ТЕПЛООБМЕННИК РАЗБОРНЫЙ С ТРУБКАМИ

Область техники, к которой относится полезная модель.
Полезная модель относится к области теплообменников, а именно к теплообменникам разборным с трубками, в которых первые концы теплоотдающих труб вварены в первую трубную стенку, при этом первая трубная стенка связана посредством болтового разборного соединения через прокладку с первой крышкой с образованием герметичной полости для свободного протекания теплоносителя между теплоотдающими трубами, при этом вторые концы теплоотдающих труб вварены во вторую трубную стенку, при этом вторая трубная стенка связана посредством болтового разборного соединения через прокладку со второй крышкой с образованием герметичной полости для свободного протекания теплоносителя между теплоотдающими трубами, и может быть использована в установках центрального кондиционирования воздуха на объектах использования атомной энергии.
Уровень техники.
Теплообменники разборные с трубками используются как для нагрева, так и для охлаждения паровоздушной среды проходящей через поверхность трубного пучка. В качестве теплоносителя может быть использована как химподготовленная вода с температурным режимом 150-70°С / 90-70°С (в зависимости от требований), так и паровая среда. В режиме охлаждения в качестве теплоносителя могут быть использованы как сетевая вода, так и хладагенты.
Известен теплообменник разборный с трубками, содержащий входную и выходную камеры, присоединенные к камерам теплоотдающие элементы, выполненные в виде теплоотдающих труб с наружным оребрением на рабочей поверхности, причем первые концы теплоотдающих труб вварены в первую трубную стенку, расположенную с противоположной по отношению к входной и выходной камерам стороны, при этом первая трубная стенка связана посредством болтового разборного соединения через прокладку с первой крышкой с образованием герметичной полости для свободного протекания теплоносителя между теплоотдающими трубами, при этом вторые концы теплоотдающих труб вварены во вторую трубную стенку, расположенную со стороны входной и выходной камер, при этом вторая трубная стенка связана посредством болтового разборного соединения через прокладку со второй крышкой с образованием герметичной полости для свободного протекания теплоносителя между теплоотдающими трубами. (См. патент на изобретение RU 2473034, опубликованный в 2013 году).
Данное устройство является наиболее близким по технической сущности к заявленной полезной модели и взято за прототип к предлагаемой полезной модели.
Недостатком прототипа является отсутствие точного позиционирования крышки (соединение «шип-паз»). Это также приводит к сложности сборки теплообменника. Кроме того, такой теплообменник недостаточно прочный, в случае, когда речь идет о больших давлениях внутри него, в случае использования его в установках центрального кондиционирования воздуха на объектах использования атомной энергии.
Совокупность указанных недостатков приводит к невозможности использования их в установках центрального кондиционирования воздуха на объектах использования атомной энергии.
Раскрытие полезной модели.
Опирающееся на это оригинальное наблюдение настоящая полезная модель, главным образом, имеет целью предложить теплообменник разборный с трубками, в котором первые концы теплоотдающих труб вварены в первую трубную стенку, при этом первая трубная стенка связана посредством болтового разборного соединения через прокладку с первой крышкой с образованием герметичной полости для свободного протекания теплоносителя между теплоотдающими трубами, при этом вторые концы теплоотдающих труб вварены во вторую трубную стенку, при этом вторая трубная стенка связана посредством болтового разборного соединения через прокладку со второй крышкой с образованием герметичной полости для свободного протекания теплоносителя между теплоотдающими трубами, позволяющий как минимум сгладить, указанный выше недостаток, а именно обеспечить возможность точного позиционирования крышки (соединение «шип-паз»), что и является поставленной технической задачей настоящей полезной модели.
Для достижения этой цели каждая трубная стенка имеет отфрезерованный паз, а соответствующая ей крышка теплообменника - выступ, соответствующий указанному пазу.
Благодаря таким выгодным характеристикам появляется возможность более точного позиционирования крышки (соединение «шип-паз»). Помимо этого, данное соединение является одним из основных элементов данной конструкции для удержания давления внутри теплообменника.
Существует возможный вариант исполнения полезной модели, в котором в пазе трубной стенки расположена паронитовая прокладка.
Благодаря такой выгодной характеристике появляется возможность предотвращения утечки жидкости из внутреннего объема теплообменника. Действительно, под определенным давлением паронит превращается в тягучую массу. В таком виде он заполняет неровности, обеспечивает герметичность.
Существует еще один возможный вариант исполнения полезной модели, в котором в пазе трубной стенки расположен герметик.
Благодаря такой выгодной характеристике появляется альтернативная возможность предотвращения утечки жидкости из внутреннего объема теплообменника.
Существует еще один возможный вариант исполнения полезной модели, в котором сверху и снизу теплообменника установлены П-образные пластины.
Благодаря такой выгодной характеристике появляется возможность увеличения прочности характеристик конструкции.
Совокупность существенных признаков предлагаемой полезной модели неизвестна из уровня техники для устройств аналогичного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна» для полезной модели.
Краткое описание чертежей.
Другие отличительные признаки и преимущества полезной модели ясно вытекают из описания, приведенного ниже для иллюстрации и не являющегося ограничительным, со ссылками на прилагаемый рисунок на котором:
- фигура 1 схематично изображает внешний вид теплообменника разборного с трубками с одной стороны, согласно полезной модели,
- фигура 2 схематично изображает внешний вид теплообменника разборного с трубками с другой стороны, согласно полезной модели,
- фигура 3 схематично изображает фрагмент устройства теплообменника разборного с трубками, согласно полезной модели,
- фигура 4 схематично изображает фрагмент устройства теплообменника разборного с трубками, согласно полезной модели,
- фигура 5 схематично изображает устройство теплообменника разборного с трубками в разобранном виде, согласно полезной модели,
- фигура 6 схематично изображает еще один фрагмент устройства теплообменника разборного с трубками, согласно полезной модели,
- фигура 7 схематично изображает еще один фрагмент устройства теплообменника разборного с трубками, согласно полезной модели,
- фигура 8 схематично изображает еще один фрагмент устройства теплообменника разборного с трубками, согласно полезной модели.
Согласно фигурам 1-8 теплообменник содержит входную 1 и выходную 2 камеры, присоединенные к камерам теплоотдающие элементы, выполненные в виде теплоотдающих труб 3 с наружным оребрением на рабочей поверхности, причем первые концы теплоотдающих труб 31 вварены в первую трубную стенку 41, расположенную с противоположной по отношению к входной и выходной камерам 1 и 2 стороны, при этом первая трубная стенка 41 связана посредством болтового разборного соединения через прокладку с первой крышкой 51 с образованием герметичной полости для свободного протекания теплоносителя между теплоотдающими трубами 3.
Вторые концы теплоотдающих труб 32 вварены во вторую трубную стенку 42, расположенную со стороны входной и выходной камер 1 и 2, при этом вторая трубная стенка 42 связана посредством болтового разборного соединения через прокладку со второй крышкой 52 с образованием герметичной полости для свободного протекания теплоносителя между теплоотдающими трубами.
В каждой герметичной полости между крышками и трубными стенками расположены заградительные стенки 6, расположение и шаг которых определяется тепловым расчетом исходя из условий максимального теплосъема.
Сверху и снизу теплообменника установлены П-образные пластины 7.
Каждая трубная стенка имеет отфрезерованный паз 8, а соответствующая ей крышка теплообменника - выступ 9, соответствующий указанном пазу.
Стрелками показано направления движения жидкости.
Осуществление полезной модели.
Теплообменник разборный с трубками используют стандартным образом. При необходимости профилактики снимают первую и вторую крышки. При монтаже выступ 9 размещают в пазу 8.
Промышленная применимость.
Предлагаемый теплообменник разборный с трубками может быть осуществлен специалистом на практике и при осуществлении обеспечивает реализацию заявленного назначения. Возможность осуществления специалистом на практике следует из того, что для каждого признака, включённого в формулу полезной модели на основании описания, известен материальный эквивалент, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «промышленная применимость» для полезной модели и критерию «полнота раскрытия» для полезной модели.
В соответствии с полезной моделью заявителем был изготовлен опытный образец теплообменника. Данная конструкция была адаптирована для использования ее в условиях повышенной химической активности теплоносителя с повышенным риском отложений внутри теплообменных труб.
Соединение съемных крышек с фланцем было болтовое, фланцев с теплообменными трубами - сварное аргонодуговой сваркой. Остальные части корпуса были сварены полуавтоматической сваркой в среде защитных газов.
Упорядоченное движение теплоносителя внутри него обеспечивается заградительными стенками, находящимися на съемных крышках. Шаг стенок и толщина определяется тепловым расчётом теплообменника.
Диапазон углубления паза - 2-4 мм.
Рабочее давление теплообменника составляет от 10 до 12 бар.
Возможные виды исполнения:
• материал корпуса:
- углеродистая сталь;
- нержавеющая сталь;
• материал труб:
- нержавейка-медь;
- нержавейка-алюминий;
- медь-медь;
- алюминий-медь;
• количество рядов: от 1 до 6.
Итак, за счет того, что каждая трубная стенка имеет отфрезерованный паз, а соответствующая ей крышка теплообменника - выступ, соответствующий указанному пазу и достигается заявленный технический результат - возможность более точного позиционирования крышки.
Дополнительно достигаемый технический результат заключается:
- в повышении надежности,
- в возможности обеспечения максимального теплосъема,
Суммируя вышесказанное, поставленная задача решена в полном объеме. Полезная модель обладает повышенными эксплуатационными характеристиками в сравнении с прототипом. Проведенные усовершенствования позволят расширить сферы возможного применения теплообменника, в том числе для использования в установках центрального кондиционирования воздуха на объектах использования атомной энергии.