RU2705711C1 - "pipe-in-pipe" heat exchanger with rotating spiral tape - Google Patents

"pipe-in-pipe" heat exchanger with rotating spiral tape Download PDF

Info

Publication number
RU2705711C1
RU2705711C1 RU2019121465A RU2019121465A RU2705711C1 RU 2705711 C1 RU2705711 C1 RU 2705711C1 RU 2019121465 A RU2019121465 A RU 2019121465A RU 2019121465 A RU2019121465 A RU 2019121465A RU 2705711 C1 RU2705711 C1 RU 2705711C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pipe
heat exchanger
heat
inner pipe
pipes
Prior art date
Application number
RU2019121465A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Валерьевич Бальчугов
Борислав Олегович Кустов
Артем Викторович Бадеников
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ангарский государственный 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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ангарский государственный технический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ангарский государственный технический университет"
Priority to RU2019121465A priority Critical patent/RU2705711C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2705711C1 publication Critical patent/RU2705711C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D11/00Heat-exchange apparatus employing moving conduits
    • F28D11/02Heat-exchange apparatus employing moving conduits the movement being rotary, e.g. performed by a drum or roller
    • F28D11/04Heat-exchange apparatus employing moving conduits the movement being rotary, e.g. performed by a drum or roller performed by a tube or a bundle of tubes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/10Heat-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 one within the other, e.g. concentrically
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/06Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
    • F28F13/12Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media by creating turbulence, e.g. by stirring, by increasing the force of circulation

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.
SUBSTANCE: invention relates to pipe in pipe type heat exchanger for carrying out heat exchange processes between heat carriers using movable channels (rotating pipes) and may be used in the gas, chemical and oil refining industries. Heat exchanger consists of two concentric pipes: inner pipe and outer pipe, spiral belt, round link chains, two bearings, two seals and fixed nozzles for inlet and outlet of hot and cold heat carriers. Spiral tape is rigidly installed in internal pipe with possibility of rotation of internal pipe, spiral tape and round-link chains due to energy flow of hot heat carrier. Series of round-link chains of equal length with one end are rigidly attached to one generatrix of outer wall of inner pipe with pitch equal to at least two chain lengths, wherein length of each chain is less than distance between walls of external and internal pipes.
EFFECT: increase in the intensity of heat transfer processes; reduction of metal costs for the manufacture of heat exchangers; lowering the hydraulic resistance of the heat exchanger.
1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к теплообменникам типа «труба в трубе» для проведения теплообменных процессов между теплоносителями с использованием подвижных каналов (вращающихся труб) и может быть использовано в газовой, химической и нефтеперерабатывающей промышленности.The invention relates to pipe-in-pipe heat exchangers for carrying out heat exchange processes between heat carriers using movable channels (rotating pipes) and can be used in the gas, chemical and oil refining industries.

Теплообменное устройство, описанное в патенте на изобретение РФ №2359192, включает спиральный турбулизатор и цилиндрические ребра. Турбулизатор состоит из спиральной ленты, навитой на стержень. Цилиндрические ребра установлены на наружной поверхности внутренней трубы с помощью изогнутых металлических пластин. Благодаря этим устройствам происходит интенсификация теплообмена и снижаются затраты на очистку внутренней поверхности теплообмена от твердых отложений.The heat exchange device described in the patent for the invention of the Russian Federation No. 2359192 includes a spiral turbulator and cylindrical ribs. The turbulator consists of a spiral tape wound on a rod. Cylindrical ribs are mounted on the outer surface of the inner pipe using curved metal plates. Thanks to these devices, heat transfer is intensified and the cost of cleaning the internal heat transfer surface from solid deposits is reduced.

Общим признаком с предлагаемой конструкцией является наличие спирального элемента во внутренней трубе.A common feature with the proposed design is the presence of a spiral element in the inner pipe.

Недостатком данного изобретения является недостаточно высокая интенсивность теплообмена, высокая материалоемкость устройства и большое гидравлическое сопротивление.The disadvantage of this invention is the insufficiently high heat transfer rate, high material consumption of the device and high hydraulic resistance.

В авторском свидетельстве СССР №1270518 описан шнековый теплообменник, который содержит ротор для транспортировки материала в виде шнека с винтовыми лопастями и внутреннюю трубу, которая внутри снабжена спиральным элементом. С целью интенсификации теплообмена внутренняя труба установлена с возможностью вращения в направлении, противоположном направлению вращения внешней трубы, спиральная навивка жестко закреплена на внутренней трубе, которая внутри снабжена спиральным элементом, совпадающим по направлению закрутки с лопастями шнека и противоположным по отношению к спиральной навивке. Вращение внешней и внутренней труб осуществляется за счет энергии привода.In USSR author's certificate No. 1270518, a screw heat exchanger is described which contains a rotor for transporting material in the form of a screw with screw blades and an inner pipe, which is equipped with a spiral element inside. In order to intensify heat transfer, the inner pipe is mounted for rotation in the opposite direction to the rotation of the outer pipe, the spiral winding is rigidly fixed to the inner pipe, which inside is equipped with a spiral element coinciding in the direction of twist with the auger blades and opposite with respect to the spiral winding. The rotation of the external and internal pipes is due to the energy of the drive.

Общими признаками с предлагаемой конструкцией является наличие спирального элемента во внутренней трубе и способность внутренней трубы вращаться.Common features with the proposed design is the presence of a spiral element in the inner pipe and the ability of the inner pipe to rotate.

Недостаток аналогичен предыдущему аналогу.The disadvantage is similar to the previous analogue.

В патенте на изобретение РФ №2502931 описан теплообменник типа «труба в трубе», который содержит внутреннюю и наружную трубы с винтовыми вставками. Благодаря винтовым ставкам происходит увеличение коэффициентов теплопередачи на 40-80%. Целью данного изобретения является интенсификация теплопередачи.In the patent for the invention of the Russian Federation No. 2502931 describes a heat exchanger of the type "pipe in pipe", which contains the inner and outer pipes with screw inserts. Thanks to helical rates, there is an increase in heat transfer coefficients by 40-80%. The aim of the invention is to enhance heat transfer.

Общим признаком с предлагаемой конструкцией является наличие турбулизатора в виде винтовой (спиральной) вставки во внутренней трубе.A common feature with the proposed design is the presence of a turbulator in the form of a helical (spiral) insert in the inner pipe.

Недостаток аналогичен предыдущему аналогу.The disadvantage is similar to the previous analogue.

Наиболее близким по конструкции (прототип) является теплообменник, описанный в патенте РФ №2645861 «Теплообменник типа «труба в трубе» с вращающейся трубой», который состоит из двух концентрических труб: внутренней трубы и внешней трубы, радиальной турбины, осевой турбины, турбулизатора в виде спиральной ленты, двух подшипников, уплотнений и патрубков для входа и выхода высокоскоростного теплоносителя. Радиальная турбина устанавливается на внутренней трубе и крепится на ней с натягом. Радиальная турбина располагается напротив патрубка для входа высокоскоростного теплоносителя. Во внутреннюю трубу устанавливается с натягом осевая турбина.The closest in design (prototype) is the heat exchanger described in RF patent No. 2645861 "Tube-in-pipe heat exchanger with a rotating pipe", which consists of two concentric pipes: an inner pipe and an outer pipe, a radial turbine, an axial turbine, a turbulator in in the form of a spiral tape, two bearings, seals and nozzles for the inlet and outlet of a high-speed coolant. A radial turbine is mounted on the inner pipe and mounted on it with an interference fit. A radial turbine is located opposite the nozzle for the entrance of a high-speed coolant. An axial turbine is tightened into the inner pipe.

Общими признаками с предлагаемой конструкцией теплообменника является наличие двух концентрических труб, способность внутренней трубы вращаться за счет энергии потока теплоносителя, двух подшипников, уплотнений, спиральной ленты, патрубков для входа и выхода теплоносителя.Common features with the proposed design of the heat exchanger are the presence of two concentric pipes, the ability of the inner pipe to rotate due to the flow energy of the coolant, two bearings, seals, spiral tape, pipes for the inlet and outlet of the coolant.

Недостатком данного изобретения является недостаточно высокая интенсивность теплообмена, высокая материалоемкость устройства и большое гидравлическое сопротивление.The disadvantage of this invention is the insufficiently high heat transfer rate, high material consumption of the device and high hydraulic resistance.

Задачей изобретения является создание нового высокоэффективного теплообменного устройства типа «труба в трубе» для проведения теплообменных процессов между двумя теплоносителями.The objective of the invention is the creation of a new highly efficient heat exchange device of the type "pipe in pipe" for conducting heat transfer processes between two heat carriers.

Технический результат изобретения заключается в:The technical result of the invention is:

- увеличении интенсивности процессов теплообмена;- increasing the intensity of heat transfer processes;

- снижении материалоемкости теплообменника;- reducing the material consumption of the heat exchanger;

- снижении гидравлического сопротивления теплообменника.- reducing the hydraulic resistance of the heat exchanger.

Устранение указанных недостатков и достижение заявляемого технического результата от реализации нового теплообменника типа «труба в трубе», достигается за счет того, что спиральная лента жестко крепится к внутренней стенке внутренней трубы, обеспечивая завихрение горячего теплоносителя и вращение внутренней трубы, а перемешивание холодного теплоносителя в межтрубном пространстве обеспечивается за счет ряда круглозвенных цепей, закрепленных одним концом к одной образующей внешней стенке вращающейся внутренней трубы с шагом, равным не менее двух длин цепи, причем длина каждой цепи меньше расстояния между стенками внешней и внутренней трубы, при этом горячий теплоноситель приводит спиральную ленту, расположенную во внутренней трубе, вместе с внутренней трубой, во вращение, при этом вместе с внутренней трубой вращается ряд круглозвенных цепей одинаковой длины, это позволяет повысить турбулентность горячего и холодного теплоносителя и интенсивность теплопередачи между потоком горячего теплоносителя и потоком холодного теплоносителя, и, как следствие, снизить требуемый объем теплообменника, а также снизить материалоемкость теплообменника, при этом в межтрубном пространстве круглозвенные цепи имеют низкое гидравлическое сопротивление потоку холодного теплоносителя, что способствует снижению гидравлического сопротивления теплообменника.The elimination of these drawbacks and the achievement of the claimed technical result from the implementation of a new heat exchanger of the "pipe in pipe" type is achieved due to the fact that the spiral tape is rigidly attached to the inner wall of the inner pipe, providing swirling of the hot heat carrier and rotation of the inner pipe, and mixing of the cold coolant in the tube space is ensured by a series of round link chains fixed at one end to one forming outer wall of the rotating inner pipe with a step equal to at least two chain lengths, the length of each chain being less than the distance between the walls of the outer and inner pipes, while the hot heat transferring fluid rotates the spiral tape located in the inner pipe, together with the inner pipe, while a number of round link chains rotate together with the inner pipe of the same length, this makes it possible to increase the turbulence of the hot and cold coolant and the heat transfer intensity between the hot coolant flow and the cold coolant flow, and, as a result, reduce the demand the volume of the heat exchanger, as well as reduce the material consumption of the heat exchanger, while round link chains in the annular space have low hydraulic resistance to the flow of cold coolant, which helps to reduce the hydraulic resistance of the heat exchanger.

Отличительной особенностью заявляемого изобретения являются расположение спиральной ленты внутри подвижной внутренней трубы и наличие ряда круглозвенных цепей, жестко прикрепленных к одной образующей внешней стенки внутренней трубы с шагом, равным не менее двух длин цепи, причем длина каждой цепи меньше расстояния между стенками внешней и внутренней трубы, при этом поступающий во внутреннюю трубу поток горячего теплоносителя вращает спиральную ленту и внутреннюю трубу, при этом вместе с внутренней трубой вращается ряд круглозвенных цепей, при этом цепи при вращении внутренней трубы перемешивают холодный теплоноситель в межтрубном пространстве, при этом внешняя труба жестко соединена с входным и выходным патрубками для горячего теплоносителя. При этом шаг между цепями равен не менее чем двум длинам цепи для того, чтобы цепи не переплетались и не сцеплялись, а длина каждой цепи меньше расстояния между стенками внешней и внутренней трубы для того, чтобы при вращении внутренней трубы цепи не касались стенок внешней трубы. Спиральная лента во внутренней трубе и круглозвенные цепи играют также роль оребрения и способствуют увеличению площади теплообмена и интенсивности теплопередачи. Спиральная лента играет также роль завихрителя потока горячего теплоносителя, при прохождении через который горячий теплоноситель приобретает вращательное направление движения. Круглозвенные цепи играют также роль завихрителя потока холодного теплоносителя. Вращение внутренней трубы вызывает образование турбулентности как в горячем теплоносителе, проходящем по внутренней трубе, так и в холодном теплоносителе, проходящем в межтрубном пространстве, что приводит к интенсификации переноса теплоты через стенку внутренней трубы от горячего теплоносителя к холодному теплоносителю. Подшипники располагаются в межтрубном пространстве на внутренней трубе и упираются в стенки внеш-ней трубы. Герметичность места соединения вращающейся внутренней трубы с неподвижным входным и неподвижным выходным патрубками горячего теплоносителя обеспечивается уплотнениями. Таким образом, кинетическая энергия горячего теплоносителя используется для вращения спиральной ленты, внутренней трубы с прикрепленными к ней снаружи цепями, турбулизации потоков теплоносителей во внутренней трубе и в межтрубном пространстве, что позволяет увеличить интенсивность процессов теплообмена, снизить затраты металла на изготовление теплообменника. В межтрубном пространстве теплообменника круглозвенные цепи, расположенные между входным и выходным патрубками холодного теплоносителя, создают малое гидравлическое сопротивление потоку, этим обеспечивается снижение гидравлического сопротивления.A distinctive feature of the claimed invention is the location of the spiral tape inside the movable inner pipe and the presence of a number of round link chains rigidly attached to one generatrix of the outer wall of the inner pipe with a step equal to at least two chain lengths, the length of each chain being less than the distance between the walls of the outer and inner pipes, at the same time, the flow of hot coolant entering the inner pipe rotates the spiral tape and the inner pipe, while a number of round-link rotates together with the inner pipe chains, while the circuits during rotation of the inner pipe mix cold coolant in the annulus, while the outer pipe is rigidly connected to the inlet and outlet pipes for the hot coolant. In this case, the step between the chains is equal to at least two chain lengths so that the chains do not intertwine and interlock, and the length of each chain is less than the distance between the walls of the outer and inner pipes so that when the inner pipe rotates, the chains do not touch the walls of the outer pipe. The spiral tape in the inner tube and round link chains also play the role of fins and contribute to an increase in heat transfer area and heat transfer intensity. The spiral tape also plays the role of a swirl of the flow of hot coolant, when passing through which the hot coolant acquires a rotational direction of motion. Round link chains also play the role of a swirl of a coolant flow. The rotation of the inner pipe causes turbulence both in the hot heat carrier passing through the inner pipe and in the cold coolant passing in the annular space, which leads to the intensification of heat transfer through the wall of the inner pipe from the hot coolant to the cold coolant. The bearings are located in the annulus on the inner pipe and abut against the walls of the outer pipe. The tightness of the junction of the rotating inner pipe with the stationary inlet and fixed outlet pipes of the hot coolant is provided by seals. Thus, the kinetic energy of the hot coolant is used to rotate the spiral tape, the inner pipe with chains attached to it from the outside, and turbulize the coolant flows in the inner pipe and in the annular space, which allows increasing the intensity of heat transfer processes and reducing the metal cost of manufacturing the heat exchanger. In the annular space of the heat exchanger, round link chains located between the inlet and outlet pipes of the coolant create a small hydraulic resistance to flow, which ensures a decrease in hydraulic resistance.

Сущность предлагаемого теплообменника поясняется чертежами (фиг. 1-3). Перечень фигур:The essence of the proposed heat exchanger is illustrated by drawings (Fig. 1-3). List of figures:

Фиг. 1. Общий вид теплообменника.FIG. 1. General view of the heat exchanger.

Фиг. 2. Общий вид спиральной ленты.FIG. 2. General view of the spiral tape.

Фиг. 3. Общий вид одной круглозвенной цепи.FIG. 3. General view of one round link chain.

На фиг. 1 приведен общий вид заявляемого теплообменника. На фиг. 2 приведен вид спиральной ленты, установленной во внутренней трубе. На фиг. 3. приведен общий вид одной круглозвенной цепи.In FIG. 1 shows a General view of the inventive heat exchanger. In FIG. 2 shows a view of a spiral tape installed in an inner pipe. In FIG. 3. The general view of one round link chain is given.

Заявляемый теплообменник (фиг. 1) состоит из двух концентрических труб, неподвижной внешней трубы (1) и вращающейся внутренней трубы (2), спиральной ленты (3), неподвижного патрубка для входа холодного теплоносителя (8), неподвижного патрубка для выхода холодного теплоносителя (9), двух уплотнений (4), двух подшипников (7), неподвижного патрубка для входа горячего теплоносителя (5), неподвижного патрубка для выхода горячего теплоносителя (6), круглозвенных цепей (10). Спиральная лента (3) устанавливается во внутреннюю трубу (2) и жестко крепится внутри нее. Внутренняя труба (2) лежит на двух подшипниках (7). Ряд круглозвенных цепей жестко крепится на одной образующей внешней стороны стенки внутренней трубы (2). Подшипники (7) располагаются на внутренней вращающейся трубе (2) между уплотнениями (4) (фиг.1).The inventive heat exchanger (Fig. 1) consists of two concentric pipes, a fixed outer pipe (1) and a rotating inner pipe (2), a spiral tape (3), a fixed pipe for cold coolant inlet (8), a fixed pipe for cold coolant ( 9), two seals (4), two bearings (7), a stationary pipe for the inlet of the hot fluid (5), a stationary pipe for the outlet of the hot fluid (6), round link chains (10). The spiral tape (3) is installed in the inner pipe (2) and is rigidly fixed inside it. The inner pipe (2) rests on two bearings (7). A number of round link chains are rigidly fixed on one generatrix of the outer side of the wall of the inner pipe (2). Bearings (7) are located on the inner rotating pipe (2) between the seals (4) (Fig. 1).

Отличительными признаками являются расположение спиральной ленты внутри вращающейся внутренней трубы и наличие ряда круглозвенных цепей, жестко прикрепленных к одной образующей внешней стенки внутренней трубы с шагом, равным не менее двух длин цепи, причем длина каждой цепи меньше расстояния между стенками внешней и внутренней трубы.Distinctive features are the location of the spiral tape inside the rotating inner pipe and the presence of a number of round link chains rigidly attached to one generatrix of the outer wall of the inner pipe with a pitch equal to at least two chain lengths, each chain being less than the distance between the walls of the outer and inner pipes.

Предлагаемый теплообменник типа «труба в трубе», предназначенный для теплообмена между двумя теплоносителями, работает следующим образом. Горячий теплоноситель через неподвижный входной патрубок (5) поступает во внутреннюю трубу (2), содержащую спиральную ленту (3). Поток горячего теплоносителя взаимодействует со спиральной лентой (3), приводит ее во вращение вместе с внутренней трубой (2), установленной на подтипниках (7) (фиг. 1). Внутренняя труба (2) и спиральная лента (3), жестко прикрепленная к ней, вращаются как одно целое, с одинаковой частотой и направлением вращения. Спиральная лента (3), прикрепленная жестко к стенкам внутренней трубы (2), турбулизирует поток горячего теплоносителя, что приводит к увеличению интенсивности теплопередачи. Вместе с внутренней трубой (2) вращаются круглозвенные цепи (10) одинаковой длины, прикрепленные жестко одним концом на одной образующей внешней стороны стенки внутренней трубы (2). Образующая - это линия, параллельная оси трубы, проходящая по внешней стороне стенки внутренней трубы. Шаг между цепями (10) равен не менее чем двум длинам цепи (10), причем длина каждой цепи меньше расстояния между стенками внешней и внутренней трубы, чтобы цепи при вращении трубы (2) не касались стенок внешней трубы (1). При этом круглозвенные цепи (10) при вращении внутренней трубы (2) перемешивают холодный теплоноситель в межтрубном пространстве. Кинетическая энергия горячего теплоносителя используется для вращения спиральной ленты (3) и внутренней трубы (2) с круглозвенными цепями (10), турбулизации потоков теплоносителей, что позволяет интенсифицировать процесс теплопередачи. Теплопередача между горячим теплоносителем и холодным теплоносителем происходит через стенку внутренней трубы (2). Горячий теплоноситель выходит из трубного пространства через неподвижный выходной патрубок (6). Холодный теплоноситель поступает в межтрубное пространство через неподвижный патрубок (8), проходит по межтрубному пространству и выходит через неподвижный патрубок (9). Уплотнения (4) предназначены для герметизации мест соединения внутренней вращающейся трубы (2) и неподвижных патрубков (5) и (6). Таким образом, кинетическая энергия горячего теплоносителя используется для вращения внутренней трубы (2) с круглозвенными цепями (10) при помощи спиральной ленты (3), турбулизации потоков теплоносителей в межтрубном пространстве и во внутренней трубе (2), что позволяет интенсифицировать процесс теплопередачи, снизить материалоемкость теплообменника и снизить гидравлическое сопротивление теплообменника.The proposed heat exchanger type "pipe in pipe", designed for heat exchange between two coolants, works as follows. Hot coolant through a stationary inlet pipe (5) enters the inner pipe (2) containing a spiral tape (3). The flow of hot coolant interacts with the spiral tape (3), causes it to rotate together with the inner pipe (2) mounted on the subtypes (7) (Fig. 1). The inner tube (2) and the spiral tape (3), rigidly attached to it, rotate as a unit, with the same frequency and direction of rotation. The spiral tape (3), attached rigidly to the walls of the inner pipe (2), turbulizes the flow of hot coolant, which leads to an increase in the intensity of heat transfer. Together with the inner pipe (2), round link chains (10) of the same length rotate rigidly attached at one end to one generatrix of the outer side of the wall of the inner pipe (2). Generator is a line parallel to the axis of the pipe, passing along the outer side of the wall of the inner pipe. The step between the chains (10) is equal to at least two lengths of the chain (10), and the length of each chain is less than the distance between the walls of the outer and inner pipes so that the chains do not touch the walls of the outer pipe (1) when the pipe (2) rotates. In this case, the round link chains (10) during the rotation of the inner pipe (2) mix the coolant in the annulus. The kinetic energy of the hot coolant is used to rotate the spiral tape (3) and the inner pipe (2) with round link chains (10), to turbulize the coolant flows, which makes it possible to intensify the heat transfer process. Heat transfer between the hot heat carrier and the cold heat carrier occurs through the wall of the inner pipe (2). Hot heat carrier leaves the pipe space through a stationary outlet pipe (6). Cold coolant enters the annulus through the stationary pipe (8), passes through the annulus and exits through the stationary pipe (9). Seals (4) are designed to seal the joints of the inner rotating pipe (2) and the stationary pipes (5) and (6). Thus, the kinetic energy of the hot coolant is used to rotate the inner pipe (2) with round link chains (10) using a spiral tape (3), to turbulize the coolant flows in the annulus and in the inner pipe (2), which allows to intensify the heat transfer process, to reduce material consumption of the heat exchanger and reduce the hydraulic resistance of the heat exchanger.

ЛитератураLiterature

1. Патент на изобретение РФ №2359192. Теплообменник типа «труба в трубе» / Г.Я. Ахмедов. Опубл. 20.06.09, Бюл. №17.1. Patent for the invention of the Russian Federation No. 2359192. Pipe-in-pipe heat exchanger / G.Ya. Akhmedov. Publ. 06/20/09, Bull. Number 17.

2. Авторское свидетельство СССР №1270518. Шнековый теплообменник, F26B 17/20, 11/14/ Э.С. Мачавариани. Опубл. 15.11.86.2. USSR copyright certificate No. 1270518. Screw heat exchanger, F26B 17/20, 11/14 / E.S. Machavariani. Publ. 11/15/86.

3. Патент на изобретение РФ №2502931. Теплообменник «труба в трубе» / A.M. Ефремов, А.А. Мелкомуков, И.В. Холодков, Е.Н. Головенкин, А.Д. Безруких. Опубл. 27.12.13.3. Patent for the invention of the Russian Federation No. 2502931. Pipe-in-pipe heat exchanger / A.M. Efremov, A.A. Melkomukov, I.V. Kholodkov, E.N. Golovenkin, A.D. Armless. Publ. 12/27/13.

4. Патент на изобретение РФ №2645861. Теплообменник типа «труба в трубе» с вращающейся трубой / А.В. Бальчугов, Б.О. Кустов, И.Е. Кузора, А.В. Бадеников, К.А. Кузнецов. Опубл. 28.02.2018.4. Patent for the invention of the Russian Federation No. 2645861. A pipe-in-pipe heat exchanger with a rotating pipe / A.V. Balchugov, B.O. Kustov, I.E. Kuzora, A.V. Badenikov, K.A. Kuznetsov. Publ. 02/28/2018.

Claims (1)

Теплообменник типа «труба в трубе», содержащий две концентрические трубы, причем внутренняя труба вращающаяся, спиральную ленту, неподвижные патрубки для входа и выхода горячего и холодного теплоносителей, два подшипника, размещенные на внутренней трубе и упирающиеся в стенки внешней трубы, два уплотнения, отличающийся тем, что спиральная лента жестко закреплена на внутренних стенках вращающейся внутренней трубы, к одной образующей внешней стороны стенки внутренней трубы жестко крепятся в ряд одним концом круглозвенные цепи одинаковой длины, с шагом, равным не менее двух длин цепи, причем длина каждой цепи меньше расстояния между стенками внешней и внутренней труб.A pipe-in-pipe type heat exchanger containing two concentric pipes, the inner pipe being rotatable, a spiral tape, fixed tubes for entering and exiting hot and cold coolants, two bearings placed on the inner pipe and abutting against the walls of the outer pipe, two seals, characterized the fact that the spiral tape is rigidly fixed on the inner walls of the rotating inner pipe, round link chains are equally rigidly attached in a row at one end to the one inner wall of the inner pipe th length, with a step equal to at least two chain lengths, and each chain length is less than the distance between the walls of the outer and inner pipes.
RU2019121465A 2019-07-05 2019-07-05 "pipe-in-pipe" heat exchanger with rotating spiral tape RU2705711C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019121465A RU2705711C1 (en) 2019-07-05 2019-07-05 "pipe-in-pipe" heat exchanger with rotating spiral tape

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019121465A RU2705711C1 (en) 2019-07-05 2019-07-05 "pipe-in-pipe" heat exchanger with rotating spiral tape

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2705711C1 true RU2705711C1 (en) 2019-11-11

Family

ID=68579665

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019121465A RU2705711C1 (en) 2019-07-05 2019-07-05 "pipe-in-pipe" heat exchanger with rotating spiral tape

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2705711C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111707113A (en) * 2020-06-10 2020-09-25 东莞理工学院 Axial blade reverse rotational flow heat exchange sleeve

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1250828A1 (en) * 1985-03-15 1986-08-15 Предприятие П/Я М-5478 Heat-exchange pipe
JPS61280389A (en) * 1985-06-03 1986-12-10 Kobe Steel Ltd Rotary spiral heat exchanger
SU1467353A1 (en) * 1987-07-27 1989-03-23 Новочеркасский Политехнический Институт Им.Серго Орджоникидзе Heat-exchanging element
CN106540764A (en) * 2016-10-17 2017-03-29 平湖迈柯罗新材料有限公司 A kind of condenser pipe for viscoelastic fluid
RU2645861C1 (en) * 2017-04-26 2018-02-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ангарский государственный технический университет" Pipe in pipe type heat exchanger with rotating tube

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1250828A1 (en) * 1985-03-15 1986-08-15 Предприятие П/Я М-5478 Heat-exchange pipe
JPS61280389A (en) * 1985-06-03 1986-12-10 Kobe Steel Ltd Rotary spiral heat exchanger
SU1467353A1 (en) * 1987-07-27 1989-03-23 Новочеркасский Политехнический Институт Им.Серго Орджоникидзе Heat-exchanging element
CN106540764A (en) * 2016-10-17 2017-03-29 平湖迈柯罗新材料有限公司 A kind of condenser pipe for viscoelastic fluid
RU2645861C1 (en) * 2017-04-26 2018-02-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ангарский государственный технический университет" Pipe in pipe type heat exchanger with rotating tube

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111707113A (en) * 2020-06-10 2020-09-25 东莞理工学院 Axial blade reverse rotational flow heat exchange sleeve

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2645861C1 (en) Pipe in pipe type heat exchanger with rotating tube
EP1802872B1 (en) Piping
ES2521641T3 (en) Helical pyrolysis tube
RU2712706C1 (en) "pipe-in-pipe" heat exchanger with rotating heat exchange surface
AU2004221654B2 (en) Helical piping
RU2654766C2 (en) Heat transfer tube and cracking furnace using heat transfer tube
RU2705711C1 (en) "pipe-in-pipe" heat exchanger with rotating spiral tape
KR20220119361A (en) flow reactor
US9739474B2 (en) Waste heat boiler with bypass and mixer
US20200378697A1 (en) Helically baffled heat exchanger
JP2020523546A (en) Plate and shell heat exchange system with split manifold tubes
RU2705787C1 (en) Air cooling device
RU2150644C1 (en) Heat exchanger
RU2502930C2 (en) Double-pipe stream heat exchanger
RU201909U1 (en) PIPE-IN-PIPE COIL HEAT EXCHANGER
RU102776U1 (en) PROFILED TUBE OF THE SHOW-TUBE HEAT EXCHANGER
RU74819U1 (en) VORTEX HEAT AND MASS EXCHANGE DEVICE
RU2621194C1 (en) Heat exchange unit
RU2391613C1 (en) Shell-and-tube heat exchanger
CN111076601A (en) Corrosion reduction mechanism with outlet spiral guide fins
RU2084793C1 (en) Swirl heat-exchange member
SK8649Y1 (en) Heat exchanger with coaxial twisted tubes
RU210351U1 (en) DEVICE FOR HEAT TRANSFER INTENSIFICATION
RU210005U1 (en) Cylindrical plate heat exchanger with radial movement of heat exchange fluids
CN114152119B (en) Wave-shaped graphite fin heat exchanger