SU1767323A1 - Теплообменник - Google Patents

Abstract

Использование: дл  утилизации тепла. Сущность изобретени : в корпусе с помощью трубной доски установлен пучок тепловых труб 5. Трубна  доска выполнена в виде патрубков. Зазоры между ними заполнены термостойким материалом. Трубы установлены в патрубках с возможностью осевого перемещени . Трубы могут быть снабжены снаружи резьбой, а патрубки изнутри-ответной резьбой. В каждом патрубке у одного из концов установлена опорна  перемычка. На них могут быть установлены, теплоизол ционные вставки. В камере холодной среды трубы могут быть снабжены дополнительными крепежыми элементами. 4 з.п. ф-лы, 8 ил,

Description

Изобретение относитс  к теплотехнике и может быть использовано дл  утилизации теплоты отход щих запыленных газов, нагрева различных жидких и газообразных сред.

Известны теплообменники дл  нагрева воздуха, содержащее нескольцо р дов единичных тепловых труб, наход щихс  в тепловом контакте с металлическими поперечными пластинами, при этом тепловые трубы соединены уравнительными каналами 1,

Недостатками теплообменника  вл ютс  сложность компоновки и нарушени  принципа автономности теплопередающих элементов, трудность эксплуатации в запыленных потоках, низка  технологичность изготовлени  трубной доски.

Наиболее близким техническим решением к изобретению выбранным за прототип ,  вл етс  теплообменник 2. Теплообменник содержит корпус, снабженный устройствами подачи гор чей и холодной сред и установленный в нем с помощью трубной доски с образованием камер дл  указанных сред пучок тепловых труб, при этом трубна  доска выполнена в виде охватывающих тепловые трубы патрубков, расположенных в пучке со взаимным касанием по образующим , зазоры между которыми герметизированы .

Недостатками прототипа  вл ютс  сложность герметизации трубной решетки и низка  технологичность, отсутствие мер защиты от взрыва тепловых трубок в аварийной ситуации.

Целью изобретени   вл етс  повышение технологичности и исключение взрыво- опасности.

сл

С

vj О

Я

Ю СО

Указанна  цель достигаетс  тем, что в теплообменнике, содержащем корпус, снабженный устройствами подачи гор чей и холодной сред и установленный в нем с помощью трубной доски с образованием ка- мер дл  указанных сред пучок тепловых труб, при этом трубна  доска выполнена в виде охватывающих тепловые трубы патрубков , расположенных в пучке со взаимным касанием по образующим, зазоры между которыми герметизированы, трубы установлены в патрубках с возможностью осевого перемещени , а зазоры между патрубками заполнены термостойким материа- лом. Кроме того, трубы снабжены оребрением в виде резьбы, а патрубки изнутри по всей длине снабжены ответной резьбой, в каждом патрубке у одного из концов установлена опорна  кольцева  перемычка , при этом на опорных перемычках дополнительно установлены теплоизол ционные вставки. В камере холодной среды тепловые трубы снабжены дополнительным крепежым элементом, снабженным приводом их перемещени , соединенным с уст- ройством подачи холодной среды.

На фиг. 1 изображен предлагаемый теплообменник , разрез; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1; на фиг. 3 - перегородка, вид в плане; на фиг. 4 - сечение А-А на фиг. 3; на фиг. 5 - сечение Б-Б на фиг. 3; на фиг. 6 - перегородка дл  монтажа полностью ореброенных тепловых труб, опирающихс  нижними торцами на плоскость; на фиг. 7 - схема тепло- обменника с приводом; на фиг. 8перегородка из патрубков с внутренней резьбой.

Теплообменник (фиг. 1) состоит из корпуса 1, разделенного перегородкой 2 на теп- лообменные каналы 3 и 4 дл  низко- и высокотемпературного потоков соответственно . В перегородке установлены тепловые трубы, имеющие уч.астки 5 нагрева, опирающиес  нижними концами в центрирующие втулки 6, и участки 7 охлаждени . Трубна  перегородка выполнена из отдельных патрубков 8, имеющих кольцевые перемычки 9 и теплоизол ционные вставки 10 дл  обеспечени  герметизации теплооб- менных зон.

Перегородка (фиг. 3 - 5), состоит из отдельных патрубков 8, объединенных в единую жесткую систему путем заплавлени  просветов 11 между ними, Просветы могут быть заполнены другим материалом, напри- мер термостойким бетоном, а жесткость конструкции обеспечиваетс  дополнительно точечной сваркой мест 12 сопр жени . По периферии перегородки просветы закрываютс , например, приваренными косынками 13 и накладками 14. Нижн   часть перегородки защищена слоем 15 огнеупорной теплоизол ции с отверсти ми 16 дл  прохода гладких участков нагрева тепловых труб.

На фиг. 6 представлен вариант устройства , имеющего перегородку из патрубков 8, позвол ющих компоновать теплообменник из тепловых труб, сребренных как на их участке 7 охлаждени , так и участке 5 нагрева . Межреберные пространства 17 тепловых труб в местах контакта с патрубками 18 заполнены слоем 1S теплоизол ции, обеспечивающей герметичное разделение теп- лообменных каналов.

Теплообменник взрывобезопасной конструкции (фиг. 7) включает тепловые трубы, имеющие гладкие участки 5 нагрева и сребренные (могут быть и гладкие) участки 7 охлаждени , разделенные перегородкой, состо щей из патрубков 8 с опорными кольцевыми перемычками 9 и теплоизол ционными вставками 10 на каналы 3 и 4 нагрева и охлаждени . Верхние концы тепловых труб закреплены в элементе (планке) 20, который через шток 21, проход щий через уп- лотнительный узел 22, соединен с исполнительным механизмом 23, который, в свою очередь, через реле 24 взаимодействует с датчиком 25 прекращени  подачи охлаждающей среды.

Перегородка (фиг. 8) из отдельных патрубков 8, имеющих внутреннюю резьбу 26 с шагом, равным шагу оребрени  труб. Тепловые трубы имеют оребрение 27 на участках 7 и 5 охлаждени  и нагрева. Места сопр жени  патрубков и пространства между ними свариваютс , заплавл ютс  или заполн ютс  жидким термостойким раствором дл  образовани  единой жесткой конструкции. Монтаж тепловых труб осуществл етс  их ввинчиванием в патрубки перегородки на требуемую длину.

Работает теплообменник следующим образом.

При подводе теплоты от высокотемера- турных газов, движущихс  в канале 4 (фиг. 1, фиг. 4) к участкам 5 нагрева происходит испарение теплоносител , наход щегос  внутри тепловых труб. Образовавшийс  пар поступает на участки 7 охлаждени , где конденсируетс  на стенках труб, отдава  теплоту фазового перехода низкотемпературному потоку , проход щему по каналу 3. Пленка конденсата стекает вниз, на участок нагрева, замыка  испарительно-конденсационный цикл. В теплообменнике, показанном на фиг. 7, работа протекает аналогичным образом , за исключением аварийного случа  - прекращени  подачи низкотемпературного

потока (газа или жидкости) при непрерывном поступлении высокотемпературной среды. В этом случае сигнал от датчика 25, установленного на входе потока, фиксирующего момент прекращени  подачи среды, поступает на исполнительный механизм 23 и через шток 21 и планку 20 осуществл етс  подъем тепловых труб до уровн  перегородки , Участки нагрева не воспринимают теплоту , давление внутри тепловых труб снижаетс . Подача низкотемпературного потока в канале 3 приведет к срабатывани  исполнительного механизма 23 и перемещению тепловых труб в обратном направле- нии. Теплоизол ционные вставки 10 обеспечивают плотный обжим тепловых труб и непроницаемость перегородки.

Предлагаемое устройство и его варианты выполнени  характеризуетс  универсальностью применени  благодар  оригинальной конструкции перегородки. Такой теплообменник может быть изготовлен в любых услови х, так как не требует применени  специальных станков дл  изготовлени  перегородки, легко компенсирует- с  на заданную мощность и ремонтируетс , предельно упрощаетс  очистка теплооб- менной поверхности от отложений. В р де случаев заплавки пространства между патрубками не потребуетс , так как они могут быть заполнены теплоизол ционной композицией одновременно с нанесением защитного сло  из жаростойкого материала. Кроме того, нет необходимости в разработке специальных мер термокомпенсации, как в прототипе, теплообменник может работать в запыленных потоках, где проблематично применение традиционных рекуперативных подогревателей. Вариант теплообменника, представленного на фиг.

ЧЪ,1

Claims (5)

1.Теплообменник, содержащий корпус, снабженный устройствами подачи гор чей и холодной сред и установленный в нем с помощью трубной доски и с образованием камер дл  указанных сред пучок тепловых труб, при этом трубна  доска выполнена в виде охватывающих тепловые трубы патрубков , расположенных в пучке со взаимным касанием по образующим, зазоры между которыми герметизированы, отличающийс  тем, что, с целью повышени  технологичности, трубы установлены в патрубках с возможностью осевого перемещени , а зазоры между патрубками заполнены термостойким материалом.

2.Теплообменник по п. отличающийс  тем, что трубы снабжены оребре- нием в виде резьбы, а патрубки изнутри по всей длине снабжены ответной резьбой.

3.Теплообменник по п. отличающийс  тем, что в каждом патрубке у одного из концов установлена опорна  кольцева  перемычка.

4.Теплообменник по пп. 1иЗ, отличающийс  тем, что в патрубках на опорных перемычках дополнительно установлены теплоизол ционные вставки.

5.Теплообменник по пп. 1, 3 и 4, о т л и- чающийс  тем, что, с целью взрывобе- зопасности, в камере холодной среды тепловые трубы снабжены дополнительными крепежными элементами, снабженными приводом их перемещени , соединенным с устройством подачи холодной среды.

,

ЬахоЗ t:$oЈ

Фиг. 2.

rt

и

8

V/rM

J JT I ..

|

I gi@ g.

I -s Г i П

e 1 - PI ;,.f

, ,/ V x . I/ --, /J I/ У1

с

-

J : ;:v/ O /JI.KM

U-J I1J I/ „ ./ „ / / . , I , I I. , J

Т Г|

HS ,

t- с/ и x -d

4

Фиг.З

i

-s Г i П

1 - PI ;,.f

, ,/ V x . I/ --, /J I/ У1

: ;:v/ O /JI.KM

/5

Фиг.1{

г. ff

j-г - тэт |-r-s .

dd. fXXi V

Фиг 7

8

4, &

4

&Ь,Л5

xtf

7