RU2133004C1

RU2133004C1 - Heat exchanger

Info

Publication number: RU2133004C1
Application number: RU96116650/06A
Authority: RU
Inventors: н Г.А. Мирзо; Г.А. Мирзоян; Н.М. Степин; ков В.К. Бел; В.К. Беляков; н С.А. Мирзо; С.А. Мирзоян; С.Н. Горшков; Е.Н. Янкин; В.И. Ливчак; М.В. Горлов
Original assignee: Акционерное общество закрытого типа "САТЭКС"
Priority date: 1996-08-29
Filing date: 1996-08-29
Publication date: 1999-07-10

Abstract

FIELD: heat supply systems for buildings. SUBSTANCE: proposed heat exchanger has identical heat exchange sectors in the form of bunches of pipes confined in enclosures connected to collector chambers manufactured in the form of shells with flanges attached to tube lattice placed between them. Each shell has shape of section of cylinder with cross-section in the form of segment or semicircle having diameter not less than diameter of enclosure of heat exchange section. Partitions in cross-section may have stepped form with wider section adjoining lattice. Heat exchanger can have hinges that decrease labor input during repair or cleaning of heat exchange pipes. This heat exchanger can be assembled from unified members. EFFECT: reduced expenditures for manufacture, erection and operation . 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к теплообменным аппаратам, применяемым преимущественно в системах теплоснабжения зданий и в других отраслях промышленности. The invention relates to heat exchangers, used mainly in heat supply systems of buildings and in other industries.

Известен теплообменник, содержащий корпус с установленными внутри модулями в виде пучков теплообменных труб, каждый из которых заключен в кожух [1]. Known heat exchanger containing a housing with modules installed inside in the form of bundles of heat transfer tubes, each of which is enclosed in a casing [1].

К недостаткам известного теплообменника можно отнести его повышенные металлоемкость и габаритные размеры. The disadvantages of the known heat exchanger include its increased metal consumption and overall dimensions.

Известен теплообменник, содержащий идентичные теплообменные секции в виде заключенных в цилиндрические кожухи пучков труб с перегородками, которые подключены к общим коллекторным камерам для трубной и межтрубной сред, выполненных в виде обечаек с фланцами, скрепленными с расположенной между камерами трубной решеткой. Перпендикулярно решетке установлены радиальные перегородки, образующие отсеки, сообщающие между собой смежные секции [2]. A heat exchanger is known that contains identical heat-exchange sections in the form of bundles of pipes enclosed in cylindrical casings with partitions that are connected to common collector chambers for pipe and annular media, made in the form of shells with flanges fastened to the tube sheet located between the chambers. Perpendicular to the lattice, radial partitions are installed to form compartments communicating adjacent sections with each other [2].

Это устройство является наиболее близким по технической сущности к описываемому техническому устройству. This device is the closest in technical essence to the described technical device.

Недостатком известного устройства являются его повышенные габаритные размеры и трудоемкость изготовления, связанная с недостаточным количеством унифицированных элементов. A disadvantage of the known device is its increased overall dimensions and the complexity of manufacturing associated with an insufficient number of standardized elements.

Указанные недостатки устраняются тем, что в теплообменнике, содержащем идентичные теплообменные секции, в виде заключенных в цилиндрические кожухи пучков труб, которые подключены к общим коллекторным камерам трубной и межтрубной сред, выполненных в виде обечаек с фланцами, скрепленными с расположенными между камерами трубными решетками, перпендикулярно которым установлены перегородки, образующие отсеки, сообщающие смежные секции, наружные части обечаек камер трубной и межтрубной сред выполнены в форме участка цилиндра с поперечным сечением в виде сегмента или полукруга, имеющего диаметр не менее диаметра кожуха теплообменной секции. These disadvantages are eliminated by the fact that in a heat exchanger containing identical heat-exchange sections, in the form of tube bundles enclosed in cylindrical casings, which are connected to common collector chambers of the pipe and annular media, made in the form of shells with flanges fastened to the tube sheets located between the chambers, perpendicularly with which partitions are installed, forming compartments communicating adjacent sections, the outer parts of the shells of the chambers of the pipe and annular media are made in the form of a section of a cylinder with a transverse a section in the form of a segment or a semicircle having a diameter not less than the diameter of the casing of the heat exchange section.

Габариты и детали левых камер трубной и межтрубной сред по размерам унифицированы с соответствующими правыми камерами трубной и межтрубной сред. The dimensions and details of the left chambers of the pipe and annular media are unified in size with the corresponding right chambers of the pipe and annular medium.

Трубные решетки и фланцы камер имеют прямоугольную форму и закреплены автономно посредством шпилек со стопорными устройствами к периферийным участкам фланцев камер межтрубной среды. The tube sheets and chamber flanges are rectangular in shape and secured autonomously by means of studs with locking devices to the peripheral sections of the annular chamber flanges.

Выполненные на обeих поверхностях трубных решеток пазы под перегородки коллекторных камер расположены симметрично относительно трубных решеток, а перегородки в поперечном сечении имеют ступенчатую форму с более широкими участками, примыкающими к трубным решеткам. Коллекторные камеры трубной среды имеют шарниры, закрепленные к фланцам камер трубной и межтрубной сред. The grooves made on both surfaces of the tube sheets are arranged symmetrically relative to the tube sheets, while the partitions in the cross section are stepped in shape with wider sections adjacent to the pipe sheets. The collector chambers of the pipe medium have hinges fixed to the flanges of the chambers of the pipe and annular media.

На фиг. 1 показан общий вид теплообменника; на фиг. 2 - вид сбоку; на фиг. 3 - вид сверху. In FIG. 1 shows a general view of a heat exchanger; in FIG. 2 is a side view; in FIG. 3 is a plan view.

Теплообменник состоит из идентичных теплообменных секций 1, каждая из которых выполнена в виде заключенных в цилиндрический кожух 2 пучков теплообменных труб 3, закрепленных обоими концами в двух общих для всех секций трубных решетках 4 и подключенных к общим коллекторным камерам трубной среды 5 и межтрубной среды 6, состоящих из обечайки 7 в форме участка цилиндра с поперечным сечением в виде сегмента или полукруга, имеющего диаметр не менее диаметра кожуха 2 секции 1, скрепленной с прямоугольным фланцем 10, который соединен с трубной решеткой 4, перпендикулярно которой в камерах 5 и 6 расположены перегородки 8, образующие отсеки 9, сообщающие смежные секции 1. The heat exchanger consists of identical heat-exchange sections 1, each of which is made in the form of bundles of heat-exchange tubes 3 enclosed in a cylindrical casing 2, fixed at both ends in two tube sheets 4 common to all sections and connected to common collector chambers of the pipe medium 5 and the annular medium 6, consisting of a shell 7 in the form of a section of a cylinder with a cross-section in the form of a segment or a semicircle having a diameter not less than the diameter of the casing 2 of section 1, fastened to a rectangular flange 10, which is connected to the tube sheet d 4, perpendicular to which in chambers 5 and 6 are partitions 8, forming compartments 9, communicating adjacent sections 1.

С целью уменьшения расстояния между секциями перегородки 8 имеют в поперечном сечении ступенчатую форму с более широким участком, примыкающим к трубной решетке 4, на обеих поверхностях которой выполнены пазы, расположенные симметрично относительно трубной решетки. In order to reduce the distance between the sections of the partition 8 have a cross-sectional step shape with a wider section adjacent to the tube sheet 4, on both surfaces of which grooves are made, located symmetrically relative to the tube sheet.

Габариты и детали левых камер 5, 6 - фланцы 10, перегородки 8, обечайки 7 унифицированы по размерам с соответствующими правыми камерами трубной и межтрубной сред. Трубная решетка 4 и фланцы 10 камер 5 и 6 имеют прямоугольную форму и закреплены автономно посредством шпилек со стопорными устройствами к периферийным участкам фланцев камер межтрубной среды. Стопорные устройства исключают ослабление крепления трубных решеток при демонтаже коллекторных камер трубной среды. The dimensions and details of the left chambers 5, 6 - flanges 10, partitions 8, shells 7 are unified in size with the corresponding right chambers of the pipe and annular media. The tube sheet 4 and the flanges 10 of the chambers 5 and 6 are rectangular in shape and are independently mounted by means of studs with locking devices to the peripheral sections of the flanges of the chambers of the annular medium. The locking devices exclude the weakening of the fastening of the tube sheets during the dismantling of the collector chambers of the tube medium.

Теплообменник может иметь шарниры 11, закрепленные к фланцам камер трубной и межтрубной сред, что снижает трудоемкость демонтажных работ во время чистки и ремонта. Патрубки подвода 12 и отвода 13 трубной среды расположены на камерах 5 соосно периферийным теплообменным секциям 1, на которых находятся патрубки 14, 15 подвода и отвода межтрубной среды. The heat exchanger may have hinges 11 fixed to the flanges of the chambers of the pipe and annular media, which reduces the complexity of dismantling during cleaning and repair. The nozzles of the inlet 12 and outlet 13 of the pipe medium are located on the chambers 5 coaxially to the peripheral heat exchange sections 1, on which there are nozzles 14, 15 of the inlet and outlet of the annular medium.

В процессе работы теплообменника горячего водоснабжения среда трубного пространства последовательно проходит через патрубок 12, коллекторную камеру 5, трубное пространство периферийной секции 1, противоположную камеру 5 и так далее, и выходит из теплообменника по патрубку 13 в систему теплоснабжения. In the process of operation of the hot water heat exchanger, the medium of the pipe space sequentially passes through the pipe 12, the collector chamber 5, the pipe space of the peripheral section 1, the opposite chamber 5 and so on, and leaves the heat exchanger through the pipe 13 to the heat supply system.

По патрубку 14 межтрубная среда поступает в теплообменник и движется противотоком по отношению к трубной среде, проходя последовательно по межтрубному пространству периферийной и последующих секций 4 коллекторных камер 6, и выходит в обратный трубопровод системы теплоснабжения по патрубку 15. Through the pipe 14, the annular medium enters the heat exchanger and moves countercurrently with respect to the pipe medium, passing sequentially through the annular space of the peripheral and subsequent sections 4 of the collector chambers 6, and enters the return pipe of the heat supply system through the nozzle 15.

При этом по сравнению с известным устройством увеличивается использование поверхности нагрева за счет отсутствия промежуточных подводящих и отводящих межтрубную среду патрубков. Площадь, занимаемая теплообменником, уменьшается приблизительно в 3 раза. Наряду с этим повышается технологичность изготовления теплообменников за счет унификации основных деталей. Снижение удельной металлоемкости составляет более чем на 30%. Moreover, in comparison with the known device, the use of the heating surface is increased due to the absence of intermediate inlet and outlet pipes annular. The area occupied by the heat exchanger is reduced by approximately 3 times. Along with this, the manufacturability of manufacturing heat exchangers is increased due to the unification of the main parts. The decrease in specific metal consumption is more than 30%.

Теплообменник может быть использован в качестве унифицированного модуль-блока, в результате применения которого нет необходимости в производстве теплообменных установок с различным диаметром и количеством секций. The heat exchanger can be used as a unified module block, as a result of which there is no need for the production of heat exchangers with different diameters and number of sections.

Тепловая установка может быть скомпонована из нескольких описываемых теплообменников (модулей), соединенных последовательно или параллельно между собой, что дает возможность снизить затраты на производство, монтаж и эксплуатацию установок. A thermal installation can be composed of several described heat exchangers (modules) connected in series or parallel to each other, which makes it possible to reduce the cost of production, installation and operation of plants.

Источники информации
1. Патент ФРГ N 2640728, кл. F 28 D 7/00, 1980.Sources of information
1. The patent of Germany N 2640728, cl. F 28 D 7/00, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР N 1749682, кл. F 28 D 7/00, 1992. 2. USSR author's certificate N 1749682, cl. F 28 D 7/00, 1992.

Claims

1. A heat exchanger containing identical heat-exchange sections in the form of tube bundles enclosed in cylindrical casings, which are connected to common collector chambers of the tube and annular media, made in the form of shells with flanges, fastened to the tube sheets located between the chambers, the walls forming the compartments perpendicular to them communicating adjacent sections, characterized in that the outer parts of the shells of the chambers of the pipe and annular medium are made in the form of a section of the cylinder with a cross section in the form of segments one or a semicircle having a diameter not less than the diameter of the casing of the heat exchange section.

2. The heat exchanger according to claim 1, characterized in that the tube sheets and chamber flanges are rectangular in shape and are independently mounted by means of studs with locking devices to the peripheral sections of the annular chamber flanges.

3. The heat exchanger according to claim 1, characterized in that the grooves made on both surfaces of the tube sheets for the partitions of the collector chambers are arranged symmetrically with respect to the tube sheets, and the partitions in the cross section are stepped in shape with wider sections adjacent to the tube sheets.

4. The heat exchanger according to claim 1, characterized in that the collector chambers of the pipe medium have hinges fixed to the flanges of the chambers of the pipe and annular media.