RU2748369C1 - Removable heating element of heat exchangers - Google Patents
Removable heating element of heat exchangers Download PDFInfo
- Publication number
- RU2748369C1 RU2748369C1 RU2020126435A RU2020126435A RU2748369C1 RU 2748369 C1 RU2748369 C1 RU 2748369C1 RU 2020126435 A RU2020126435 A RU 2020126435A RU 2020126435 A RU2020126435 A RU 2020126435A RU 2748369 C1 RU2748369 C1 RU 2748369C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heating element
- pipe
- bundles
- removable
- heat exchangers
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/02—Heat-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 helically coiled
- F28D7/022—Heat-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 helically coiled the conduits of two or more media in heat-exchange relationship being helically coiled, the coils having a cylindrical configuration
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/08—Tubular elements crimped or corrugated in longitudinal section
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/02—Header boxes; End plates
- F28F9/04—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates
- F28F9/06—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by dismountable joints
- F28F9/12—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by dismountable joints by flange-type connections
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Geometry (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Description
Настоящее техническое решение относится к теплотехнике и может быть использовано в теплообменных устройствах и водоводяных подогревателях в системах теплоснабжения и горячего водоснабжения жилых зданий и сооружений.This technical solution relates to heat engineering and can be used in heat exchangers and water-to-water heaters in heat supply and hot water supply systems for residential buildings and structures.
Известен теплообменный элемент, состоящий из внутренней и наружных труб, одна из которых выполнена в виде змеевика, канальных переходников, соединенных с обеими трубами (патент на изобретение RU 2125695, МПК F28D 7/10, F28F 1/00. Теплообменный элемент /авторы: Каменский В.Г. (RU), Камашев Б.М. (RU), Рулев В.М. (RU); патентообладатель - Опытное конструкторское бюро машиностроения (RU). Заявка №96113250/06, заявл. 04.07.1996; опубл. 27.01.1999).Known heat exchange element, consisting of inner and outer pipes, one of which is made in the form of a coil, channel adapters connected to both pipes (patent for invention RU 2125695, IPC F28D 7/10, F28F 1/00. Heat exchange element / authors: Kamensky V.G. (RU), Kamashev B.M. (RU), Rulev V.M. (RU); patent holder - Experimental Design Bureau of Mechanical Engineering (RU). Application No. 96113250/06, filed 04.07.1996; publ. 27.01.1999).
Данный теплообменный элемент предназначен для судовых атомных паропроизводящих установок и атомных электростанций с водоводяным реактором под давлением. Элемент сложен в изготовлении и конструктивно не может быть использован в водоводяных подогревателях в системах теплоснабжения и горячего водоснабжения жилых зданий и сооружений.This heat exchange element is intended for marine nuclear steam generating plants and nuclear power plants with a pressurized water-water reactor. The element is difficult to manufacture and structurally cannot be used in water-to-water heaters in heat supply and hot water supply systems for residential buildings and structures.
Известен теплообменник, содержащий трубчатую систему в виде змеевика, выполненного в виде цилиндра, с подводящим и отводящим патрубками греющего контура (патент на изобретение RU 2701788. МПК F28D 7/026, F28G 13/00. Теплообменник /авторы: Левцев А.П. (RU), Верендяйкин Г.Г. (RU), Лю Цзюньчен (RU); патентообладатель - Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Центральный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева» (RU). Заявка №2019116998; заявл. 31.05.2019; опубл. 01.10.2019, Бюл. №28).Known heat exchanger containing a tubular system in the form of a coil, made in the form of a cylinder, with inlet and outlet pipes of the heating circuit (patent for invention RU 2701788. IPC F28D 7/026, F28G 13/00. Heat exchanger / authors: Levtsev A.P. ( RU), Verendyaykin G.G. (RU), Liu Junchen (RU); patent holder - Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Central Research Mordovian State University named after N.P. Ogarev" (RU). 05/31/2019; publ. 10/01/2019, bull. No. 28).
Недостатками данного теплообменника являются невысокий коэффициент теплопередачи, обусловленный единственной трубчатой системой в змеевике, а также невозможность автономного использования змеевика в качестве сменного элемента теплообменников.The disadvantages of this heat exchanger are the low heat transfer coefficient due to the only tubular system in the coil, as well as the impossibility of autonomous use of the coil as a replaceable element of heat exchangers.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является кожухотрубный змеевиковый теплообменник, содержащий пучки трубных змеевиков с витками, образующими стенки продольных каналов, имеющих зазоры между трубами смежных витков (патент на изобретение RU 2036406, МПК F28D 7/02. Кожухотрубный змеевиковый теплообменник /авторы: Сударев А.В. (RU), Сударев Б.В. (RU), Сударев В.Б. (RU), Кондратьев А.А. (RU), Цуриков А.В. (RU); патентообладатель - Научно-производственное предприятие «Тарк» (RU). №93009729/06; заявл. 24.02.1993; опубл. 27.05.1995).The closest to the claimed technical solution is a shell-and-tube coil heat exchanger containing bundles of tube coils with turns forming the walls of longitudinal channels having gaps between pipes of adjacent turns (patent for invention RU 2036406, IPC F28D 7/02. Shell-and-tube coil heat exchanger / authors: Sudarev A .V. (RU), Sudarev B.V. (RU), Sudarev V.B. (RU), Kondratyev A.A. (RU), Tsurikov A.V. (RU); patent holder - Research and Production Enterprise " Tark "(RU). No. 93009729/06; filed. 02.24.1993; publ. 05.27.1995).
Данное устройство выбрано за прототип.This device was chosen as a prototype.
Недостатками данного теплообменника являются сложность изготовления пучков трубных змеевиков, а также невозможность автономного использования пучков трубных змеевиков в качестве сменного элемента теплообменников.The disadvantages of this heat exchanger are the complexity of the manufacture of bundles of tube coils, as well as the impossibility of autonomous use of bundles of tube coils as a replaceable element of heat exchangers.
Целью настоящего изобретения является устранение указанных недостатков.The aim of the present invention is to eliminate these disadvantages.
Поставленная цель достигается тем, что в съемный греющий элемент теплообменника, состоящий из пучков трубных змеевиков с витками, образующими стенки продольных каналов, имеющих зазоры между трубами смежных витков, введены внешний и погружаемый корпуса, выполненные в виде полых замкнутых полусфер, в которых внутренний объем внешнего корпуса соединен с входными концами пучков трубных змеевиков и входным патрубком греющего элемента, а внутренний объем погружаемого корпуса соединен с выходными концами пучков трубных змеевиков и выходной трубой, которая выходит из центра погружаемого корпуса, проходит внутри трубных змеевиков и, через внешний корпус, выходит на поверхность съемного элемента образуя выходной патрубок, при этом внешний корпус по наружному диаметру содержит фланец для установки и крепления съемного греющего элемента в теплообменник, а пучки трубных змеевиков выполнены из нержавеющих гофрированных труб.This goal is achieved by the fact that in the removable heating element of the heat exchanger, consisting of bundles of tube coils with turns forming the walls of longitudinal channels with gaps between the pipes of adjacent turns, the outer and submersible bodies are introduced, made in the form of hollow closed hemispheres, in which the inner volume of the outer the body is connected to the inlet ends of the bundles of pipe coils and the inlet pipe of the heating element, and the internal volume of the submerged body is connected to the outlet ends of the bundles of pipe coils and the outlet pipe, which leaves the center of the submerged body, passes inside the pipe coils and, through the outer body, goes to the surface of a removable element forming an outlet pipe, while the outer casing along the outer diameter contains a flange for installing and fixing a removable heating element in a heat exchanger, and bundles of pipe coils are made of corrugated stainless pipes.
Предложенное техническое решение обладает новизной, изобретательским уровнем и промышленной применимостью, т.е. всеми критериями изобретения.The proposed technical solution has novelty, inventive step and industrial applicability, i.e. all the criteria of the invention.
Новизна и изобретательский уровень подтверждены патентными исследованиями, а промышленная применимость обусловлена тем, что заявляемый съемный греющий элемент можно использовать при изготовлении любых водоводяных теплообменников.The novelty and inventive step are confirmed by patent research, and industrial applicability is due to the fact that the claimed removable heating element can be used in the manufacture of any water-to-water heat exchangers.
Сущность изобретения поясняется на чертежах (фиг. 1 - фиг.4), где на фиг. 1 приведен общий вид съемного греющего элемента теплообменников, на фиг. 2 приведен общий вид съемного греющего элемента теплообменников в продольном разрезе, на фиг. 3 представлено изображение разреза съемного греющего элемента теплообменников в плоскости А-А, а на фиг. 4 приведен пример использования съемного греющего элемента в теплообменных устройствах.The essence of the invention is illustrated in the drawings (Fig. 1 - Fig. 4), where Fig. 1 shows a general view of a removable heating element of heat exchangers, FIG. 2 shows a general view of a removable heating element of heat exchangers in longitudinal section, FIG. 3 shows a sectional view of a removable heating element of heat exchangers in plane A-A, and FIG. 4 shows an example of using a removable heating element in heat exchangers.
Съемный греющий элемент теплообменников состоит из внешнего корпуса 1, выполненного в виде полой замкнутой полусферы, из верхней части которого выходит входной патрубок 2 для греющего теплоносителя. Внутренний объем внешнего корпуса 1 соединен с входными концами 3 пучков трубных змеевиков с витками 4, образующими стенки продольных каналов, имеющих зазоры 5 между трубами смежных витков. Выходные концы 6 пучков трубных змеевиков соединены с внутренним объемом погружаемого корпуса 7, выполненного в виде полой замкнутой полусферы, из центральной части которого выходит труба 8, проходит внутри трубных змеевиков и, через внешний корпус 1, выходит на поверхность съемного элемента, образуя выходной патрубок 9 греющего теплоносителя. Для установки и крепления съемного греющего элемента в корпус теплообменников на внешнем корпусе 1 по его наружному диаметру содержится фланец 10.The removable heating element of the heat exchangers consists of an
Количество трубных змеевиков 3 в съемном греющем элементе и величина зазора 5 между трубами смежных витков может быть разными и определяется необходимым коэффициентом теплопередачи в используемом теплообменнике. На фиг. 3, в качестве примера, приведен вариант с применением четырех трубных змеевиков в греющем элементе.The number of
На фиг. 4 представлен вариант конструкции теплообменника с использованием съемного греющего элемента.FIG. 4 shows a variant of the design of a heat exchanger using a removable heating element.
Съемный греющий элемент крепится к корпусу 11 теплообменника посредством фланца 10 через уплотняющую прокладку 12 и надежно фиксируется болтами 13. Нагреваемая вода поступает в корпус 11 теплообменника через патрубок 14 и, после нагревания, поступает к потребителю через патрубок 15. Греющая вода подается в съемный греющий элемент через патрубок 2 и, после теплопередачи в пучке трубных змеевиков, выходит из греющего элемента через патрубок 9.The removable heating element is attached to the
В заявляемом съемном греющем элементе пучки трубных змеевиков изготовлены из гофрированных нержавеющих труб, что существенно увеличивает эффективную поверхность теплообмена по сравнению с гладкими медными или латунными трубами. Согласно данным из статьи «Гофрированная труба из нержавеющей стали» (эл. адр. - Гофрированная труба из нержавеющей стали | (domidei.ru > node / 687 ∨), теплообменная поверхность гофрированных труб из нержавеющей стали на 40% выше, чем у медных труб аналогичного диаметра, а меньшая толщина стенок гофрированных нержавеющих труб по сравнению с медными трубами компенсирует разницу в их теплопроводности.In the claimed removable heating element, the tube coil bundles are made of corrugated stainless steel tubes, which significantly increases the effective heat exchange surface compared to smooth copper or brass tubes. According to the data from the article "Corrugated stainless steel pipe" (email address - Corrugated stainless steel pipe | (domidei.ru> node / 687 ∨), the heat exchange surface of corrugated stainless steel pipes is 40% higher than that of copper pipes of a similar diameter, and the smaller wall thickness of corrugated stainless pipes compared to copper pipes compensates for the difference in their thermal conductivity.
Нержавеющие гофрированные трубы, кроме того, долговечны, обладают повышенной прочностью и пластичностью, устойчивы к коррозионным процессам. Имея минимальный коэффициент шероховатости, они не зарастают и не заиливаются, что исключает необходимость их периодической чистки.In addition, corrugated corrugated pipes are durable, have increased strength and ductility, and are resistant to corrosion processes. Having a minimum roughness coefficient, they do not overgrow or silt up, which eliminates the need for periodic cleaning.
Это особенно важно в реальных условиях эксплуатации теплообменников для приготовления горячей воды в многоэтажных жилых домах. Качество исходной воды (водопроводной), как правило, оставляет желать лучшего. По этой причине эксплуатационные службы вынуждены проводить регулярные трудоемкие работы по чистке теплообменных аппаратов в плохо приспособленных для их проведения условиях (подвалы жилых домов). Кроме того, для выполнения этих работ требуется специально обученный высококвалифицированный персонал.This is especially important in the real conditions of operation of heat exchangers for preparing hot water in multi-storey residential buildings. The quality of the source water (tap), as a rule, leaves much to be desired. For this reason, operating services are forced to carry out regular labor-intensive work on cleaning heat exchangers in conditions that are poorly adapted for their implementation (basements of residential buildings). In addition, specially trained, highly qualified personnel are required to carry out these works.
При использовании съемного греющего элемента он легко извлекается из корпуса теплообменника и, при необходимости, заменяется на новый. Как показала практика, операция по замене одного греющего элемента занимает не более 30 минут и выполняется специалистом низкой квалификации. Демонтированный греющий элемент направляется на техобслуживание в стационарных условиях.When using a removable heating element, it can be easily removed from the heat exchanger housing and, if necessary, replaced with a new one. As practice has shown, the operation to replace one heating element takes no more than 30 minutes and is performed by a low-skilled specialist. The dismantled heating element is sent for maintenance in stationary conditions.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020126435A RU2748369C1 (en) | 2020-08-07 | 2020-08-07 | Removable heating element of heat exchangers |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020126435A RU2748369C1 (en) | 2020-08-07 | 2020-08-07 | Removable heating element of heat exchangers |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2748369C1 true RU2748369C1 (en) | 2021-05-24 |
Family
ID=76034001
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020126435A RU2748369C1 (en) | 2020-08-07 | 2020-08-07 | Removable heating element of heat exchangers |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2748369C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5845704A (en) * | 1997-05-16 | 1998-12-08 | Flowserve Management Company | Heat exchanger baffle design |
RU2133004C1 (en) * | 1996-08-29 | 1999-07-10 | Акционерное общество закрытого типа "САТЭКС" | Heat exchanger |
RU2476800C1 (en) * | 2011-09-22 | 2013-02-27 | Алексей Павлович Левцев | Heat exchanger |
RU130057U1 (en) * | 2013-01-29 | 2013-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | SUBMERSIBLE HEAT EXCHANGE TYPE |
CN104061814A (en) * | 2014-07-04 | 2014-09-24 | 大连海新工程技术有限公司 | Multi-layer snake coil flash heater |
RU2700311C1 (en) * | 2018-12-25 | 2019-09-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Эволюция Биогазовых Систем" | Heat exchanger |
-
2020
- 2020-08-07 RU RU2020126435A patent/RU2748369C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2133004C1 (en) * | 1996-08-29 | 1999-07-10 | Акционерное общество закрытого типа "САТЭКС" | Heat exchanger |
US5845704A (en) * | 1997-05-16 | 1998-12-08 | Flowserve Management Company | Heat exchanger baffle design |
RU2476800C1 (en) * | 2011-09-22 | 2013-02-27 | Алексей Павлович Левцев | Heat exchanger |
RU130057U1 (en) * | 2013-01-29 | 2013-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | SUBMERSIBLE HEAT EXCHANGE TYPE |
CN104061814A (en) * | 2014-07-04 | 2014-09-24 | 大连海新工程技术有限公司 | Multi-layer snake coil flash heater |
RU2700311C1 (en) * | 2018-12-25 | 2019-09-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Эволюция Биогазовых Систем" | Heat exchanger |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2835286B2 (en) | Heat exchange coil assembly and composite thereof | |
CN202109793U (en) | Scale-free uniform turbulent flow high-efficiency heat exchanger | |
JP2013525729A (en) | Method for extracting heat from waste water flowing in a duct, heat exchanger, and system for carrying out the method | |
RU2557154C1 (en) | Dismountable heat exchanger | |
RU2748369C1 (en) | Removable heating element of heat exchangers | |
RU2527772C1 (en) | Heat-exchanging device | |
AU2018382368B2 (en) | Heat exchanger for a molten salt steam generator in a concentrated solar power plant (III) | |
RU2543094C1 (en) | Tube and shell heat exchanger | |
CN105202948B (en) | A kind of adverse current type helical baffles U-tube bundle heat exchanger | |
WO1982000343A1 (en) | Heat exchanger for flowing media | |
Kushchev et al. | Intensity enhancement of heat exchange in shell-tube heat exchangers with smooth pipes | |
RU182249U1 (en) | Heat exchanger | |
RU2309354C1 (en) | Sectional heater | |
RU110458U1 (en) | VERTICAL SHELL-TUBE STEAM WATER HEATER | |
RU2306514C1 (en) | Heat exchanger | |
EP3502608B1 (en) | Heat exchanger for a molten salt steam generator in a concentrated solar power plant (iii) | |
RU173387U1 (en) | SECTIONAL COIL HEAT EXCHANGER | |
RU169293U1 (en) | TUBULAR HEAT EXCHANGE UNIT | |
RU171543U1 (en) | COIL HEAT EXCHANGER FOR HEAT EXCHANGE PROCESSES | |
RU2822724C1 (en) | Shell-and-tube heat exchanger | |
RU2621194C1 (en) | Heat exchange unit | |
Chauhan et al. | Modified on Shell and Tube Heat Exchanger | |
RU177119U1 (en) | SHELL-TUBE HEAT EXCHANGER | |
RU203048U1 (en) | UNIVERSAL FLOW HEAT EXCHANGER | |
RU169225U1 (en) | Shell and tube heat exchanger for liquid and gaseous media |