КОЖУХОТРУБНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК С ОРЕБРЕННЫМИ ТРУБАМИ
SHELL-AND-TUBE HEAT EXCHANGER WITH RIBBED TUBES

Изобретение относится к теплообменной аппаратуре и может быть использовано в энергетической, газовой, металлургической, химической и пищевой отраслях промышленности.
Известен кожухотрубный теплообменный аппарат, содержащий корпус с системой разнотипных поперечных перегородок, чередующихся между собой по длине кожуха с образованием камер в межтрубном пространстве (см., например, Ю.М.Бродов, М.А.Ниренштейн. Расчет теплообменных аппаратов паротурбинных установок. Екатеринбург, 2001 г., стр.64-78).
Известен кожухотрубный теплообменный аппарат, в котором кроме поперечных перегородок в камерах между ними дополнительно размещены продольные перегородки с противоположными углами закрутки (см., например, Патент США №3958630, кл. F28F 9/22, опубл. 1976). Однако и при такой организации потока часть среды не участвует в поперечном обтекании трубок, а обтекает их вдоль через зазоры в отверстиях промежуточных перегородок, что, естественно, ухудшает теплообмен.
Цель изобретения - интенсификация теплообмена.
Указанная цель достигается тем, что в кожухотрубном теплообменнике, содержащем систему разнотипных перегородок, чередующихся между собой по длине кожуха с образованием камер в межтрубном пространстве, часть из которых установлена с кольцевым зазором относительно кожуха, а остальные примыкают к кожуху и снабжены центральным отверстием, в камерах дополнительно размещены продольные спиральные перегородки с противоположным углом закрутки в смежных из них и примыкающие торцами к кромкам поперечных перегородок, трубки снабжены пластинами оребрения, причем пластины оребрения выполнены таких размеров и форм, что образуют с внутренней поверхностью кожуха теплообменника винтовую полость, кроме того, пластины оребрения могут быть выполнены разнотипными и чередующимися между собой по длине кожуха теплообменника с образованием камер в межтрубном пространстве, в зависимости от варианта выполнения ребер нагреваемая среда направляется либо тангенциально по винтовой полости, либо с поворотом на 180°, для улучшения контакта пластин оребрения с трубками образована «юбка».
Предлагаемый теплообменный аппарат отличается тем, что трубки снабжены пластинами оребрения, которые выполняют роль промежуточных перегородок, причем размеры и форма пластин выполнены таким образом, что образуют направление потока или по винтовой линии (фиг.1), или с поворотом на 180° (фиг.2), что обеспечивает наиболее полное поперечное обтекание трубок поверхности теплообмена. Кроме того, для улучшения контакта пластин оребрения с трубками образована «юбка» (фиг.5).
На фиг.1-4 показаны продольные и поперечные разрезы предлагаемых теплообменных аппаратов. На фиг.5 показано соединение пластины оребрения с трубкой в виде «юбки».
1 - оребренная трубка;
2 - трубная доска;
3 - пластина оребрения;
4 - кожух;
5 - полости между кожухом и пластинами оребрения;
6 - «юбка».
Кожухотрубный теплообменник содержит оребренные трубки 1, закрепленные в трубных досках 2 с насаженными на трубки пластинами оребрения 3. Причем пластины оребрения выполнены таких размеров и форм, что образуют с внутренней поверхностью кожуха 4 винтовую полость 5 (см. фиг.1). Кроме того, пластины оребрения 3 могут быть выполнены разнотипными и чередующимися между собой по длине кожуха 4 с образованием камер 5 в межтрубном пространстве (см. фиг.2).
Теплообменник работает следующим образом.
Нагревающая среда циркулирует в трубной полости. Нагреваемая среда поступает равномерно в межтрубное пространство и в зависимости от варианта выполнения ребер направляется либо тангенциально по винтовой полости, либо с поворотом на 180°.