RU2323402C2 - Heat exchanger - Google Patents

Heat exchanger Download PDF

Info

Publication number
RU2323402C2
RU2323402C2 RU2006110333/06A RU2006110333A RU2323402C2 RU 2323402 C2 RU2323402 C2 RU 2323402C2 RU 2006110333/06 A RU2006110333/06 A RU 2006110333/06A RU 2006110333 A RU2006110333 A RU 2006110333A RU 2323402 C2 RU2323402 C2 RU 2323402C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pipe
inner pipe
tube
heat
heat exchanger
Prior art date
Application number
RU2006110333/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006110333A (en
Inventor
Наум Моисеевич Цирельман (RU)
Наум Моисеевич Цирельман
Евгений Наумович Цирельман (RU)
Евгений Наумович Цирельман
Виталий Наумович Цирельман (RU)
Виталий Наумович Цирельман
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Уфимский государственный авиационный технический университет
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Уфимский государственный авиационный технический университет filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Уфимский государственный авиационный технический университет
Priority to RU2006110333/06A priority Critical patent/RU2323402C2/en
Publication of RU2006110333A publication Critical patent/RU2006110333A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2323402C2 publication Critical patent/RU2323402C2/en

Links

Images

Landscapes

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

Abstract

FIELD: heat power engineering.
SUBSTANCE: heat exchanger comprises outer pipe and inner pipe, pipe banks, and heat exchanging members made of pipes and mounted in the ring passage between the inner side of outer pipe and outer side of the inner pipe and inside the inner pipe, front chamber, back chamber with a ring insert, and branch pipes for supplying and discharging heat-transfer agent. The inner pipe is provided with slots, and its bottom part is provided with baffles.
EFFECT: reduced sizes and simplified assembling and servicing.
2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области конструкций кожухотрубчатых теплообменников и может быть использовано при производстве компактных теплообменных аппаратов различного технического назначения: в теплоэнергетике и электроэнергетике, в нефтеперерабатывающем, химическом и нефтехимическом производствах, в хладотехнике и т.д.The invention relates to the field of shell-and-tube heat exchanger designs and can be used in the manufacture of compact heat exchangers for various technical purposes: in the heat and power industry, in the oil refining, chemical and petrochemical industries, in refrigeration equipment, etc.

Известны конструкции кожухотрубчатых теплообменников из секций, соединенных калачами. Каждая секция состоит из наружной трубы и размещенных в ней теплообменных элементов в виде гладких или профилированных прямых трубок, установленных в трубных решетках, блока опорных перегородок и патрубков для подвода и отвода одной из теплообменивающихся сред (Подогреватели водоводяные систем теплоснабжения. ГОСТ 27590-88. М.: Изд-во стандартов, 1988. 21 с.; Аппараты теплообменные кожухотрубчатые стальные. Типы, основные параметры и размеры. ГОСТ 9929-82. М.: Изд-во Госкомитета СССР по стандартам. 1982. 5 с.).Known design shell-and-tube heat exchangers from sections connected by kalach. Each section consists of an outer pipe and heat exchange elements placed in it in the form of smooth or profiled straight tubes installed in tube sheets, a block of support partitions and pipes for supplying and discharging one of the heat-exchanging media (Water-to-water heaters of heat supply systems. GOST 27590-88. M .: Publishing house of standards, 1988. 21 p .; Heat-exchanging shell-and-tube steel devices. Types, main parameters and dimensions. GOST 9929-82. M: Publishing house of the USSR State Committee for Standards. 1982. 5 p.).

Недостатками этих конструкций являются небольшая скорость течения теплоносителей, особенно в межтрубном пространстве, и вследствие этого низкий коэффициент теплопередачи между теплоносителями, большие площади теплообменной поверхности и большие габариты. Последнее увеличивает стоимость монтажных и ремонтных работ и приводит к увеличению размеров производственных площадей.The disadvantages of these designs are the low flow rate of the coolants, especially in the annulus, and as a result, the low heat transfer coefficient between the coolants, large areas of the heat exchange surface and large dimensions. The latter increases the cost of installation and repair work and leads to an increase in the size of production facilities.

Известна конструкция кожухотрубчатого теплоообменника, в каждой из секций которого поверхность теплообмена набрана из элементов «труба в трубе». В каждом таком элементе один теплоноситель движения внутри трубы, а другой в межтрубном пространстве (Бажан П.И., Каневец Г.Е., Селиверстов В.М. Справочник по теплообменным аппаратам. М.: Машиностроение, 1989. С.46-47).Known design shell-and-tube heat exchanger, in each of the sections of which the heat transfer surface is drawn from the elements of the "pipe in pipe". In each such element there is one heat transfer fluid inside the pipe and the other in the annulus (Bazhan P.I., Kanevets G.E., Seliverstov V.M. Handbook of heat exchangers. M .: Mechanical Engineering, 1989. P. 46-47 )

Недостатками этой конструкции являются большие габариты из-за значительного увеличения площади поперечного сечения теплообменника, в котором приходится размещать систему из элементов «труба в трубе».The disadvantages of this design are large dimensions due to a significant increase in the cross-sectional area of the heat exchanger, in which it is necessary to place the system of elements "pipe in pipe".

Наиболее близкими по технической сущности и достигаемому результату к заявленному являются кожухотрубчатые теплообменники типа «труба в трубе». Секция такого теплообменника состоит из наружной трубы, внутри которой находится теплообменный элемент в виде соосно расположенной внутренней трубы, установленной в трубных решетках. Первый теплоноситель движется в кольцевом канале, образованном внутренней поверхностью наружной трубы и наружной поверхностью внутренней трубы, а второй теплоноситель движется внутри внутренней трубы (Бажан П.И., Каневец Г.Е., Селиверстов В.М. Справочник по теплообменным аппаратам. М.: Машиностроение, 1989. С.55-58). Первый теплоноситель подается и отводится из секции через патрубки с фланцами, вваренные в наружную трубу. Второй теплоноситель подается и отводится через калачи, соединенные с трубными решетками секций.The closest in technical essence and the achieved result to the declared are shell-and-tube heat exchangers of the “pipe in pipe” type. The section of such a heat exchanger consists of an outer pipe, inside of which there is a heat exchange element in the form of a coaxially located inner pipe installed in the tube sheets. The first coolant moves in the annular channel formed by the inner surface of the outer pipe and the outer surface of the inner pipe, and the second coolant moves inside the inner pipe (Bazhan P.I., Kanevets G.E., Seliverstov V.M. Handbook of heat exchangers. M. : Engineering, 1989. S. 55-58). The first coolant is supplied and removed from the section through nozzles with flanges welded into the outer pipe. The second coolant is supplied and discharged through pockets connected to the pipe grids of the sections.

Недостатками этой конструкции кожухотрубчатых теплообменников являются низкий коэффициент теплопередачи между теплоносителями, большое количество секций в теплообменнике, большие габариты, большие размеры производственной площади.The disadvantages of this design of shell-and-tube heat exchangers are the low heat transfer coefficient between the coolants, a large number of sections in the heat exchanger, large dimensions, large dimensions of the production area.

Техническим результатом заявляемого изобретения является уменьшение габаритов кожухотрубчатого теплообменника, уменьшение расходов на их монтаж и обслуживание, экономия производственных площадей.The technical result of the claimed invention is to reduce the dimensions of the shell-and-tube heat exchanger, reducing the cost of their installation and maintenance, saving production space.

Технический результат по первому варианту достигается тем, что в теплообменнике кожухотрубчатом, секция которого состоит из наружной трубы и внутренней трубы, трубных решеток, в отличие от прототипа во внутренней трубе имеются прорези и в ее нижней части снаружи установлены перегородки, теплообменные элементы - трубки находятся в кольцевом канале между внутренней поверхностью наружной трубы и наружной поверхностью внутренней трубы и внутри внутренней трубы, и имеются передняя камера и задняя камера с кольцевой вставкой, патрубки для подачи и отвода теплоносителей, при этом наружная и внутренняя трубы секции, а также наружная труба задней камеры и кольцевая вставка в нее расположены соосно.The technical result according to the first embodiment is achieved by the fact that in the shell-and-tube heat exchanger, the section of which consists of an outer pipe and an inner pipe, tube sheets, in contrast to the prototype, there are slots in the inner pipe and partitions are installed in its lower part, the heat exchange elements - tubes are in an annular channel between the inner surface of the outer pipe and the outer surface of the inner pipe and inside the inner pipe, and there is a front chamber and a rear chamber with an annular insert, nozzles for cottages and discharging coolant, the outer and inner pipe sections, as well as the rear chamber outer pipe and an annular insert disposed coaxially therein.

Технический результат по второму варианту достигается тем, что в теплообменнике кожухотрубчатом, секция которого состоит из наружной трубы и внутренней трубы, трубных решеток, в отличие от прототипа во внутренней трубе имеются прорези и в ее нижней части снаружи установлены перегородки, теплообменные элементы - трубки находятся в кольцевом канале между внутренней поверхностью наружной трубы и наружной поверхностью внутренней трубы и внутри внутренней трубы, и имеются передняя камера и задняя камера с кольцевой вставкой, патрубки для подачи и отвода теплоносителей, при этом наружная и внутренняя трубы секции, а также наружная труба задней камеры и кольцевая вставка в нее расположены несоосно.The technical result according to the second embodiment is achieved by the fact that in the shell-and-tube heat exchanger, the section of which consists of an outer pipe and an inner pipe, tube sheets, unlike the prototype, there are slots in the inner pipe and partitions are installed in its lower part, the heat exchange elements - tubes are in an annular channel between the inner surface of the outer pipe and the outer surface of the inner pipe and inside the inner pipe, and there is a front chamber and a rear chamber with an annular insert, nozzles for cottages and discharging coolant, the outer and inner pipe sections, as well as the rear chamber outer pipe and an annular insert disposed therein misalignment.

Существо конструкции кожухотрубчатого теплообменника поясняется чертежами. На фиг.1 и фиг.2 схематически изображен продольный разрез секции кожухотрубчатого теплообменника (первый и второй варианты). Секция кожухотрубчатого теплообменника на фиг.1 и фиг.2 содержит наружную трубу 1 и внутреннюю трубу 2 с прорезями 3 в ее верхней и средней частях по периметру, перегородки 4 снаружи трубы 2 в ее нижней части, теплообменные элементы 5 в кольцевом канале между трубами 1 и 2 и теплообменные элементы 6 внутри трубы 2, установленные в трубных решетках 7. К секции присоединены передняя камера 8 и задняя камера с наружной трубой 9 и с кольцевой вставкой в виде трубы 10. Секция снабжена патрубками 11, 12, 13 для первого теплоносителя, а задняя камера снабжена патрубками 14, 15 и 16 для второго теплоносителя.The essence of the design of the shell-and-tube heat exchanger is illustrated by drawings. Figure 1 and figure 2 schematically shows a longitudinal section of a shell-and-tube heat exchanger section (first and second options). The section of the shell-and-tube heat exchanger in figure 1 and figure 2 contains an outer pipe 1 and an inner pipe 2 with slots 3 in its upper and middle parts around the perimeter, partitions 4 outside the pipe 2 in its lower part, heat exchange elements 5 in the annular channel between the pipes 1 and 2 and heat exchange elements 6 inside the pipe 2, installed in the tube sheets 7. To the section are attached a front chamber 8 and a rear chamber with an outer pipe 9 and with an annular insert in the form of a pipe 10. The section is equipped with nozzles 11, 12, 13 for the first heat carrier, and the rear camera is equipped with a stalemate ubkami 14, 15 and 16 for the second coolant.

Конструкции кожухотрубчатых теплообменников на фиг.1 и фиг.2 отличаются друг от друга лишь тем, что на фиг.1 внутренняя труба 2 секции и вставка 10 задней камеры расположены соосно наружной трубе 1 секции и наружной трубе 9 задней камеры соответственно. А на фиг.2 внутренняя труба 2 секции и вставка 10 задней камеры расположены несоосно наружной трубе 1 секции и наружной трубе 9 задней камеры соответственно.The design of the shell-and-tube heat exchangers in FIG. 1 and FIG. 2 differ from each other only in that in FIG. 1, the inner tube 2 of the section and the insert 10 of the rear chamber are aligned with the outer tube 1 of the section and the outer tube 9 of the rear chamber, respectively. And in FIG. 2, the inner tube 2 of the section and the insert 10 of the rear chamber are arranged misaligned to the outer tube 1 of the section and the outer tube 9 of the rear chamber, respectively.

Работает предлагаемый кожухотрубчатый теплообменник следующим образом.The proposed shell-and-tube heat exchanger operates as follows.

Первый теплоноситель подается через вваренный в наружную трубу 1 патрубок 11 с фланцем в кольцевой канал между внутренней поверхностью наружной трубы 1 и наружной поверхностью внутренней трубы 2 и при своем движении слева направо омывает теплообменные элементы 5, находящиеся внутри кольцевого канала и установленные в трубных решетках 7.The first heat carrier is supplied through a pipe 11 welded into the outer pipe 1 with a flange into the annular channel between the inner surface of the outer pipe 1 and the outer surface of the inner pipe 2 and, when moving from left to right, washes heat exchangers 5 located inside the annular channel and installed in the tube sheets 7.

Затем через прорези 3 первый теплоноситель поступает внутрь внутренней трубы 2 и при своем движении справа налево омывает снаружи теплообменные элементы 6, находящиеся внутри внутренней трубы 2 и установленные в трубных решетках 7. Перегородки 4 в нижней части трубы 2 препятствуют прохождению первого теплоносителя в прорези 3, минуя теплообменные элементы 5. Первый теплоноситель выходит через патрубок 13, вваренный в наружную трубу 1 и во внутреннюю трубу 2, в патрубок 12, приваренный к наружной поверхности наружной трубы 1.Then, through the slots 3, the first coolant enters the inner pipe 2 and, when moving from right to left, bathes the heat exchange elements 6 inside the inner pipe 2 and installed in the tube sheets 7. The partitions 4 in the lower part of the pipe 2 prevent the first coolant from passing through the slots 3, bypassing the heat exchange elements 5. The first coolant exits through the pipe 13, welded into the outer pipe 1 and into the inner pipe 2, into the pipe 12, welded to the outer surface of the outer pipe 1.

Второй теплоноситель подается через патрубок 14 с фланцем, вваренный в наружную трубу 9 задней камеры, в кольцевой канал между наружной трубой 9 задней камеры и находящейся в ней кольцевой вставкой 10 и движется справа налево внутри теплообменных элементов 5, находящихся в кольцевом канале между трубами 1 и 2. Из этих теплообменных элементов второй теплоноситель вытекает в переднюю камеру 8 и, двигаясь слева направо внутри теплообменных элементов 6, находящихся внутри внутренней трубы 2, отводится внутрь кольцевой вставки 10 задней камеры и из нее через патрубок 15, вваренный в трубу 9 и в кольцевую вставку 10 задней камеры, в патрубок 16, приваренный к наружной поверхности наружной трубы 9 задней камеры.The second heat carrier is supplied through a pipe 14 with a flange, welded into the outer pipe 9 of the rear chamber, into the annular channel between the outer pipe 9 of the rear chamber and the ring insert 10 located therein and moves from right to left inside the heat exchange elements 5 located in the annular channel between the pipes 1 and 2. From these heat exchange elements, the second heat carrier flows into the front chamber 8 and, moving from left to right inside the heat exchange elements 6 located inside the inner tube 2, is discharged inside the annular insert 10 of the rear chamber and from it through the pipe 15, welded into the pipe 9 and into the annular insert 10 of the rear chamber, into the pipe 16, welded to the outer surface of the outer pipe 9 of the rear chamber.

Затем первый и второй теплоносители из первого кожухотрубного теплообменника при необходимости подаются к присоединенному к нему второму теплообменнику и т.д.Then, the first and second heat carriers from the first shell-and-tube heat exchanger, if necessary, are supplied to the second heat exchanger connected to it, etc.

В каждой секции достигается значительная скорость движения теплообменивающихся сред, что обеспечивает большое значение коэффициента теплопередачи между ними. Кроме того, из-за отсутствия калачей предлагаемое изобретение дает уменьшение габаритов кожухотрубчатых теплообменников и расходов на их монтаж и обслуживание, а также экономию производственных площадей.In each section, a significant speed of movement of heat-exchanging media is achieved, which ensures a large value of the heat transfer coefficient between them. In addition, due to the lack of streamers, the present invention provides a reduction in the dimensions of shell-and-tube heat exchangers and the cost of their installation and maintenance, as well as saving production space.

Claims (2)

1. Теплообменник кожухотрубчатый, секция которого состоит из наружной трубы и внутренней трубы, трубных решеток, отличающийся тем, что во внутренней трубе имеются прорези и в ее нижней части снаружи установлены перегородки, теплообменные элементы - трубки находятся в кольцевом канале между внутренней поверхностью наружной трубы и наружной поверхностью внутренней трубы и внутри внутренней трубы, и имеются передняя камера и задняя камера с кольцевой вставкой, патрубки для подачи и отвода теплоносителей, при этом наружная и внутренняя трубы секции, а также наружная труба задней камеры и кольцевая вставка в нее расположены соосно.1. A shell-and-tube heat exchanger, the section of which consists of an outer pipe and an inner pipe, tube sheets, characterized in that there are slots in the inner pipe and partitions are installed in its lower part from the outside, heat exchange elements - tubes are located in the annular channel between the inner surface of the outer pipe and the outer surface of the inner pipe and inside the inner pipe, and there is a front chamber and a rear chamber with an annular insert, nozzles for supplying and discharging coolants, while the outer and inner pipes The sections, as well as the outer tube of the rear chamber and the annular insert into it, are aligned. 2. Теплообменник кожухотрубчатый, секция которого состоит из наружной трубы и внутренней трубы, трубных решеток, отличающийся тем, что во внутренней трубе имеются прорези и в ее нижней части снаружи установлены перегородки, теплообменные элементы - трубки находятся в кольцевом канале между внутренней поверхностью наружной трубы и наружной поверхностью внутренней трубы и внутри внутренней трубы, и имеются передняя камера и задняя камера с кольцевой вставкой, патрубки для подачи и отвода теплоносителей, при этом наружная и внутренняя трубы секции, а также наружная труба задней камеры и кольцевая вставка в нее расположены несоосно.2. A shell-and-tube heat exchanger, the section of which consists of an outer pipe and an inner pipe, tube sheets, characterized in that there are slots in the inner pipe and partitions are installed in its lower part, heat exchange elements - tubes are located in the annular channel between the inner surface of the outer pipe and the outer surface of the inner pipe and inside the inner pipe, and there is a front chamber and a rear chamber with an annular insert, nozzles for supplying and discharging coolants, while the outer and inner pipes The sections, as well as the outer tube of the rear chamber and the annular insert into it, are not aligned.
RU2006110333/06A 2006-03-30 2006-03-30 Heat exchanger RU2323402C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006110333/06A RU2323402C2 (en) 2006-03-30 2006-03-30 Heat exchanger

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006110333/06A RU2323402C2 (en) 2006-03-30 2006-03-30 Heat exchanger

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006110333A RU2006110333A (en) 2008-01-10
RU2323402C2 true RU2323402C2 (en) 2008-04-27

Family

ID=39019464

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006110333/06A RU2323402C2 (en) 2006-03-30 2006-03-30 Heat exchanger

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2323402C2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2753796A1 (en) * 1976-12-16 1978-06-29 Westinghouse Electric Corp HEAT EXCHANGERS, IN PARTICULAR FOR NUCLEAR REACTOR SYSTEMS, WITH AN AUXILIARY COOLING DEVICE
SU1390509A1 (en) * 1986-09-22 1988-04-23 Коростенский Завод Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции Shell-and-tube heat exchanger
RU2262056C2 (en) * 2003-11-13 2005-10-10 Трифонов Николай Николаевич Surface heat exchanger

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2753796A1 (en) * 1976-12-16 1978-06-29 Westinghouse Electric Corp HEAT EXCHANGERS, IN PARTICULAR FOR NUCLEAR REACTOR SYSTEMS, WITH AN AUXILIARY COOLING DEVICE
SU1390509A1 (en) * 1986-09-22 1988-04-23 Коростенский Завод Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции Shell-and-tube heat exchanger
RU2262056C2 (en) * 2003-11-13 2005-10-10 Трифонов Николай Николаевич Surface heat exchanger

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006110333A (en) 2008-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN201517899U (en) Pipe shell type heat exchanger
US3963071A (en) Chell-and-tube heat exchanger for heating viscous fluids
CN214892749U (en) Heat exchanger for flash tower of fractionating tower
RU2489663C1 (en) Heat exchanger
RU185103U1 (en) Heat exchanger for cooling exhaust gases of an internal combustion engine
RU2323402C2 (en) Heat exchanger
US20120298226A1 (en) Modular Heating and/or Cooling System with a Vertical Manifold and Method of Making Same
RU2561799C1 (en) Air cooling heat exchange unit
RU2386096C2 (en) Honeycomb heat exchanger with flow swirling
RU2700990C1 (en) Multistage shell-and-tube heat exchanger
JP3591970B2 (en) Multi-tube heat exchanger
KR20150098451A (en) Shell and tube type heat exchanger
RU2386095C2 (en) Heat exchanger
RU2378593C1 (en) Heat exchanger
RU2269080C2 (en) Heat exchanger
RU2619432C2 (en) Radial plated heat and mass exchange device
RU2070309C1 (en) Heat exchanger
RU2264586C1 (en) Two-contour heating device for central heating systems
RU182526U1 (en) MULTI-WAY SHELL-TUBE HEAT EXCHANGER
EA024963B1 (en) Cylindrical heat exchanger
SU1211582A1 (en) Shell-and-tube heat exchanger
CN206387293U (en) A kind of circular wave plate volumetric heat exchanger of special construction
RU2047074C1 (en) Heat exchanger
RU78916U1 (en) HEAT EXCHANGER
CN116718040B (en) High efficiency chamber heat exchanger for pressure isolation station

Legal Events

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

Effective date: 20080331