RU2494329C1 - Shell-and-tube heat exchanger - Google Patents

Shell-and-tube heat exchanger Download PDF

Info

Publication number
RU2494329C1
RU2494329C1 RU2012104364/06A RU2012104364A RU2494329C1 RU 2494329 C1 RU2494329 C1 RU 2494329C1 RU 2012104364/06 A RU2012104364/06 A RU 2012104364/06A RU 2012104364 A RU2012104364 A RU 2012104364A RU 2494329 C1 RU2494329 C1 RU 2494329C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sections
tube
media
medium
shell
Prior art date
Application number
RU2012104364/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012104364A (en
Inventor
Николай Григорьевич Гладков
Ярослав Владимирович Головин
Виталий Кириллович Трофимов
Ольга Владимировна Демина
Original Assignee
Николай Григорьевич Гладков
Ярослав Владимирович Головин
Виталий Кириллович Трофимов
Ольга Владимировна Демина
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 Николай Григорьевич Гладков, Ярослав Владимирович Головин, Виталий Кириллович Трофимов, Ольга Владимировна Демина filed Critical Николай Григорьевич Гладков
Priority to RU2012104364/06A priority Critical patent/RU2494329C1/en
Publication of RU2012104364A publication Critical patent/RU2012104364A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2494329C1 publication Critical patent/RU2494329C1/en

Links

Images

Landscapes

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

Abstract

FIELD: power industry.
SUBSTANCE: in a shell-and-tube heat exchanger containing identical sections connected to each other, each of which includes a bank of tubes, which is arranged in the shell, at that, the tubes are fixed on opposite ends in tube sheets, and header chambers of tube and inter-tube media with partition walls forming spatial connections between sections and specifying medium flow directions in them, header chambers of the tube and inter-tube media includes the sections, in which partition walls are installed after two or more inlets of media to the sections, thus forming series connected groups of two and more sections with parallel medium flow in each group; at that, in the header chamber of the tube medium there can be installed an additional partition wall before medium inlets to the sections of one of the groups with parallel medium flow.
EFFECT: improving use efficiency of heat energy of a primary source owing to reducing hydraulic losses.
2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к разработке и проектированию теплообменных аппаратов и может быть использовано в промышленной теплоэнергетике, химической, пищевой и других областях промышленности.The invention relates to the development and design of heat exchangers and can be used in industrial heat power, chemical, food and other industries.

Известен кожухотрубный теплообменник, содержащий соединенные между собой идентичные секции, каждая из которых содержит размещенный в кожухе пучок труб, закрепленных с противоположных торцов в трубных решетках (Патент РФ №2011945, МКИ F28D 7/16, заявл. 16.0692, опубл. 30.04.94). В этом теплообменнике достигается повышенная производительность в меньшем объеме за счет более плотной компоновки секций, однако использование специальных коллекторов трубной и межтрубной сред значительно утяжеляет и усложняет его конструкцию.Known shell-and-tube heat exchanger containing interconnected identical sections, each of which contains a bundle of pipes located in the casing, fixed from opposite ends in the tube sheets (RF Patent No. 20111945, MKI F28D 7/16, application. 16.0692, publ. 30.04.94) . In this heat exchanger, increased productivity is achieved in a smaller volume due to a denser arrangement of sections, however, the use of special collectors of pipe and annular media significantly complicates and complicates its design.

Наиболее близким по технической сущности является кожухотрубный теплообменник, содержащий соединенные между собой идентичные секции, каждая из которых содержит размещенный в кожухе пучок труб, закрепленных с противоположных торцов в трубных решетках, и коллекторные камеры трубной и межтрубной сред с перегородками, образующими пространственные соединения между секциями и задающими направления течения сред в них (Патент РФ №2133004, МКИ F28D 7/00, заявл. 29.08.96, опубл. 10.07.99). Данное техническое решение позволяет создать относительно компактную конструкцию и увеличить эффективность использования поверхности нагрева теплоносителя за счет применения единых коллекторных камер вместо промежуточных подводящих и отводящих соединительных патрубков. В то же время в этом теплообменнике перегородки в коллекторных камерах задают обычное направление движения сред, т.е. среды последовательно проходят через каждую смежную секцию. Такое движение ограничивает возможности регулирования и оптимизации по заданному критерию соотношений параметров теплопередачи и гидравлических характеристик потоков.The closest in technical essence is a shell-and-tube heat exchanger containing identical sections interconnected, each of which contains a bundle of pipes mounted in the casing, fixed from opposite ends in the tube sheets, and collector chambers of the pipe and annular media with partitions forming spatial connections between the sections and setting the direction of the flow of media in them (RF Patent No. 2133004, MKI F28D 7/00, application. 29.08.96, publ. 10.07.99). This technical solution allows you to create a relatively compact design and increase the efficiency of using the heating surface of the coolant through the use of single collector chambers instead of intermediate inlet and outlet connecting pipes. At the same time, in this heat exchanger, the partitions in the collector chambers set the usual direction of the medium’s movement, i.e. media sequentially pass through each adjacent section. This movement limits the possibilities of regulation and optimization according to a given criterion of the ratio of heat transfer parameters and hydraulic flow characteristics.

Изобретение решает задачу получения дополнительных возможностей повышения эффективности использования тепловой энергии первичного источника за счет возможности уменьшения гидравлических потерь.The invention solves the problem of obtaining additional opportunities to increase the efficiency of use of thermal energy of the primary source due to the possibility of reducing hydraulic losses.

Сущность изобретения заключается в том, в кожухотрубном теплообменнике, содержащем соединенные между собой идентичные секции, каждая из которых содержит размещенный в кожухе пучок труб, закрепленных с противоположных торцов в трубных решетках, и коллекторные камеры трубной и межтрубной сред с перегородками, образующими пространственные соединения между секциями и задающими направления течения сред в них, коллекторные камеры трубной и межтрубной сред содержат участки, в которых перегородки установлены после каждых двух или более входов сред в секции, образуя последовательно соединенные группы, соответственно, двух и более секций с параллельным движением сред в каждой группе.The essence of the invention lies in the fact that in a shell-and-tube heat exchanger containing identical sections interconnected, each of which contains a bundle of pipes mounted in the casing, fixed from opposite ends in the tube sheets, and collector chambers of the pipe and annular media with partitions forming spatial connections between the sections and specifying the directions of the flow of media in them, the collector chambers of the pipe and annular media contain sections in which partitions are installed after every two or more inlets s media in the section, forming series-connected groups of, respectively, two or more sections with the parallel movement of the media in each group.

Для специальных вариантов схем теплообмена может быть установлена дополнительная перегородка перед входами среды в секции одной из групп с параллельным движением среды.For special versions of heat transfer schemes, an additional partition can be installed in front of the medium inlets in the sections of one of the groups with parallel movement of the medium.

Изобретение иллюстрируется чертежом, где на фиг.1 представлена общий пример схемы теплообменника с группами секций, на фиг.2 - вариант схемы теплообменника для определенной задачи теплообмена.The invention is illustrated in the drawing, in which Fig. 1 shows a general example of a heat exchanger circuit with groups of sections, Fig. 2 is a variant of a heat exchanger circuit for a specific heat transfer task.

Кожухотрубный теплообменник содержит идентичные теплообменные секции 1-7 (Фиг.1), каждая из которых включает пучок труб 8, размещенных в кожухе 9 и закрепленных с противоположных торцов в трубных решетках 10. Секции с противоположных торцов соединены с коллекторной камерой 11 трубной среды, имеющим входной фланец 12. Коллекторная камера трубной среды содержит перегородки 13-16. Линией 17 со стрелками показаны направления движения трубной среды. Перегородка 13 установлена после входа среды в секцию 1, перегородка 14 установлена после входов среды секций 2, 3, 4, перегородка 15 установлена после входов среды в секции 5,6, перегородка 16 - после входа среды в секцию 7. Такое расположение перегородок образует удлиненные участки коллекторной камеры 11 трубной сред и задает последовательное соединение групп секций: первая группа состоит из одной секции 1 (аналогично прототипу), вторая группа - из трех секций 2, 3, 4, третья группа - из двух секций 5, 6, четвертая группа - из одной секции 7. В группах с числом секций, равным двум и более реализуется параллельное движение среды с меньшим гидравлическим сопротивлением. Таким же образом можно построить различное сочетание групп с различным числом секций в каждой группе. Положение перегородок в коллекторной камере межтрубной среды (на чертеже для простоты не показана) соответствует расположению перегородок в коллекторной камере 11 трубной среды и обеспечивает обычный противоток двух сред в каждой секции теплообменника. В коллекторной камере 11 трубной среды (Фиг.2) может быть установлена дополнительная перегородка 18, разделяющая по существу эту камеру на два отдельных контура. Первый контур со входным фланцем 12 получает выходной фланец 19, а второй контур получает дополнительный входной фланец 20 и дополнительный выходной фланец 21. При этом контур межтрубной среды остается неразрывным, как показано тонкими линиями 22 на Фиг.2.The shell-and-tube heat exchanger contains identical heat-exchange sections 1-7 (Fig. 1), each of which includes a bundle of pipes 8 located in the casing 9 and fixed from opposite ends in the tube sheets 10. Sections from opposite ends are connected to the collector chamber 11 of the pipe medium having inlet flange 12. The collector chamber of the pipe medium contains partitions 13-16. Line 17 with arrows shows the direction of movement of the pipe medium. The partition 13 is installed after the medium enters into section 1, the partition 14 is installed after the medium inlets of sections 2, 3, 4, the partition 15 is installed after the medium inlets in section 5.6, the partition 16 after the medium enters section 7. This arrangement of the partitions forms elongated sections of the collector chamber 11 of the pipe medium and defines a sequential connection of groups of sections: the first group consists of one section 1 (similar to the prototype), the second group of three sections 2, 3, 4, the third group of two sections 5, 6, the fourth group from one section 7. In groups with numbers m of sections equal to two or more parallel traffic environment is realized with a smaller flow resistance. In the same way, you can build a different combination of groups with a different number of sections in each group. The position of the partitions in the manifold chamber of the annular medium (not shown in the drawing for simplicity) corresponds to the location of the partitions in the manifold chamber 11 of the tubular medium and provides a normal counterflow of two media in each section of the heat exchanger. In the collector chamber 11 of the pipe medium (Figure 2) can be installed an additional partition 18, dividing essentially this chamber into two separate circuits. The first circuit with an inlet flange 12 receives an output flange 19, and the second circuit receives an additional inlet flange 20 and an additional output flange 21. The contour of the annular medium remains inextricable, as shown by thin lines 22 in FIG. 2.

Таким образом, используя наборы из групп идентичных секций, образуемые путем размещения унифицированных перегородок в определенных местах по длине коллекторных камер, теплообменник может содержать по межтрубной среде один общий поток, а по другой трубной среде несколько разных не связанных между собой потоков. Для реализации такой схемы теплообмена в известных теплообменниках необходимо либо использовать несколько стандартных теплообменников, объединив их в общую схему, либо специально создавать нестандартный теплообменник, применимый только для одной конкретной схемы распределения потоков сред. В любом случае, эффективность продукции снижается.Thus, using sets of groups of identical sections, formed by placing standardized partitions in certain places along the length of the collector chambers, the heat exchanger can contain one common flow along the annular medium and several different unrelated flows along the other pipe medium. To implement such a heat exchange scheme in known heat exchangers, it is necessary either to use several standard heat exchangers, combining them into a common circuit, or to specially create a non-standard heat exchanger applicable only to one specific medium flow distribution scheme. In any case, product efficiency is reduced.

В предложенном решении возможно с наименьшими затратами на разработку и изготовление в одном теплообменнике объединить, например, функции отопления и двухступенчатого горячего водоснабжения, тогда как на практике используют для этого три разных теплообменника. В результате достигается экономия объема помещения за счет компактности системы в целом.In the proposed solution, it is possible to combine, for example, the heating and two-stage hot water supply functions with the lowest development and manufacturing costs in one heat exchanger, whereas in practice three different heat exchangers are used for this. As a result, space savings are achieved due to the compactness of the system as a whole.

Claims (2)

1. Кожухотрубный теплообменник, содержащий соединенные между собой идентичные секции, каждая из которых содержит размещенный в кожухе пучок труб, закрепленных с противоположных торцов в трубных решетках, и коллекторные камеры трубной и межтрубной сред с перегородками, образующими пространственные соединения между секциями и задающими направления течения сред в них, отличающийся тем, что коллекторные камеры трубной и межтрубной сред содержат участки, в которых перегородки установлены после каждых двух или более входов сред в секции, образуя последовательно соединенные группы, соответственно, двух и более секций с параллельным движением сред в каждой группе.1. Shell-and-tube heat exchanger containing identical sections interconnected, each of which contains a bundle of pipes located in the casing, fixed from opposite ends in the tube sheets, and collector chambers of the pipe and annular media with partitions forming spatial connections between the sections and setting the direction of the flow of the media in them, characterized in that the collector chambers of the pipe and annular environments contain sections in which partitions are installed after every two or more inputs of the media in the section, azuya serially connected groups, respectively, two or more sections with parallel movement of media in each group. 2. Кожухотрубный теплообменник по п.1, отличающийся тем, что в коллекторной камере трубной среды установлена дополнительная перегородка перед входами среды в секции одной из групп с параллельным движением среды. 2. The shell-and-tube heat exchanger according to claim 1, characterized in that an additional partition is installed in front of the medium inlets in the section of one of the groups with parallel movement of the medium in the collector chamber of the pipe medium.
RU2012104364/06A 2012-02-09 2012-02-09 Shell-and-tube heat exchanger RU2494329C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012104364/06A RU2494329C1 (en) 2012-02-09 2012-02-09 Shell-and-tube heat exchanger

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012104364/06A RU2494329C1 (en) 2012-02-09 2012-02-09 Shell-and-tube heat exchanger

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012104364A RU2012104364A (en) 2013-08-20
RU2494329C1 true RU2494329C1 (en) 2013-09-27

Family

ID=49162420

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012104364/06A RU2494329C1 (en) 2012-02-09 2012-02-09 Shell-and-tube heat exchanger

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2494329C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU176496U1 (en) * 2017-01-27 2018-01-22 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный морской технический университет" (СПбГМТУ) HEAT EXCHANGE DEVICE
RU181420U1 (en) * 2017-12-18 2018-07-13 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" SHELL-TUBULATED HEAT EXCHANGE UNIT
RU2700311C1 (en) * 2018-12-25 2019-09-16 Общество с ограниченной ответственностью "Эволюция Биогазовых Систем" Heat exchanger

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2357847A1 (en) * 1976-07-07 1978-02-03 Keller Eduard Ag HOT WATER HEATING BODY
SU872936A1 (en) * 1980-01-10 1981-10-15 Предприятие П/Я А-1665 Shell-and-tube heat exchanger
RU2133004C1 (en) * 1996-08-29 1999-07-10 Акционерное общество закрытого типа "САТЭКС" Heat exchanger
RU2309354C1 (en) * 2006-01-23 2007-10-27 Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" Sectional heater
RU2010136487A (en) * 2010-08-30 2012-03-10 Евгений Андреевич Осмачко (RU) HEAT EXCHANGER

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2357847A1 (en) * 1976-07-07 1978-02-03 Keller Eduard Ag HOT WATER HEATING BODY
SU872936A1 (en) * 1980-01-10 1981-10-15 Предприятие П/Я А-1665 Shell-and-tube heat exchanger
RU2133004C1 (en) * 1996-08-29 1999-07-10 Акционерное общество закрытого типа "САТЭКС" Heat exchanger
RU2309354C1 (en) * 2006-01-23 2007-10-27 Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" Sectional heater
RU2010136487A (en) * 2010-08-30 2012-03-10 Евгений Андреевич Осмачко (RU) HEAT EXCHANGER

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU176496U1 (en) * 2017-01-27 2018-01-22 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный морской технический университет" (СПбГМТУ) HEAT EXCHANGE DEVICE
RU181420U1 (en) * 2017-12-18 2018-07-13 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" SHELL-TUBULATED HEAT EXCHANGE UNIT
RU2700311C1 (en) * 2018-12-25 2019-09-16 Общество с ограниченной ответственностью "Эволюция Биогазовых Систем" Heat exchanger

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012104364A (en) 2013-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8708035B2 (en) Heat exchanger in a modular construction
CN103954153B (en) The pure reverse stream pipe shell heat exchanger of multipaths
RU2348882C1 (en) Astanov radial-spiral-type heat-exchanger (versions)
RU2012102917A (en) HEAT EXCHANGER WITH U-SHAPED TUBES, METHOD OF HEAT EXCHANGE BETWEEN THE HEAT EXCHANGE AND REFRIGERANT AND APPLICATION OF THE HEAT EXCHANGER WITH U-SHAPED TUBES
RU2494329C1 (en) Shell-and-tube heat exchanger
RU2700311C1 (en) Heat exchanger
EA201992538A1 (en) HEAT EXCHANGE UNIT FOR DEVICES WITH A HEAT PUMP, IN PARTICULAR EVAPORATOR FOR PRODUCTION AND STORAGE OF ICE
RU2561799C1 (en) Air cooling heat exchange unit
CN101435669A (en) Internal fin flat tube shell and tube heat exchanger
CN102313401A (en) Microchannel heat exchanger
CN212645450U (en) Horizontal stacked multi-tube pass heat exchanger
RU2557146C1 (en) Radial and spiral heat exchanger
CN210833155U (en) Tube box coupling U-shaped heat exchange tube type multi-tube pass heat exchanger
RU201175U1 (en) Air cooling heat exchanger
CN108692489A (en) Heat exchanger attachment device
CN202770061U (en) Shell-and-tube heat exchanger with multiple fluorine paths and tubes distributed in series
RU176496U1 (en) HEAT EXCHANGE DEVICE
RU181420U1 (en) SHELL-TUBULATED HEAT EXCHANGE UNIT
RU2008125509A (en) HEAT EXCHANGER
CN206037810U (en) Bi -pass type heat exchanger hydroecium
CN104930497B (en) Shell-and-tube evaporator by adoption of composite type special-shaped tube bundle
WO2015024518A1 (en) Cylindrical gradient heat accumulator and manufacturing method thereof
CN104006699A (en) Condensation type heat exchange plate and condensation type heat exchanger with same
CN215984131U (en) Multi-flow spiral plate type heat exchanger
CN221302040U (en) A high-efficient shell and tube heat transfer device for preparing steam

Legal Events

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

Effective date: 20140210

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20150710

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190210