SU1714314A1 - Пакет пластинчатого теплообменника - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к теплообмен- ным аппаратам пластинчатого типа. Цель изобретени  - интенсификаци  теплообмена и повышение надежности. Дл  зтого в пакете пластинчатого теплообменника, содержащем р д герметично соединенных между собой керамических, оребренных пластин 1, соединенных с образованием проходных каналов 2 дл  теплообмениваю- щихс  сред, причем смежные пластины в пакете одна относительно другой смещены на 90" вокруг центральной оси, пластины 1 дополнительно снабжены периферийными сегментными секторами 5, образующими при сборке подвод щие и отвод щие коллекторы, а ребра 3 на поверхности пластин 1 размещены по спирали Архимеда. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.ЁФиг. 14^5».W S >&

Description

Изобретение относитс  к tennoo6MeHным аппаратам пластинчатого типа и может быть использовано в любрй отрасли промышленности , в частности при работе на высокотемпературных рабочих средйх.

Известны керамические пластинчаторебристые теплообменники (ТА) блочного типа дл  газообразных теплоносителей. Каналы в блоке изготовлены методом выдавливани . Каждый р д каналов повернут на 90° отиоситель-но смежных р дов. В блоке реализуетс  перекрестное движение потоков теплоносителей. Он несет низкий коэффициент теплового расширени  и может быть npимe| eн при температурах до 1480°С. Отдельные блоки могут быть скомпонированы в ТА так, чтобы получить перекрестно-противоточное движение потоков.

Однако интенсивность теплообмена з таких ТА сравнительно невелика, что обусловлено большой относительной прот женностью пр мых щелевых каналов каждого блока. Кроме того, в теплообменниках этого типа нельз  получить чисто противоточного движени  рабочих сред. Поэтому с{: еднеповерхносТнь1й температурный напор ниже, чем в противоточных схемах компоновки.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению  вл етс  пакет теплообменника из обоженного керамического материала, изготовленный из стопы свежештампованных керамических пластин. Стопа содержит по меньшей мере две пластины. Пластины имеют круглые выемки, которые при укладке пластин в стопу (пакет) образуют трубчатые каналы. Вторые выемки расположены вокруг первых и при укладке пластин в стопу в плоскости пластин образуют горизонтально расположенные каналы, охватывающие трубчатые каналы. Однако и в зтом случае реализуетс  перекрестна  схема течени  рабочих сред, а трубчатые каналы - пр мые, т.е. невелики интенсивность теплообмена и компактность ТА.

Цель изобретени  - интенсификаци  теплообмена и повышение наде хности.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в пакете пластинчатого теплообменника, содержащего р д герметично соединенных между собой керамических оребренных пластин, соединенных с образованием проходных каналов дл  теплообменивающихс  сред, причем смежные пластины в пакете одна относительно другой смещены на 90° вокруг центральной оси, пластины дополнительно снабжены периферийными сегментными секторами, образующими при сборке подвод щие и отвод щие коллекторы, а ребра на поверхности пластин размещены по

спирали Архимеда, В центральной части смежных пластин выполнен канал, разделенный перегородкой с образованием входного и выходного газораспределительных

коллекторов.

На фиг. 1 приведен пакет пластинчатого теплообменника с односторонним оребрением; на фиг.2 - то же, с двусторонним оребрением; на фиг,3 - сечение А-А на фиг, 1 и 2;

0 на фиг.Д-сечение В-В на фиг, 1 и2,нафиг.5 - пакет пластинчатого теплообменника, с односторонним оребрением, но с центральной раздачей; на фиг.6 - то же, двусторонним оребрением; на фиг,7 -сечение С-С на

5 фиг.5 и 6; на фиг,8 - сечение Д-Д на фиг.5 и 6.

Пакет пластинчатого теплообменника содержит по крайней мере три герметично соединенные между собой одинаковые пластины 1, кажда  из которых имеет в своей плоскости образующие проходные криволинейные каналы 2, располагаемое по спирали Архимеда оребрение 3, центральный, свободный от оребрени  участок 4, четыре

5 расположенных на периферии пластины полых сегментных сектора 5, разъединенных перемычками 6, причем два противоположно расположенных сектора 5 имеют выход из криволинейные каналы 2, а два других 0 отделены от них глухими стенками 7. Пластины в пакете одна относительно другой устанавливаютс  со смещением на 90° вокруг (йднтральной оси, что, обеспечива  чистый противоток дл  теплообменивающихс 

5 сред, позвол етчередовать в каждом из четырех образуемых при сборке полыми секторами 5 коллекторов участки с выходом на криволинейные каналы 2 и участки с глухими стенками 7, Такое чередование обеспечивает формирование противоположно располагаемых относительно центральной оси пакета раздаточного и сборного коллекторов дл  холодного теплоносител  и перпендикул рно им раздаточного и

5 сборочного коллекторов дл  гор чего теплоносител . Таким образом, в криволинейные каналы 2 смежных пластин подаютс  различные теплоносители, что обеспечивает при их взаимном противотоке процесс

0 теплопередачи через плоскость каждой оребренной пластины.

Поток теплоносител , поступа  из раздаточного коллектора в криволинейные каналы 2, течет по ним до центрального

5 свободного от оребрени  участка 4, где, поворачива сь , .отводитс  по ответным спиральным каналам 2 в сборный коллектор. В варианте пластинчатого теплообменника с центральной раздачей одного из теплоносителей смежные пластины 8 и 9 не  вл ютс 

одинаковыми, что видно из сечени  пакета пластин С-С и Д-Д (фиг.7 и 8). Более гор чий теплоноситель подаетс  в пакет пластин через формируемый при сборке центральный коллекторный узел, представл ющий собой разделенный центральной перегородкой 10 на 2 сектора (11 и 12) канал, открывающийс  в криволинейные каналы 13 оребренных пластин 8, чередующихс  с оребренными пластинами 9, закрытыми з центре кольцевой стенкой 14. Гор чий теплоноситель поступает в Центральный коллекторный узел по раздаточному сектору 11, подаетс  в открытые криволинейные каналы 13 пластин 8, расшир етс  до их периферийной части 15, разворачиваетс  и по ответным криволинейным каналам 13 выводитс  в сборный сектор 12 центрального коллекторного узла.

Холодный теплоносительподаетс  fis чередующиес  с пластинами 8 пластины 9 по формируемому при сборке периферийному раздаточному коллектору 16. изолированному от выхода на пластины 8 кольцевой стенкой 17, поступает в криволинейныь каналы 13, поворачиваетс  на центральном, свободном от оребрени  участке 18, поступает в ответные криволинейные каналы 13 и выводитс  в сборный периферийный коллектор 19, также формируемый при сборке.

Компоновка пакета пластин обеспечивает чистый противоток дл  теплообменивающихс  сред, ведущий к увеличению

температурного напора в процессе теплопередачи через стенку каждой оребренной пластины. Оба предлагаемых варианта пластинчатого теплообменника могут иметь

пластины, выполненные с двусторонним оребрением, при котором ребра 20, 21 каждой пластины размещаютс  в криволиней .ных каналах смежной пластины, что ведет к росту коэффициента теплопередачи и к

дальнейшему повышению компактности теплообменника.

Claims (2)

1.Пакет пластинчатого теплообменника , содержащий р д герметично соединенных керамических оребренных пластин, образующих проходные каналы дл  теплообменивающихс  сред, причем пластины .в пакете смещены на 90° одна относительно другой вокруг центральной

оси, отличающийс  тем, что, с целью интенсификации процесса теплообмена и повышени  надежности, пластины дополнительно снабжены периферийными сегментными секторами, образующими при

сборке подвод щие и отвод щие коллекторы , а ребра на поверхности пластин размещены по спирали Архимеда.

2.Пакет по п. 1, отличаю щийс тем, что, в центральной части смежных пластин

выполнен канал, разделенный перегородкой с образованием входного и выходного газораспределительных коллекторов.

А-А

Фиг. ц S J7 /3;j J8 Jif n 6 n n 18 II/ / / / / / / / /fi n 13 IB n 12 10 n / / / / / /

/6

С -C

8

/5

.1 ;,-li }f 18 / /

19

14

16

Фиг. В