RU2596910C1 - Heat exchange element of tubular heat exchangers - Google Patents

Heat exchange element of tubular heat exchangers Download PDF

Info

Publication number
RU2596910C1
RU2596910C1 RU2015127841/06A RU2015127841A RU2596910C1 RU 2596910 C1 RU2596910 C1 RU 2596910C1 RU 2015127841/06 A RU2015127841/06 A RU 2015127841/06A RU 2015127841 A RU2015127841 A RU 2015127841A RU 2596910 C1 RU2596910 C1 RU 2596910C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat
tubes
tube
heat exchange
exchange element
Prior art date
Application number
RU2015127841/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Пантелеевич Сухоносов
Original Assignee
Евгений Пантелеевич Сухоносов
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 Евгений Пантелеевич Сухоносов filed Critical Евгений Пантелеевич Сухоносов
Priority to RU2015127841/06A priority Critical patent/RU2596910C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2596910C1 publication Critical patent/RU2596910C1/en

Links

Landscapes

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

Abstract

FIELD: heat exchange.
SUBSTANCE: invention relates to heat engineering and can be used in power engineering, petrochemical, food and other industries. Essence of the invention: the heat exchange element of the tubular heat exchangers, equipped with the tube sheets and heat exchange tubes, characterised by, that the heat exchange tubes after short technological straight portion are made along the spiral line of diameter corresponding to the place of tube inlet-outlet in the tube plates, and thermohydraulic characteristics of tubes in the direction from periphery to center are aligned by increase along the arc angle between the input/output of the tube, change of the tubes diameter by throttling, as well as a combination thereof, keeping the equality of ratio I/de.
EFFECT: heat exchanger with proposed design of the heat exchange element enables to increase, without reducing reliability, thermal power up to 20 % and more relative to the heat exchangers with straight tubes at the same overall dimensions of the heat exchanger, increase the rate of heating-cooling, and it is comparable by heat power with spiral ones.
1 cl

Description

Известны кожухотрубные теплообменники с теплообменным элементом в виде прямолинейных теплообменных трубок и спиральных. Для первых характерны недостаточная теплоотдача на единицу длины теплообменника, в зависимости от области применения сравнительно быстрое накопление осадка на стенках трубок и существенные ограничения на скорость разогрева-охлаждения теплообменника. Для вторых характерны утонения на растянутых участках, особенно перед собственно спиралью и на малых диаметрах навивки, повышенные гидравлические потери за счет резкого изменения направления потока в теплообменных трубках, существенные потери мощности при необходимости глушения трубки. Технический результат, позволяющий минимизировать вышеуказанные недостатки, достигается тем, что теплообменные трубки выполнены по винтообразной линии, одинаковы и с одним и тем же углом по дуге между входом и выходом в пределах каждого слоя, этот угол увеличивается от наружных слоев к внутренним, примерное равенство отношения L/dэ (где L - длина трубки, dэ - эквивалентный внутренний диаметр трубки) выдерживается за счет угла по дуге между входом и выходом трубки, изменением внутреннего диаметра трубки, при необходимости дросселированием, а также их комбинацией, а короткий прямолинейный участок предназначен для облегчения технологии сборки. При этом за счет некоторой турбулентности потока уменьшается количество отложений, глушение даже нескольких трубок не приводит к существенным потерям, от слоя к слою практически не изменяются теплогидравлические характеристики, за счет малого искривления отсутствует сколь-нибудь существенное утонение, за счет непрямолинейности трубок увеличивается скорость разогрева-охлаждения, увеличение мощности теплообменника достигается увеличением длины теплообменных трубок, выполняемых по винтообразной линии. К примеру, тепловая мощность, относительно теплообменников с прямыми трубками, при отношении расстояния между трубными досками, без учета технологического прямолинейного участка, к диаметру наружного слоя трубок, равному π/2, и угле между входом и выходом трубки 180°, может достигать 140%. Таким образом, теплообменный элемент кожухотрубных теплообменников, имеющий в своем составе трубные доски и теплообменные трубки, характеризующийся тем, что теплообменные трубки после короткого технологического прямолинейного участка выполнены по винтообразной линии диаметром, соответствующим месту входа-выхода трубки в трубных досках, а теплогидравлические характеристики трубок по направлению от периферии к центру выравниваются увеличением по дуге угла между входом-выходом трубки, изменением диаметра трубок, дросселированием, а также их комбинацией, выдерживая равенство отношения L/dэ, позволяет решить поставленную задачу.Shell-and-tube heat exchangers with a heat exchange element in the form of rectilinear heat-exchange tubes and spiral are known. The former are characterized by insufficient heat transfer per unit length of the heat exchanger, depending on the application, a relatively rapid accumulation of sediment on the walls of the tubes and significant restrictions on the rate of heating-cooling of the heat exchanger. The second is characterized by thinning on stretched sections, especially in front of the spiral itself and on small winding diameters, increased hydraulic losses due to a sharp change in the direction of flow in the heat exchange tubes, and significant power losses if it is necessary to kill the tube. The technical result that allows to minimize the above disadvantages is achieved by the fact that the heat exchange tubes are made in a helical line, are identical and with the same angle along the arc between the input and output within each layer, this angle increases from the outer layers to the inner ones, approximate equality of the ratio L / d e (where L - length of the tube, d e - equivalent diameter of the inner tube) is maintained due to the angle along the arc between the inlet and outlet tubes, change of the internal diameter of the tube, if necessary throttling, and combinations thereof, and the short straight section is designed for ease of assembly technology. At the same time, due to some flow turbulence, the amount of deposits decreases, killing even several tubes does not lead to significant losses, thermohydraulic characteristics practically do not change from layer to layer, due to small curvature there is no significant thinning, due to the non-linearity of the tubes, the heating rate increases cooling, increasing the capacity of the heat exchanger is achieved by increasing the length of the heat exchanger tubes, performed along a helical line. For example, the heat capacity, relative to heat exchangers with straight tubes, with the ratio of the distance between the tube plates, excluding the straight line section, to the diameter of the outer layer of the tubes equal to π / 2 and the angle between the inlet and outlet of the tube 180 °, can reach 140% . Thus, the heat-exchange element of shell-and-tube heat exchangers, incorporating tube plates and heat-exchange tubes, characterized in that the heat-exchange tubes after a short technological straight section are made along a helical line with a diameter corresponding to the place of tube inlet-outlet in the tube plates, and the thermohydraulic characteristics of the tubes are the direction from the periphery to the center is aligned with an increase in the arc of the angle between the inlet-outlet of the tube, a change in the diameter of the tubes, throttling, and akzhe combination, maintaining the equality of relationships L / d e, allows to solve the problem.

Claims (1)

Теплообменный элемент кожухотрубных теплообменников, имеющий в своем составе трубные доски и теплообменные трубки, характеризующийся тем, что теплообменные трубки после короткого технологического прямолинейного участка выполнены по винтообразной линии диаметром, соответствующим месту входа-выхода трубки в трубных досках, а теплогидравлические характеристики трубок по направлению от периферии к центру выравниваются увеличением по дуге угла между входом-выходом трубки, изменением диаметра трубок, дросселированием, а также их комбинацией, выдерживая равенство отношения L/dэ. The heat-exchange element of shell-and-tube heat exchangers, incorporating tube plates and heat-exchange tubes, characterized in that the heat-exchange tubes after a short technological straight section are made in a helical line with a diameter corresponding to the place of entry / exit of the tube in the tube boards, and the thermohydraulic characteristics of the tubes are from the periphery to the center are aligned by increasing along the arc of the angle between the inlet-outlet of the tube, changing the diameter of the tubes, throttling, and also their combination nation, maintaining the equality of the ratio L / d e .
RU2015127841/06A 2015-07-09 2015-07-09 Heat exchange element of tubular heat exchangers RU2596910C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015127841/06A RU2596910C1 (en) 2015-07-09 2015-07-09 Heat exchange element of tubular heat exchangers

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015127841/06A RU2596910C1 (en) 2015-07-09 2015-07-09 Heat exchange element of tubular heat exchangers

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2596910C1 true RU2596910C1 (en) 2016-09-10

Family

ID=56892807

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015127841/06A RU2596910C1 (en) 2015-07-09 2015-07-09 Heat exchange element of tubular heat exchangers

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2596910C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU840662A1 (en) * 1979-08-23 1981-06-23 Предприятие П/Я Г-4461 Shell-and-tube heat exchanger
SU1726954A1 (en) * 1989-12-04 1992-04-15 Всесоюзный научно-исследовательский институт гелиевой техники Tubular spiral exchanger
RU2072067C1 (en) * 1994-07-12 1997-01-20 Сергей Михайлович Дмитриев Straight-flow vertical steam generator
CN201233190Y (en) * 2008-04-23 2009-05-06 辽宁石油化工大学 Double shell spiral contort flat tube heat exchanger
RU2386096C2 (en) * 2008-04-11 2010-04-10 Общество с ограниченной ответственностью "ЭнергоТехника" Honeycomb heat exchanger with flow swirling
CN101871737A (en) * 2010-06-23 2010-10-27 华南理工大学 External guide single shell pass support-free crosscharge curve surface tube energy-saving heat exchanger

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU840662A1 (en) * 1979-08-23 1981-06-23 Предприятие П/Я Г-4461 Shell-and-tube heat exchanger
SU1726954A1 (en) * 1989-12-04 1992-04-15 Всесоюзный научно-исследовательский институт гелиевой техники Tubular spiral exchanger
RU2072067C1 (en) * 1994-07-12 1997-01-20 Сергей Михайлович Дмитриев Straight-flow vertical steam generator
RU2386096C2 (en) * 2008-04-11 2010-04-10 Общество с ограниченной ответственностью "ЭнергоТехника" Honeycomb heat exchanger with flow swirling
CN201233190Y (en) * 2008-04-23 2009-05-06 辽宁石油化工大学 Double shell spiral contort flat tube heat exchanger
CN101871737A (en) * 2010-06-23 2010-10-27 华南理工大学 External guide single shell pass support-free crosscharge curve surface tube energy-saving heat exchanger

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN203323601U (en) Heat transfer tube and heat exchanger adopting same
US20160018168A1 (en) Angled Tube Fins to Support Shell Side Flow
US20100139902A1 (en) Plastic heat exchanger
EP2241849A3 (en) Micro-channel heat exchanger in the form of a core-type radiator with special return pipe arrangement
US7546867B2 (en) Spirally wound, layered tube heat exchanger
CN206556475U (en) A kind of poor double pipe heat exchanger of small end and its component
CN107228581A (en) Sub-thread stream reduced pipe wound tube heat exchanger
CN103868393A (en) Efficient heat exchange pipe
CN204535502U (en) A kind of falling film type heat exchange section of jurisdiction
CN203489539U (en) Heat exchanger
RU2596910C1 (en) Heat exchange element of tubular heat exchangers
RU2382973C1 (en) Single-flow tubular coil
RU2009139458A (en) TUBULAR CRACKING FURNACE
CA3010569A1 (en) Heat exchanger
RU182250U1 (en) Heat exchanger
US1935412A (en) Fluid cooler
JP2019078419A5 (en)
RU2502931C2 (en) Double-pipe heat exchanger
RU62694U1 (en) HEAT EXCHANGE ELEMENT
CN203629401U (en) Inner spiral special-shaped outside fin heat exchange tube
RU182249U1 (en) Heat exchanger
CN103225933A (en) Evaporator with variable-toothform internal-thread enhanced tube
CN207649173U (en) A kind of microchannel tubing heat exchanger
WO2015107970A1 (en) Heat transfer tube for heat exchanger and heat exchanger
CN206724747U (en) Spiral winding tube type heat exchanger

Legal Events

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

Effective date: 20190710