ТРУБНЫЙ ПУЧОК КОЖУХОТРУБНОГО ГАЗОМАСЛЯНОГО ТЕПЛООБМЕННИКА

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно, к конструктивным исполнениям элементов кожухотрубных теплообменников, может быть применена в конструкциях кожухотрубных, например, газомасляных теплообменников для подогрева топливного газа, охлаждения масла газоперекачивающих агрегатов.
Известны оребренные трубы, применяемые в кожухотрубных теплообменниках, «Расчет и конструирование теплообменников», 1971 г., А. Фраас, М. Оцисик, перевод с английского Ю.А. Зейгарника, О.Н.
Прядкиной, В.Я. Сидоровой, г. Москва, Атомиздат, с 29-30, в которых ребра имеют различную форму: трапецеидальные, u-образные, спирально навитые, пальцевидные, треугольные и пр., также известны кожухотрубные теплообменники, П.И. Бажан и др. Справочник по теплообменным аппаратам. - М.: Машиностроение, 1989, с 60-62, с различными схемами оребрения стенок труб, в том числе, выполненные винтовой накаткой.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является трубный пучок, представленный в патенте РФ №117599 «Трубный пучок с буферными полостями кожухотрубного газомасляного теплообменника», кл. F28F 1/08, опубл. 27.06.2012 г., в котором трубы трубного пучка вставлены одна в другую плотно, без зазора, причем внешняя стенка внутренней трубы выполнена с параллельными продольными ребрами, расположенными равномерно по ее поверхности, образующими параллельные продольные буферные полости между соосными трубами трубного пучка.
Основным недостатком данного технического решения является недостаточная эффективность теплопередачи, что ведет к повышению металлоемкости, габаритных параметров теплообменных аппаратов.
Задачей заявляемой полезной модели является повышение эффективности теплопередачи.
Поставленная цель достигается в трубном пучке кожухотрубного газомасляного теплообменника, состоящем из двух труб, соосно вставленных одна в другую плотно, без зазора, в которых внешняя стенка внутренней трубы выполнена с буферными полостями, и по внутренней трубе трубного пучка проходит нагреваемый теплоноситель - топливный газ. Внешняя труба выполнена как накатной оребренный по внешней стенке биметаллический элемент, в котором ребра выполнены с искусственной шероховатостью, при этом внешняя труба трубного пучка выполнена из материала, твердость которого выше материала, из которого выполнена внутренняя труба трубного пучка. Внутренняя стенка внутренней трубы выполнена с ребрами и искусственной шероховатостью.
Полезная модель иллюстрируется рисунками фиг. 1 и фиг. 2, на которых показаны соответственно поперечное и продольное сечения соосных труб трубного пучка с возможной, но не ограниченной этим, формой ребер оребрения.
Трубный пучок кожухотрубного газомасляного теплообменника содержит две трубы 1 и 4, соосно вставленные одна в другую. По внутренней трубе 4 трубного пучка проходит нагреваемый теплоноситель - топливный газ, внешняя труба 1 трубного пучка помещена в горячее смазочное масло, подаваемое в корпус кожухотрубного газомасляного теплообменника (на чертеже не показан). На внешней стенке внутренней трубы 4 выполнены параллельные продольные ребра, образующие буферную полость 2 безопасности. Внутренняя стенка внутренней трубы 4 выполнена с ребрами 3, поверхность которых покрыта искусственной шероховатостью.
Трубный пучок кожухотрубного газомасляного теплообменника работает следующим образом. Горячее смазочное масло проходит по межтрубному пространству кожухотрубного теплообменника. Холодный топливный газ проходит по внутренней трубе 4. Тепло от горячего теплоносителя передается к холодному через трубы 4 и 1. Происходит теплообмен, нагревается топливный газ и охлаждается смазочное масло. Для интенсификации процесса теплообмена, внешняя труба 1 выполнена как накатной оребренный по внешней стенке биметаллический элемент. Ребра внешней трубы 1 дополнительно выполнены с искусственной шероховатостью, ребра 3 внутренней стенки внутренней трубы 4 также выполнены с искусственной шероховатостью, что существенно увеличивает площадь контакта проводимых сред и значительно повышает эффективности теплопередачи.
При этом, наружная несущая труба должна обладать необходимой твердостью, чтобы после процесса накатки возможно вставить внутреннюю трубу с буферной полостью безопасности. В случае недостаточной твердости, наружная труба сожмется и вставить внутреннюю трубу не представится возможным. Для этого внешняя труба трубного пучка выполнена из материала, твердость которого выше материала, из которого выполнена внутренняя труба трубного пучка.
Таким образом, выполняя внешнюю трубу трубного пучка как накатной оребренный по внешней стенке биметаллический элемент с ребрами с нанесенной искусственной шероховатостью, выполняя внутреннюю стенку внутренней трубы также с ребрами с нанесенной искусственной шероховатостью, существенно увеличивается площадь поверхности контакта между горячим смазочным маслом и холодным топливным газом и, соответственно, существенно повышается эффективность теплопередачи.