |
JP5388043B2 (en) | Heat exchanger | |
RU2006108525A (en) | HEAT EXCHANGER | |
GB2362456A (en) | Heat exchange fin | |
US9188393B2 (en) | Multistage pressure condenser and steam turbine plant equipped with the same | |
RU2272232C1 (en) | Heat exchanger | |
US3469626A (en) | Plate heat exchangers | |
RU2267070C2 (en) | Heat-exchanger | |
CA2532466C (en) | Tube bundle heat exchanger | |
RU2511840C2 (en) | Tubular heat exchanger | |
KR100494185B1 (en) | A heat exchanger of shell - tube type having silicon carbide tube | |
RU199344U1 (en) | HEAT EXCHANGER PLATE | |
KR100522668B1 (en) | Heat exchanger tube | |
JP2017187222A (en) | Condenser | |
CN206235218U (en) | Outer ripple heat exchange of heat pipe and sea water desalinating unit | |
CN217330817U (en) | Z-shaped baffle plate shell-and-tube heat exchanger for sewage source heat pump | |
RU181420U1 (en) | SHELL-TUBULATED HEAT EXCHANGE UNIT | |
CN214537526U (en) | Combined double-shell-pass heat exchanger | |
JP2023041317A (en) | Heat exchanger | |
Deshmukh et al. | Comparative Analysis of Shell and Tube Type Heat Exchanger with Effect of Helical Baffles and Nano Fluid: A Review | |
RU200477U1 (en) | HEAT EXCHANGER PLATE | |
RU2703117C2 (en) | Method of using source water during cooling of gtp coolant and plate heat exchanger for implementation thereof | |
US20210278139A1 (en) | Microchannel Heat Exchanger | |
RU2027136C1 (en) | Heat exchanger | |
RU2674816C1 (en) | Horizontal vapour-liquid heat exchanger |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090706 |