RU2700311C1 - Heat exchanger - Google Patents

Heat exchanger Download PDF

Info

Publication number
RU2700311C1
RU2700311C1 RU2018146718A RU2018146718A RU2700311C1 RU 2700311 C1 RU2700311 C1 RU 2700311C1 RU 2018146718 A RU2018146718 A RU 2018146718A RU 2018146718 A RU2018146718 A RU 2018146718A RU 2700311 C1 RU2700311 C1 RU 2700311C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pipe
heat exchanger
pipes
housing
tube
Prior art date
Application number
RU2018146718A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Даниил Рафикович Абубикеров
Андрей Павлович Матвеев
Александр Валентинович Подсекин
Юрий Васильевич Рогов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Эволюция Биогазовых Систем"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Эволюция Биогазовых Систем" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Эволюция Биогазовых Систем"
Priority to RU2018146718A priority Critical patent/RU2700311C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2700311C1 publication Critical patent/RU2700311C1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/16—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
    • F28D7/1607—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation with particular pattern of flow of the heat exchange media, e.g. change of flow direction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/0246—Arrangements for connecting header boxes with flow lines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/26—Arrangements for connecting different sections of heat-exchange elements, e.g. of radiators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

FIELD: heat exchange equipment.SUBSTANCE: invention relates to heat exchange equipment and can be used in various industries, communal and agricultural industries, mainly in industrial biogas plants. Heat exchanger comprises horizontally oriented cylindrical housing, bulged bottoms with seats, pipes medium supply and discharge branch pipes, inlet and outlet tubes of the tube medium, heat exchange elements in the form of tube bundles fixed at opposite ends in tube plates, which are fixed in opposite saddles. Central bundle of tubes is located along longitudinal axis of housing, and side bundles of pipes are located at distance from longitudinal axis at equal distance from each other. On one side of the housing, the central seat is connected to the pipe heat carrier supply pipe, and the side seats are connected to the collecting receiver inputs, the outlet of which is connected to the pipe heat carrier discharge branch pipe. On the other side of the housing, the central seat is connected to the inlet of the distribution manifold, the outlets of which are connected to the side seats, with possibility of pipe medium flowing in forward direction through central tube bundle and in reverse direction through side bundles of pipes, which realizes two-way heat exchange of heating medium.EFFECT: technical result consists in improvement of heat exchanger efficiency and reduction of metal consumption of its manufacturing.9 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к теплообменной технике и может быть использовано в различных отраслях промышленности, коммунального и сельского хозяйств, преимущественно в промышленных биогазовых установках.The invention relates to heat exchange technology and can be used in various industries, utilities and agriculture, mainly in industrial biogas plants.

Биомассу в биореакторе биогазовой установки необходимо поддерживать при определенной температуре для создания оптимальных условий повышенной продуктивности бактерий. Подогрев биомассы во внешнем теплообменнике перед ее помещением в биореактор позволяет существенно снизить затраты энергии на подогрев биомассы в биореакторе.The biomass in the bioreactor of a biogas plant must be maintained at a certain temperature to create optimal conditions for increased productivity of bacteria. Heating the biomass in an external heat exchanger before it is placed in the bioreactor can significantly reduce energy costs for heating the biomass in the bioreactor.

В качестве нагревательного устройства для биомассы применяют большей частью кожухотрубные теплообменники, особенность которых заключается в том, что пучок труб, собранный в двух трубных решетках, вместе с ними жестко закреплен в корпусе теплообменника.Mostly shell-and-tube heat exchangers are used as a heating device for biomass, the peculiarity of which is that the tube bundle assembled in two tube sheets is rigidly fixed with them in the heat exchanger body.

В RU 2334187 С1, МПК F28D 7/06, опубл. 20.09.2008, описан теплообменник, который содержит кожух с пучком теплообменных труб, закрепленных в трубной решетке, и поперечные перегородки, создающие поперечные потоки в межтрубном пространстве. Кожух снабжен патрубками ввода и вывода межтрубной среды, а к его фланцу прикреплена коллекторная камера с продольной перегородкой, разделяющей входную и выходную полости, соединенная с одним из торцов кожуха, прилегающим к трубной решетке, и снабженная патрубками ввода и вывода трубной среды. Перед патрубком вывода в кожухе установлена сплошная поперечная перегородка, а за патрубком вывода - дополнительные поперечные перегородки, создающие поперечные потоки в межтрубном пространстве, причем сплошная перегородка снабжена перепускными каналами, имеющими выход в последней перегородке перед трубной решеткой. При таком выполнении повышается интенсивность теплообмена за счет ликвидации застойных зон.In RU 2334187 C1, IPC F28D 7/06, publ. 09/20/2008, a heat exchanger is described which comprises a casing with a bundle of heat exchange tubes fixed in the tube sheet and transverse partitions creating transverse flows in the annulus. The casing is equipped with nozzles for input and output of the annular medium, and a collector chamber with a longitudinal partition separating the input and output cavities connected to one of the ends of the casing adjacent to the tube sheet and equipped with pipes for input and output of the pipe medium is attached to its flange. A continuous transverse partition is installed in front of the outlet pipe in the casing, and additional transverse partitions are created behind the outlet pipe, creating transverse flows in the annulus, and the continuous partition is equipped with bypass channels with an outlet in the last partition in front of the tube sheet. With this embodiment, the heat transfer increases due to the elimination of stagnant zones.

В RU 2647942 С1, МПК F28D 7/16, F28F 9/22, опубл. 21.03.2018, описан теплообменный аппарат, содержащий корпус с патрубками подвода и отвода теплоносителей трубной и межтрубной полостей и расположенный в нем пучок труб с по крайней мере одной имеющей свободные проходы в заданных местах для перетока среды межтрубной полости поперечной перегородкой, цилиндрическая поверхность которой снабжена дугообразным упругим уплотнительным элементом, охватывающим эту поверхность и входящим в контакт с внутренней поверхностью корпуса. Для повышения надежности упругий уплотнительный элемент выполнен из сетчатого материала, а свободный объем под дугообразным элементом заполнен эластичным материалом, теплообменного аппарата.In RU 2647942 C1, IPC F28D 7/16, F28F 9/22, publ. 03/21/2018, a heat exchanger is described that contains a housing with pipes for supplying and discharging coolants of the pipe and annular cavities and a bundle of pipes located in it with at least one transverse partition, which has free passages in the specified places for the flow of the annular medium, the cylindrical surface of which is provided with an arched an elastic sealing element covering this surface and coming into contact with the inner surface of the housing. To increase reliability, the elastic sealing element is made of mesh material, and the free volume under the arcuate element is filled with elastic material of a heat exchanger.

Устройство перегородок в межтрубном пространстве кожухотрубного теплообменника способствует увеличению скорости теплоносителя и повышению эффективности теплообмена. Однако одиночные кожухотрубные теплообменники по патентам RU 2334187, 2008 г. и RU 2647942, 2018 г. имеют недостаточную производительность из-за малого межтрубного пространства.The arrangement of partitions in the annular space of the shell-and-tube heat exchanger contributes to an increase in the velocity of the coolant and an increase in the efficiency of heat transfer. However, single shell-and-tube heat exchangers according to the patents RU 2334187, 2008 and RU 2647942, 2018 have insufficient performance due to the small annular space.

Увеличение производительности в кожухотрубном теплообменнике по патенту RU 2133004, МКИ F28D 7/00, опубл. 10.07.1999, обеспечивается за счет увеличения количества соединенные между собой идентичных секций, каждая из которых содержит размещенный в кожухе пучок труб, закрепленных с противоположных торцов в трубных решетках, и коллекторных камер трубной и межтрубной сред с перегородками, образующих пространственные соединения между секциями и задающими направления течения сред в них Данное техническое решение позволяет создать относительно компактную конструкцию и увеличить эффективность использования поверхности нагрева теплоносителя за счет применения единых коллекторных камер. В этом теплообменнике перегородки в коллекторных камерах задают обычное направление движения сред, то есть 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 increase in productivity in a shell-and-tube heat exchanger according to the patent RU 2133004, MKI F28D 7/00, publ. 07/10/1999, is ensured by increasing the number of interconnected identical sections, each of which contains a bundle of pipes located in the casing, fixed from opposite ends in the tube sheets, and the collector chambers of the pipe and annular media with partitions forming spatial connections between the sections and the master directions of the flow of media in them. This technical solution allows you to create a relatively compact design and increase the efficiency of using the heating medium heating surface due to t applying common collecting chamber. In this heat exchanger, the partitions in the collector chambers define the usual direction of movement of the media, that is, the 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.

Этот недостаток устранен в кожухотрубном теплообменнике по патенту RU 2494329 С1, МПК F28D 7/16, F28F 9/22, опубл. 27.09.2013, который содержит 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. Такая организация движения сред повышает эффективность использования тепловой энергии первичного источника за счет уменьшения гидравлических потерь.This disadvantage is eliminated in the shell-and-tube heat exchanger according to the patent RU 2494329 C1, IPC F28D 7/16, F28F 9/22, publ. 09/27/2013, which contains 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. The collector chambers of the pipe and annular media contain sections in which partitions are installed after every two or more media inlets in sections, forming series-connected groups of two or more sections, respectively, with parallel movement of the media in each group. Such organization of the movement of media increases the efficiency of the use of thermal energy of the primary source by reducing hydraulic losses.

Недостатком теплообменников по патентам RU 2133004 и RU 2494329 является повышенная металлоемкость из-за размещения каждого пучка труб в своем кожухе. Кроме того, при их использовании для подогрева органического сырья происходит быстрое закоксовывание межтрубного пространства из-за его малых размеров.The disadvantage of heat exchangers according to the patents RU 2133004 and RU 2494329 is the increased metal consumption due to the placement of each tube bundle in its casing. In addition, when they are used to heat organic raw materials, the casing annulus rapidly cokes due to its small size.

В основу настоящего изобретения положена задача создания теплообменника, обеспечивающего повышенную производительность и имеющего меньшую металлоемкость его изготовления.The basis of the present invention is the creation of a heat exchanger that provides increased performance and having less metal production.

Указанная задача решается тем, что теплообменник содержит горизонтально ориентированный цилиндрический корпус, днища выпуклой формы с седлами, патрубки подвода и отвода трубной среды, входной и выходной патрубки межтрубной среды, теплообменные элементы в виде пучков труб, закрепленных с противоположных торцов в трубных решетках, которые закреплены в противоположно расположенных седлах, при этом центральный пучок труб расположен по продольной оси корпуса, а боковые пучки труб размещены на удалении от продольной оси на равном расстоянии друг от друга, с одной стороны корпуса центральное седло соединено с патрубком подвода трубной среды, а боковые седла соединены с вводами сборного коллектора, выход которого соединен с патрубком отвода трубной среды, с другой стороны корпуса центральное седло соединена с входом распределительного коллектора, отводы которого соединены с боковыми седлами, с обеспечением возможности протекания трубной среды в прямом направлении через центральный пучок труб и в обратном направлении через боковые пучки труб.This problem is solved in that the heat exchanger contains a horizontally oriented cylindrical body, convex bottoms with saddles, inlet and outlet pipes of the pipe medium, inlet and outlet pipes of the annular medium, heat-exchange elements in the form of bundles of pipes fixed from opposite ends in the tube sheets that are fixed in opposite saddles, with the central tube bundle located along the longitudinal axis of the body, and the side tube bundles placed at a distance from the longitudinal axis at an equal distance and from each other, on one side of the housing, the central saddle is connected to the pipe supply pipe, and the side saddles are connected to the inputs of the collecting manifold, the output of which is connected to the pipe discharge pipe, on the other side of the casing, the central saddle is connected to the inlet of the distribution manifold, the taps of which connected to the side saddles, allowing the flow of the pipe medium in the forward direction through the central tube bundle and in the opposite direction through the side tube bundles.

Задача решается также тем, что:The problem is also solved by the fact that:

сборный коллектор выполнен в виде цилиндра, торцевая сторона цилиндра в направлении днища закрыта сферической крышкой, другая торцевая сторона цилиндра является выходом сборочного коллектора, а по цилиндрической поверхности расположены вводы сборочного коллектора;the collection manifold is made in the form of a cylinder, the end side of the cylinder in the direction of the bottom is closed with a spherical cover, the other end side of the cylinder is the outlet of the assembly manifold, and the inputs of the assembly manifold are located on the cylindrical surface;

распределительный коллектор выполнен в виде цилиндра, торцевая сторона цилиндра в направлении днища является входом распределительного коллектора, другая торцевая сторона цилиндра закрыта сферической крышкой, а по цилиндрической поверхности расположены отводы распределительного коллектора;the distribution manifold is made in the form of a cylinder, the end side of the cylinder in the direction of the bottom is the inlet of the distribution manifold, the other end side of the cylinder is closed with a spherical cover, and the outlets of the distribution manifold are located on a cylindrical surface;

входной патрубок межтрубной среды расположен сверху корпуса около днища со стороны сборного коллектора, а выходной патрубок межтрубной среды расположен снизу корпуса около днища со стороны распределительного коллектора;the inlet pipe of the annular medium is located on top of the housing near the bottom from the side of the collecting manifold, and the outlet pipe of the annular medium is located on the bottom of the housing near the bottom from the side of the distribution manifold;

на корпусе установлена, по крайней мере, одна колба для термодатчика;at least one bulb for a temperature sensor is installed on the housing;

на концевом участке верхних седел со стороны сборного коллектора установлен, по крайней мере, один воздухоотводчик;at the end section of the upper seats from the side of the prefabricated manifold, at least one air vent is installed;

на концевом участке нижнего седла со стороны сборного коллектора установлен сливной патрубок трубного теплоносителя;at the end section of the lower saddle, from the side of the prefabricated collector, a drain pipe of the pipe coolant is installed;

на корпусе, сборном и распределительном коллекторах установлена теплоизоляция с защитным кожухом.thermal insulation with a protective casing is installed on the housing, prefabricated and distribution manifolds.

Повышение производительности теплообменника и снижение металлоемкости его изготовления достигается за счет размещения группы теплообменник пучков труб в одном корпусе и обеспечения двухходового теплообмена греющей среды.Increasing the performance of the heat exchanger and reducing the metal consumption of its manufacture is achieved by placing the heat exchanger group of tube bundles in one housing and providing two-way heat transfer of the heating medium.

Изобретение поясняется чертежами, на которых:The invention is illustrated by drawings, in which:

фиг. 1 изображает теплообменник (сечение А-А на фиг. 2)FIG. 1 shows a heat exchanger (section AA in FIG. 2)

фиг. 2 изображает теплообменник, вид со стороны сборного коллектора;FIG. 2 shows a heat exchanger, view from the side of the prefabricated collector;

фиг. 3 изображает днище с седлами, вид сбоку;FIG. 3 shows a bottom with saddles, side view;

фиг. 4 изображает днище с седлами, вид сверху;FIG. 4 depicts a bottom with saddles, top view;

фиг. 5 изображает общий вид нагревательного элемента в изометрии;FIG. 5 is a perspective view of a heating element;

фиг. 6 изображает вид теплоизолированного теплообменника в разрезе.FIG. 6 is a sectional view of a thermally insulated heat exchanger.

Теплообменник содержит цилиндрический корпус 1, на противоположных торцевых сторонах которого закреплены днища 2 выпуклой формы с жестко закрепленными седлами 3, патрубок 4 подвода и патрубок 5 отвода трубной среды, входной патрубок 6 и выходной патрубок 7 межтрубной среды.The heat exchanger contains a cylindrical body 1, on the opposite end sides of which are mounted convex bottoms 2 with rigidly fixed saddles 3, an inlet pipe 4 and a pipe outlet 5, an inlet pipe 6 and an outlet pipe 7 of the annular medium.

Предпочтительной является торосферическая или эллиптическая форма днищ 2. Одно из седел 3 расположено в центре каждого днища 2, а боковые седла размещены эквидистантно по окружности на удалении от центра (см. фиг. 6). Теплообменные элементы выполнены в виде пучка труб 8, закрепленных с противоположных торцов в трубных решетках 9 (см. фиг. 7). Пучки труб 8 для придания жесткости могут быть снабжены перемычками 10. Трубные решетки 9 жестко закреплены в противоположно расположенных седлах 3, что обеспечивает расположение центрального пучка труб 11 по продольной оси корпуса, а боковых пучков труб 12 - на удалении от продольной оси на равном расстоянии друг от друга. Трубные решетки 9 в седлах 3 могут иметь как неразборное соединение, например, при помощи сварки, так и разборное, например, фланцевое.A torospherical or elliptical shape of the bottoms 2 is preferred. One of the saddles 3 is located in the center of each bottoms 2, and the side saddles are arranged equidistant around the circumference at a distance from the center (see FIG. 6). The heat exchange elements are made in the form of a tube bundle 8, fixed from opposite ends in the tube sheets 9 (see Fig. 7). The tube bundles 8 for stiffening can be equipped with jumpers 10. The tube grids 9 are rigidly fixed in opposite seats 3, which ensures the central tube bundle 11 is located along the longitudinal axis of the housing, and the side tube bundles 12 are equally spaced from the longitudinal axis from friend. The tube sheets 9 in the saddles 3 can have both a non-separable connection, for example, by welding, and a collapsible, for example, flange.

С одной стороны корпуса центральное седло соединено с патрубком 4 подвода трубного теплоносителя, а боковые седла соединены с вводами 13 сборного коллектора 14. Предпочтительным является выполнение сборного коллектора в виде цилиндра 15, торцевая сторона которого в направлении днища закрыт сферической крышкой 16, другая торцевая сторона цилиндра является выходом сборного коллектора, а вводы 13 расположены на цилиндрической поверхности. Выход сборного коллектора 14 соединен с патрубком 5 отвода трубной среды.On one side of the housing, the central saddle is connected to the pipe coolant supply pipe 4, and the side saddles are connected to the inlets of the prefabricated collector 14. It is preferable to make the prefabricated collector in the form of a cylinder 15, the end side of which in the direction of the bottom is closed with a spherical cover 16, the other end side of the cylinder is the output of the prefabricated collector, and the inputs 13 are located on a cylindrical surface. The output of the prefabricated collector 14 is connected to the pipe 5 outlet of the pipe medium.

С другой стороны корпуса центральное седло соединено с входом распределительного коллектора 17, отводы 18 которого соединены с боковыми седлами. Предпочтительным является выполнение распределительного коллектора в виде цилиндра 19, торцевая сторона которого в направлении днища является входом распределительного коллектора, другая торцевая сторона цилиндра закрыта сферической крышкой 20, а отводы 18 расположены на цилиндрической поверхности.On the other side of the housing, the central seat is connected to the inlet of the distribution manifold 17, the taps 18 of which are connected to the side seats. It is preferable to make the distribution manifold in the form of a cylinder 19, the end side of which in the direction of the bottom is the inlet of the distribution manifold, the other end side of the cylinder is closed by a spherical cap 20, and the bends 18 are located on a cylindrical surface.

Такое подключение пучков труб к коллекторам обеспечивает протекание трубной среды в прямом направлении через центральный пучок труб 11 и в обратном направлении через боковые пучки труб 12. Количество теплообменных элементов и их расположение выбирают из условий равномерного обогрева во всем объеме теплообменника.Such a connection of the tube bundles to the collectors ensures the flow of the tube medium in the forward direction through the central tube bundle 11 and in the opposite direction through the side tube bundles 12. The number of heat exchange elements and their location are selected from the conditions of uniform heating in the entire volume of the heat exchanger.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Трубная среда последовательно проходит через патрубок 4, трубное пространство центрального пучка труб 11, и попадает в цилиндр 19 распределительного коллектора 17, где, отражаясь от его сферической крышки 20, равномерно распределяется по отводам 18 и поступает в боковые пучки труб 12. По трубным пространствам боковых пучков труб 12 трубная среда проходит в обратном направлении, по вводам 13 поступает в цилиндр 15 сборного коллектора 14 и выходит через патрубок отвода 5 в обратный трубопровод трубной среды. Таким образом по трубной среде теплообменник является двухходовым.The pipe medium sequentially passes through the pipe 4, the pipe space of the central bundle of pipes 11, and enters the cylinder 19 of the distribution manifold 17, where, reflected from its spherical cover 20, is evenly distributed along the bends 18 and enters the side bundles of pipes 12. Through the pipe spaces of the side tube bundles 12, the pipe medium passes in the opposite direction, through the inputs 13 enters the cylinder 15 of the collector 14 and exits through the branch pipe 5 to the return pipe of the pipe medium. Thus, in the pipe medium, the heat exchanger is a two-way.

Межтрубная среда по входному патрубку 6 поступает в теплообменник и движется, проходя по межтрубному пространству теплообменных элементов, через выходной патрубок 7 в обратный трубопровод межтрубной системы. За счет расположения входного и выходного патрубков межтрубной среды на противоположных концах корпуса сверху и снизу, соответственно, межтрубная среда по отношению к трубной среде в боковых пучках труб 12 движется противотоком, что повышает эффективность теплопередачи.The annular medium through the inlet pipe 6 enters the heat exchanger and moves, passing through the annular space of the heat exchange elements, through the outlet pipe 7 into the return pipe of the annular system. Due to the location of the inlet and outlet nozzles of the annular medium at opposite ends of the casing above and below, respectively, the annular medium with respect to the pipe medium in the lateral bundles of pipes 12 moves countercurrently, which increases the efficiency of heat transfer.

Теплообменник обладает меньшими гидродинамическими потерями по сравнению с системой кожухотрубчатых теплообменных аппаратов.The heat exchanger has less hydrodynamic losses compared to the shell-and-tube heat exchanger system.

Контроль температуры межтрубной среды производят с помощью термодатчика, устанавливаемого в колбе 21. С целью выпуска воздуха из трубного пространства, при его заполнении трубной средой, на концевом участке седел, ориентированных вверх, установлен, по крайней мере, один воздухоотводчик 22, а для слива трубной среды на концевом участке седла, ориентированного вниз, установлен сливной патрубок 23. В горизонтальном положении теплообменник устанавливают на опорах 24. Для уменьшения тепловых потерь, особенно при использовании теплообменника вне отапливаемого помещения, корпус, сборный и распределительный коллекторы покрывают утеплителем 25 с защитным кожухом 26.The temperature of the annular medium is controlled using a temperature sensor installed in the flask 21. In order to discharge air from the tube space, when it is filled with a pipe medium, at least one air vent 22 is installed at the end portion of the seats oriented upwards, and for draining the pipe a drain pipe 23 is installed at the end portion of the saddle oriented downward. In a horizontal position, the heat exchanger is mounted on supports 24. To reduce heat loss, especially when using the heat exchanger outside the heated room, the housing, the prefabricated and distribution manifolds are covered with a heater 25 with a protective casing 26.

Теплообменник может работать как в проточном, так и накопительном режимах.The heat exchanger can operate in both flow and storage modes.

При использовании теплообменника для подогрева биомассы перед загрузкой в биореактор в качестве трубной среды предпочтительно использовать воду, нагретую до температуры 60°С. Более высокая температура, повышает риск налипания взвешенных твердых частиц на поверхность теплообменника.When using a heat exchanger for heating biomass before loading into the bioreactor, it is preferable to use water heated to a temperature of 60 ° C as a tube medium. Higher temperatures increase the risk of suspended solids adhering to the surface of the heat exchanger.

Теплообменник можно использовать при различных вариантах трубной и межтрубной сред, например, пар - жидкость, газ - газ, жидкость - жидкость в различных отраслях промышленности, коммунального и сельского хозяйств.The heat exchanger can be used in various versions of the pipe and annular environments, for example, steam - liquid, gas - gas, liquid - liquid in various industries, utilities and agriculture.

Claims (9)

1. Теплообменник, характеризующийся тем, что он содержит горизонтально ориентированный цилиндрический корпус, днища выпуклой формы с седлами, патрубки подвода и отвода трубной среды, входной и выходной патрубки межтрубной среды, теплообменные элементы в виде пучков труб, закрепленных с противоположных торцов в трубных решетках, которые закреплены в противоположно расположенных седлах, при этом центральный пучок труб расположен по продольной оси корпуса, а боковые пучки труб размещены на удалении от продольной оси на равном расстоянии друг от друга, с одной стороны корпуса центральное седло соединено с патрубком подвода трубной среды, а боковые седла соединены с вводами сборного коллектора, выход которого соединен с патрубком отвода трубной среды, с другой стороны корпуса центральное седло соединено с входом распределительного коллектора, отводы которого соединены с боковыми седлами, с обеспечением возможности протекания трубной среды в прямом направлении через центральный пучок труб и в обратном направлении через боковые пучки труб.1. The heat exchanger, characterized in that it contains a horizontally oriented cylindrical body, convex bottoms with seats, inlet and outlet pipes of the pipe medium, inlet and outlet pipes of the annular medium, heat exchange elements in the form of bundles of pipes fixed from opposite ends in the tube sheets, which are fixed in opposite saddles, with the central tube bundle located along the longitudinal axis of the housing, and the side tube bundles placed at a distance from the longitudinal axis at an equal distance d different from each other, on one side of the casing the central seat is connected to the pipe supply pipe, and the side seats are connected to the inputs of the collecting manifold, the output of which is connected to the pipe discharge pipe, on the other side of the casing the central saddle is connected to the inlet of the distribution manifold, the bends of which are connected with side saddles, with the possibility of the flow of the pipe medium in the forward direction through the Central bundle of pipes and in the opposite direction through the side bundles of pipes. 2. Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что сборный коллектор выполнен в виде цилиндра, торцевая сторона цилиндра в направлении днища закрыта сферической крышкой, другая торцевая сторона цилиндра является выходом сборного коллектора, а по цилиндрической поверхности расположены вводы сборного коллектора.2. The heat exchanger according to claim 1, characterized in that the collector is made in the form of a cylinder, the end side of the cylinder in the direction of the bottom is closed with a spherical cover, the other end side of the cylinder is the outlet of the collector, and the inputs of the collector are located on the cylindrical surface. 3. Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что распределительный коллектор выполнен в виде цилиндра, торцевая сторона цилиндра в направлении днища является входом распределительного коллектора, другая торцевая сторона цилиндра закрыта сферической крышкой, а по цилиндрической поверхности расположены отводы распределительного коллектора.3. The heat exchanger according to claim 1, characterized in that the distribution manifold is made in the form of a cylinder, the end side of the cylinder in the direction of the bottom is the inlet of the distribution manifold, the other end side of the cylinder is closed with a spherical cover, and the outlets of the distribution manifold are located on a cylindrical surface. 4. Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что трубные решетки в седлах могут быть жестко закреплены неразборным или разборным соединением.4. The heat exchanger according to claim 1, characterized in that the tube sheets in the seats can be rigidly fixed with a non-separable or collapsible connection. 5. Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что входной патрубок межтрубного теплоносителя расположен сверху корпуса около днища со стороны сборного коллектора, а выходной патрубок межтрубного теплоносителя расположен снизу корпуса около днища со стороны распределительного коллектора.5. The heat exchanger according to claim 1, characterized in that the inlet pipe of the annular coolant is located on top of the housing near the bottom from the side of the collecting manifold, and the outlet pipe of the annular coolant is located on the bottom of the housing near the bottom from the side of the distribution manifold. 6. Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что на корпусе установлена по крайней мере одна колба для термодатчика.6. The heat exchanger according to claim 1, characterized in that at least one bulb for the temperature sensor is installed on the housing. 7. Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что на концевом участке верхних седел со стороны сборного коллектора установлен по крайней мере один воздухоотводчик.7. The heat exchanger according to claim 1, characterized in that at least one air vent is installed on the end portion of the upper seats from the side of the collecting manifold. 8. Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что на концевом участке нижнего седла со стороны сборного коллектора установлен сливной патрубок трубной среды.8. The heat exchanger according to claim 1, characterized in that a drain pipe of the pipe medium is installed on the end portion of the lower saddle from the side of the collecting manifold. 9. Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что на корпусе, сборном и распределительном коллекторах установлен утеплитель с защитным кожухом.9. The heat exchanger according to claim 1, characterized in that a heater with a protective casing is installed on the housing, prefabricated and distribution manifolds.
RU2018146718A 2018-12-25 2018-12-25 Heat exchanger RU2700311C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018146718A RU2700311C1 (en) 2018-12-25 2018-12-25 Heat exchanger

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018146718A RU2700311C1 (en) 2018-12-25 2018-12-25 Heat exchanger

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2700311C1 true RU2700311C1 (en) 2019-09-16

Family

ID=67989668

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018146718A RU2700311C1 (en) 2018-12-25 2018-12-25 Heat exchanger

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2700311C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2747350C1 (en) * 2020-10-21 2021-05-04 Роман Андреевич Полосин Distribution manifold of shell-tube heat exchanger
RU2748369C1 (en) * 2020-08-07 2021-05-24 Владимир Иванович Комаров Removable heating element of heat exchangers
WO2021167761A1 (en) * 2020-02-21 2021-08-26 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Systems for cooling recycled off-gas in low-density polyethylene production

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2459189A1 (en) * 1974-12-14 1976-06-16 Hochtemperatur Reaktorbau Gmbh Circular cross section heat exchanger for gaseous medium - has pipe bundles connected to chambers at each end one leading to gas distributor and other to compensator
RU2133004C1 (en) * 1996-08-29 1999-07-10 Акционерное общество закрытого типа "САТЭКС" Heat exchanger
RU2494329C1 (en) * 2012-02-09 2013-09-27 Николай Григорьевич Гладков Shell-and-tube heat exchanger
RU2647942C1 (en) * 2017-05-05 2018-03-21 Виталий Григорьевич Барон Heat exchanging device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2459189A1 (en) * 1974-12-14 1976-06-16 Hochtemperatur Reaktorbau Gmbh Circular cross section heat exchanger for gaseous medium - has pipe bundles connected to chambers at each end one leading to gas distributor and other to compensator
RU2133004C1 (en) * 1996-08-29 1999-07-10 Акционерное общество закрытого типа "САТЭКС" Heat exchanger
RU2494329C1 (en) * 2012-02-09 2013-09-27 Николай Григорьевич Гладков Shell-and-tube heat exchanger
RU2647942C1 (en) * 2017-05-05 2018-03-21 Виталий Григорьевич Барон Heat exchanging device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021167761A1 (en) * 2020-02-21 2021-08-26 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Systems for cooling recycled off-gas in low-density polyethylene production
RU2748369C1 (en) * 2020-08-07 2021-05-24 Владимир Иванович Комаров Removable heating element of heat exchangers
RU2747350C1 (en) * 2020-10-21 2021-05-04 Роман Андреевич Полосин Distribution manifold of shell-tube heat exchanger

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2700311C1 (en) Heat exchanger
EP2176616B1 (en) Heat exchanger
AU2009289762B2 (en) Heat exchanger in modular design
CN104501632B (en) A kind of arc plate type heat exchanger
US3483920A (en) Heat exchangers
RU2348882C1 (en) Astanov radial-spiral-type heat-exchanger (versions)
CN103954153A (en) Multipath pure countercurrent shell-and-tube type heat exchanger
CN201653196U (en) Multi-heating-medium heat exchanger
RU2561799C1 (en) Air cooling heat exchange unit
RU156761U1 (en) RECOVERABLE TECHNOLOGICAL AIR HEATER
RU2703148C1 (en) Heat exchanger
RU2494329C1 (en) Shell-and-tube heat exchanger
RU176496U1 (en) HEAT EXCHANGE DEVICE
CN108981422A (en) A kind of chemical process multimedium heat exchanger and heat-exchange method
JP4891353B2 (en) Assembly for heat exchange between primary fluid and secondary fluid
RU2557146C1 (en) Radial and spiral heat exchanger
RU2804787C1 (en) Flap heat exchanger
RU182526U1 (en) MULTI-WAY SHELL-TUBE HEAT EXCHANGER
RU2619432C2 (en) Radial plated heat and mass exchange device
RU2572545C1 (en) Shell-and-tube continuous heat exchanger
RU2282123C2 (en) Heat-exchanger
RU2804786C1 (en) Loop heat exchanger
CN107543428B (en) A kind of compact heat exchanger for Nuclear Power Industry
CN216620695U (en) Heat exchange sheet for converter smoke hood cooling water jacket and converter smoke hood cooling water jacket
RU2034490C1 (en) Multipass tubular heat exchanger