RU71415U1

RU71415U1 - GAS COOLER TUBE BEAM

Info

Publication number: RU71415U1
Application number: RU2007137841/22U
Authority: RU
Inventors: Владимир Зосимович Семаков; Андрей Владимирович Семаков; Павел Георгиевич Самсонов; Сергей Михайлович Мережкин; Вячеслав Алексеевич Татаринов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "ЭНТЕХМАШ"
Priority date: 2007-10-04
Filing date: 2007-10-04
Publication date: 2008-03-10

Abstract

Полезная модель относится к области теплообмена, в частности, к конструкции трубчатых пучков, устанавливаемых в корпусе газоохладителя, в том числе воздухоохладителя, с помощью которого осуществляется охлаждение рабочего потока сжатого газа, в том числе воздуха, прошедшего через ступень компрессора. Технический результат на достижение которого направлена заявляемая полезная модель состоит в повышении интенсивности теплообмена за счет увеличения теплообменной поверхности и в увеличении доступности к элементам трубного пучка, что позволяет облегчить и повысить удобство обслуживания газоохладителей.. Для достижения указанного технического результата в трубном пучке, предназначенном для установки в охладителе газа, преимущественно воздуха, сжимаемого в ступени компрессора, содержащем трубки, в том числе оребренные, собранные в один объем и концы которых заделаны в трубные решетки, имеющие возможность расширения, стенки кожуха, установленные вдоль протяженных сторон объема трубок и соединенные с трубными решетками, и как минимум одну перегородку, устанавливаемую поперек трубок, каждая стенка кожуха выполнена с продольными плоскими гранями, образующими в поперечном разрезе выпуклую изломанную линию, при этом объем трубок выполнен заполняющим пространство до внутренних поверхностей стенок кожуха, причем по середине всего объема трубок установлена плоская, поперечная перегородка, набранная из металлических пластин и выходящая своими размерами наружу за пределы стенок кожуха, кроме того, каждая трубка выполнена сплошной по всему объему, и в месте расположения перегородки на нее надета, контактирующая с перегородкой втулка, а снаружи по каждой стороне, вдоль плоских наклонных граней стенок кожуха размещены с возможностью их расширения, по крайней мере по одной продольной балке, упирающейся в трубные решетки. При это продольные балки могут иметь цилиндрическую форму, в объеме трубок между трубной доской и перегородкой, установленной по середине объема трубок, может быть размещена, по крайней мере, одна дополнительная плоская, поперечная перегородка, набранная из металлических пластин и выходящая своими размерами наружу за пределы стенок кожуха, и тогда в месте расположения дополнительной перегородки на каждую трубку The utility model relates to the field of heat exchange, in particular, to the design of tubular bundles installed in the body of a gas cooler, including an air cooler, by which the working stream of compressed gas, including air passing through the compressor stage, is cooled. The technical result to which the claimed utility model is directed is to increase the heat transfer intensity by increasing the heat exchange surface and increasing accessibility to the tube bundle elements, which makes it easier and more convenient to service gas coolers .. To achieve the specified technical result in a tube bundle intended for installation in a gas cooler, mainly air, compressed in a compressor stage containing tubes, including finned, assembled in one the volume and ends of which are embedded in tube sheets with the possibility of expansion, casing walls installed along the extended sides of the tube volume and connected to the tube sheets, and at least one partition installed across the tubes, each casing wall is made with longitudinal flat faces forming cross section of a convex broken line, while the volume of the tubes is made filling the space to the inner surfaces of the walls of the casing, and in the middle of the entire volume of the tubes is installed flat, cross A baffle plate made of metal plates and exiting outside the casing walls with its dimensions, in addition, each tube is made continuous throughout the volume, and at the location of the baffle plate a sleeve is put on which is in contact with the baffle plate, and on the outside, on each side, along flat the inclined faces of the walls of the casing are placed with the possibility of their expansion, at least one longitudinal beam abutting against the tube sheet. In this case, the longitudinal beams can be cylindrical in shape, in the volume of the tubes between the tube plate and the partition installed in the middle of the volume of the tubes, at least one additional flat, transverse partition assembled from metal plates and extending outside the limits can be placed the walls of the casing, and then at the location of the additional partition on each tube

надета, контактирующая с дополнительной перегородкой втулка, а оребренные трубки могут иметь переменный по длине шаг повторения расположения ребер. 1 н.п., 4 з.п. ф-лы,the sleeve is put in contact with the additional partition, and the finned tubes may have a step of repeating the location of the ribs of variable length. 1 n.p., 4 w.s. f-ly

Description

Полезная модель относится к области теплообмена, в частности, к конструкции трубчатых пучков, устанавливаемых в корпусе газоохладителя, в том числе воздухоохладителя, с помощью которого осуществляется охлаждение рабочего потока сжатого газа, в том числе воздуха, прошедшего через ступень компрессора.The utility model relates to the field of heat exchange, in particular, to the design of tubular bundles installed in the body of a gas cooler, including an air cooler, by which the working stream of compressed gas, including air passing through the compressor stage, is cooled.

Известно, что на характеристики теплообмена существенно влияет способ размещения труб в охладителе. Обычно трубки, в том числе оребренные, собирают в пучки типа параллелепипеда, ограничивая их стенками кожуха, и сквозь них пропускают охлаждаемый воздух (см., например, «Справочник по теплообмену», пер. с английского, под ред. О.Г.Мартыненко и др. 1987, т.2, стр.91).It is known that the characteristics of heat transfer are significantly affected by the way the pipes are placed in the cooler. Typically, tubes, including finned ones, are assembled into bundles of the parallelepiped type, restricting them to the walls of the casing, and cooled air is passed through them (see, for example, “Guide to Heat Transfer”, translated from English, edited by O.G. Martynenko et al. 1987, v. 2, p. 91).

Известно также, что, например, в воздухоохладителе центробежного компрессора, находящемся, под каждой ступенью компрессора, размещается по несколько трубных пучков (см., например, «Каталог компрессорных машин и турбин АООТ «Невский завод» ЦНИИТЭИтяжмаш, 2000, стр.22-24»). При этом во время эксплуатации трубные пучки забиваются грязью, выходят из строя и требуют довольно частой трудной по осуществлению очистки или замены целиком всего пучка.It is also known that, for example, in the air cooler of a centrifugal compressor, located under each compressor stage, several tube bundles are placed (see, for example, “Catalog of compressor machines and turbines AOOT“ Nevsky Zavod ”TsNIITEIityazhmash, 2000, pp. 22-24 "). At the same time, during operation, tube bundles become clogged with dirt, fail, and require a fairly frequent, difficult to complete cleaning or replacement of the entire bundle.

Что касается конструкции трубных пучков, то также известно, что обычно трубки собирают в объем типа параллелепипеда, с параллельно размещенными трубками, которые могут быть и оребренные. По торцам такого объема устанавливают трубные доски, предназначенные для закрепления в них трубок, и которые в свою очередь закрыты крышками, а между трубками As for the design of the tube bundles, it is also known that usually the tubes are assembled into a parallelepiped type volume, with tubes placed in parallel, which can also be finned. At the ends of such a volume, tube boards are installed to fix the tubes in them, and which, in turn, are closed by covers, and between the tubes

располагают перегородки (см., например, Я.А.Берман и др. «Система охлаждения компрессорных установок», 1984, стр.44-49). Такие трубные пучки обеспечивают определенную степень теплообмена, но поскольку проходная для поступающего газа, в том числе воздуха, поверхность не достаточно большая, т.к. трубки достаточно короткие, то для достижения заданного значения теплообмена требуется установка нескольких трубных пучков, а это усложняет эксплуатацию газоохладителей. При этом простое удлинение трубок приводит к нежесткой конструкции, которая к тому же неудобна и сложна в эксплуатации.have partitions (see, for example, Y. A. Berman and others. "The cooling system of compressor units", 1984, p. 44-49). Such tube bundles provide a certain degree of heat transfer, but since the passage for the incoming gas, including air, the surface is not large enough, because Since the tubes are short enough, in order to achieve the set heat transfer value, installation of several tube bundles is required, and this complicates the operation of gas coolers. Moreover, a simple extension of the tubes leads to a non-rigid structure, which is also inconvenient and difficult to operate.

Предлагаемая полезная модель решает задачу создания конструкции трубного пучка, устраняющей указанные недостатки и обеспечивающей более интенсивный теплообмен.The proposed utility model solves the problem of creating a tube bundle design that eliminates these drawbacks and provides more intense heat transfer.

Технический результат на достижение которого направлена заявляемая полезная модель состоит в повышении интенсивности теплообмена за счет увеличения теплообменной поверхности и в увеличении доступности к элементам трубного пучка, что позволяет облегчить и повысить удобство обслуживания газоохладителей.The technical result to which the claimed utility model is directed is to increase the heat transfer intensity by increasing the heat transfer surface and to increase accessibility to the tube bundle elements, which makes it easier and more convenient to service gas coolers.

Для достижения указанного технического результата в трубном пучке, предназначенном для установки в охладителе газа, преимущественно воздуха, сжимаемого в ступени компрессора, содержащем трубки, в том числе оребренные, собранные в один объем и концы которых заделаны в трубные решетки, имеющие возможность расширения, стенки кожуха, установленные вдоль протяженных сторон объема трубок и соединенные с трубными решетками, и как минимум одну перегородку, устанавливаемую поперек трубок, каждая стенка кожуха выполнена с продольными плоскими гранями, образующими в поперечном разрезе выпуклую изломанную линию, при этом объем трубок выполнен заполняющим пространство до внутренних поверхностей стенок кожуха, причем по середине всего объема трубок установлена плоская, поперечная перегородка, набранная из металлических пластин и выходящая своими размерами наружу за пределы стенок кожуха, кроме того, каждая трубка выполнена сплошной по всему объему, и в месте расположения перегородки на нее надета, контактирующая с перегородкой втулка, а снаружи по каждой стороне, вдоль плоских наклонных граней стенок кожуха размещены с возможностью их расширения, по крайней мере по To achieve the specified technical result in a tube bundle intended for installation in a cooler of gas, mainly air, compressed in a compressor stage containing tubes, including finned, assembled into one volume and ends of which are embedded in tube sheets with the possibility of expansion, casing walls mounted along the extended sides of the volume of the tubes and connected to the tube sheets, and at least one partition installed across the tubes, each wall of the casing is made with longitudinal flat g wounds forming a convex broken line in cross section, while the volume of the tubes is made filling the space to the inner surfaces of the walls of the casing, and in the middle of the entire volume of the tubes there is a flat, transverse partition drawn from metal plates and extending outside the walls of the casing, except Moreover, each tube is made continuous throughout the volume, and at the location of the partition, a sleeve is put on it, a sleeve in contact with the partition, and on the outside on each side, along flat the inclined faces of the walls of the casing are placed with the possibility of expansion, at least

одной продольной балке, упирающейся в трубные решетки. При это продольные балки могут иметь цилиндрическую форму, в объеме трубок между трубной доской и перегородкой, установленной по середине объема трубок, может быть размещена, по крайней мере, одна дополнительная плоская, поперечная перегородка, набранная из металлических пластин и выходящая своими размерами наружу за пределы стенок кожуха, и тогда в месте расположения дополнительной перегородки на каждую трубку надета, контактирующая с дополнительной перегородкой втулка, а оребренные трубки могут иметь переменный по длине шаг повторения расположения ребер.one longitudinal beam abutting against tube sheets. In this case, the longitudinal beams can be cylindrical in shape, in the volume of the tubes between the tube plate and the partition installed in the middle of the volume of the tubes, at least one additional flat, transverse partition assembled from metal plates and extending outside the limits can be placed the walls of the casing, and then at the location of the additional partition on each tube is put on, the sleeve is in contact with the additional partition, and the finned tubes can have a step of variable length the location of the ribs.

Отличительными признаками заявляемого устройства являются выполнение каждой стенки кожуха с продольными плоскими гранями, образующими в поперечном разрезе выпуклую изломанную линию, при этом выполнение объема трубок заполняющим пространство до внутренних поверхностей стенок кожуха, причем по середине всего объема трубок установление плоской, поперечной перегородки, набранной из металлических пластин и выходящей своими размерами наружу за пределы стенок кожуха, кроме того, выполнение каждой трубки сплошной по всему объему, и в месте расположения перегородки размещение на ней, контактирующей с перегородкой втулки, а также размещение с возможностью их расширения снаружи по каждой стороне, вдоль плоских наклонных граней стенок кожуха, по крайней мере, по одной продольной балки, упирающейся в трубные решетки. Кроме того, возможное выполнение продольных балок цилиндрической формы, возможное выполнение в объеме трубок между трубной доской и перегородкой, установленной по середине объема трубок, по крайней мере, одной дополнительной плоской, поперечной перегородки, набранной из металлических пластин и выходящей своими размерами наружу также за пределы стенок кожуха, и размещение в этом случае в месте расположения дополнительной перегородки на каждой трубке контактирующей с дополнительной перегородкой втулки, а также возможное выполнение оребренных трубок с переменный по длине шагом повторения расположения ребер.Distinctive features of the claimed device are the execution of each wall of the casing with longitudinal flat faces, forming a convex broken line in cross section, while the execution of the volume of the tubes filling the space to the inner surfaces of the walls of the casing, and in the middle of the entire volume of the tubes, establishing a flat, transverse partition drawn from metal plates and extending outside its dimensions outside the walls of the casing, in addition, the execution of each tube continuous throughout the volume, and in place location of the partition placement on it in contact with the sleeve baffle, as well as placement with the possibility of expansion from the outside on each side, along the flat inclined faces of the walls of the casing, at least one longitudinal beam abutting the tube sheets. In addition, the possible implementation of the longitudinal beams of a cylindrical shape, the possible execution in the volume of the tubes between the tube plate and the partition installed in the middle of the volume of the tubes, at least one additional flat, transverse partition, recruited from metal plates and going outside its size also outside walls of the casing, and placement in this case at the location of the additional partition on each tube in contact with the additional partition of the sleeve, as well as the possible implementation of arm tubes with a variable length repetition of the location of the ribs.

Благодаря наличию приведенных существенных признаков увеличивается поверхность теплообмена, понижается гидравлическое сопротивление в трубках, обеспечивается экономия энергии ступени Due to the presence of the above essential features, the heat transfer surface increases, the hydraulic resistance in the tubes decreases, and the energy of the stage is saved

компрессора, т.к. требуется меньшая ее трата на преодоление сопротивления трубного пучка при входе в следующую ступень компрессора, обеспечивается свобода доступа и возможность чистки трактов обоих теплоносителей - воды и газа, а также повышается виброустойчивость элементов конструкции. Кроме того, появляется возможность на выходе газа, в том числе воздуха, из каждой ступени компрессора устанавливать в корпус газоохладителя вместо двух трубчатых пучков - один с требуемыми параметрами теплообмена.compressor, as it requires less expenditure to overcome the resistance of the tube bundle when entering the next stage of the compressor, freedom of access and the possibility of cleaning the paths of both heat carriers - water and gas, are provided, and the vibration resistance of structural elements is also increased. In addition, it becomes possible at the gas outlet, including air, from each compressor stage to install in the gas cooler body instead of two tubular bundles - one with the required heat transfer parameters.

На фиг.1 схематично изображен вид спереди трубного пучка, на фиг.2 - вид сверху, на фиг.3 - вид справа, на фиг.4 - сечение А-А, показывающее образующую в поперечном разрезе выпуклую изломанную линию расположения объема трубок, на фиг.5 - часть разрез Б-Б трубного пучка по перегородке, на фиг.6 - часть трубки с разным шагом оребрения.Figure 1 schematically shows a front view of the tube bundle, figure 2 is a top view, figure 3 is a right view, figure 4 is a section aa showing the convex broken line forming the cross-section of the location of the volume of the tubes, figure 5 is a part section BB of the tube bundle along the partition, figure 6 is a part of the tube with different finning spacing.

Заявляемый трубный пучок содержит сплошные трубки 1, заделанные в трубные доски 2, одна из которых имеет возможность расширения при нагревании во время прохождения газа или воздуха между трубками 1. Трубные решетки 2 закрыты крышками 3. Трубки 1 собраны в объем 4, вдоль протяженных сторон которого установлены стенки 5 и 6 кожуха, соединенные с трубными решетками 2. При этом каждая стенка 5 и 6 кожуха выполнена с продольными плоскими гранями 7, 8, 9, 10, 11, образующими в поперечном разрезе выпуклую изломанную линию, а объем 4 трубок 1 выполнен заполняющим пространство между внутренними поверхностями стенок 5 и 6 кожуха и трубными решетками 2. Такое выполнение объема 4 позволяет разместить большее количество трубок 1 и, следовательно, увеличить поверхность теплообмена. По середине объема 4 трубок 1 выполнена плоская, поперечная, наборная перегородка 12, разделяющая прохождение разных по теплоте потоков газа или воздуха. Перегородка 12 выполнена из металлических пластин. В месте расположения перегородки 12 на трубки 1 надета, контактирующая с перегородкой 12 втулка 13. При этом, если перегородок 12 несколько, то и в месте их контакта с трубками 1 на них надеты втулки типа втулки 13. Снаружи стенок 5 и 6 кожуха, например, вдоль плоских наклонных его граней 8 выполнены продольные балки 14, упирающиеся в трубные решетки 2, имеющие возможность расширения. Продольные балки 14 могут иметь цилиндрическую форму. Они предназначены для придания жесткости конструкции и при необходимости их может более одной с каждой The inventive tube bundle contains continuous tubes 1, embedded in the tube boards 2, one of which can expand when heated during the passage of gas or air between the tubes 1. The tube sheets 2 are closed by caps 3. The tubes 1 are assembled into a volume 4, along the long sides of which installed walls 5 and 6 of the casing connected to the tube sheets 2. Moreover, each wall 5 and 6 of the casing is made with longitudinal flat faces 7, 8, 9, 10, 11, forming a convex broken line in cross section, and the volume of 4 tubes 1 is made filling the space between the inner surfaces of the walls 5 and 6 of the casing and tubesheets 2. This arrangement allows the volume 4 to place more tubes 1 and, consequently, to increase the heat exchange surface. In the middle of the volume of 4 tubes 1, a flat, transverse, stacked partition 12 is made that separates the passage of gas or air flows of different heat. The partition 12 is made of metal plates. At the location of the partition 12, the sleeve 13 is put on, and the sleeve 13 is in contact with the partition 12. Moreover, if the partitions 12 are several, then sleeve type 13 is put on them. Outside the walls 5 and 6 of the casing, for example , along the flat inclined faces 8, longitudinal beams 14 are made, abutting against the tube sheets 2 having the possibility of expansion. Longitudinal beams 14 may have a cylindrical shape. They are designed to give structural rigidity and, if necessary, they can be more than one each

стороны. Если трубки 1 выполнены оребренными, то они могут иметь переменный по длине шаг повторения расположения ребер, например, 15 и 16., что в свою очередь позволяет добиваться разного сопротивления проходящему газу или воздуху, а это влияет на степень теплообмена и работу ступени компрессора. Для входа и выхода охлаждающей воды, проходящей внутри трубок 1, предназначены штуцеры 17, 18.side. If the tubes 1 are made finned, then they can have a variable length repetition of the location of the ribs, for example, 15 and 16. This, in turn, allows different resistance to the passing gas or air to be achieved, and this affects the degree of heat transfer and the operation of the compressor stage. To enter and exit the cooling water passing inside the tubes 1, fittings 17, 18 are intended.

При работе ступени компрессора отработанный горячий рабочий газ или воздух поступает в газоохладитель или воздухоохладитель, проходя сквозь заявляемый пучок между трубками 1, по которым протекает охлаждающая вода, в результате чего охлаждается и затем поступает в следующую ступень. При этом на определенные виды компрессоров благодаря заявляемой конструкции достаточного одного трубного пучка, взамен двух ранее используемых, а увеличенная поверхность теплообмена, низкое сопротивление по охлаждаемому газу или воздуху, позволяют снизить потери давления. Кроме того, при снятых крышках 3 трубки 1 становятся полностью доступными и могут быть очищены или заглушены.When the compressor stage is working, the exhausted hot working gas or air enters the gas cooler or air cooler, passing through the inventive bundle between the tubes 1 through which cooling water flows, as a result of which it is cooled and then enters the next stage. At the same time, for certain types of compressors, thanks to the claimed design, one tube bundle is sufficient, instead of the two previously used, and the increased heat exchange surface, low resistance to cooled gas or air, can reduce pressure loss. In addition, when the covers 3 are removed, the tubes 1 become fully accessible and can be cleaned or plugged.

Claims

1. A tube bundle intended for installation in a cooler of gas, mainly air, compressed in the compressor stage, containing tubes, including finned, assembled into one volume and ends of which are embedded in tube sheets with the possibility of expansion, casing walls installed along extended sides of the volume of the tubes and connected to the tube sheets, and at least one partition installed across the tubes, characterized in that each wall of the casing is made with longitudinal flat faces that form across In this section, a convex broken line is formed, with the volume of the tubes filling the space to the inner surfaces of the walls of the casing, and in the middle of the entire volume of the tubes there is a flat, transverse partition drawn from metal plates and extending outward outside the walls of the casing, in addition, each tube made continuous throughout the volume, and at the location of the partition on it put on a sleeve in contact with the partition, and on the outside on each side, along the flat inclined faces of the walls of the casing placed with the possibility of their expansion at least one longitudinal beam abutting against the tube sheet.

2. The tube bundle according to claim 1, characterized in that the longitudinal beams are made of cylindrical shape.

3. The tube bundle according to claims 1 and 2, characterized in that in the volume of the tubes between the tube plate and the septum installed in the middle of the tube volume, at least one additional flat, transverse septum drawn from metal plates and exiting with its dimensions out outside the walls of the casing, while at the location of the additional partition on each tube is put on contact with the additional partition sleeve.

4. The tube bundle according to claims 1 and 2, characterized in that the finned tubes have a step of repeating the location of the ribs of variable length.

5. The tube bundle according to claim 3, characterized in that the finned tubes have a step of repeating the location of the ribs of variable length.