МОДУЛЬНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК

Полезная модель относится к машиностроению, в частности, к узлам систем теплообмена, а именно к теплообменникам.
Известен теплообменный аппарат для рабочих сред с накипеобразующими примесями, содержащий корпус с патрубками подвода и отвода нагревающей рабочей среды, размещенные в корпусе теплопередающие элементы, патрубки подвода и отвода нагреваемой рабочей среды, соединенные с теплопередающими элементами, которые выполнены в виде параллельно расположенных прямых труб, связанных между собой средствами самоочистки от накипи, выполненными в виде переходных патрубков, расположенных тангенциально по отношению к оси смежной трубы, при этом патрубок подвода к корпусу нагревающей рабочей среды расположен тангенциально по отношению к оси корпуса (см. RU 2241933, МПК F28D 1/00, опубликовано 10.12.2004).
Известен теплообменник, содержащий 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 среды выполнены в форме участка цилиндра с поперечным сечением в виде сегмента или полукруга, имеющего диаметр не менее диаметра кожуха теплообменной секции (см. RU 2133004, МПК F28D 7/00, опубликовано 10.07.1999).
Известен теплообменный аппарат, содержащий корпус, коллекторы с патрубками для подвода и отвода первого теплоносителя, патрубки для входа и выхода второго теплоносителя из корпуса и расположенный в нем пучок теплообменных труб с трубной решеткой, а также конструктивные элементы, расположенные в межтрубном пространстве для обеспечения поперечного обтекания вторым теплоносителем пучка труб снаружи, выполненные в виде винтовой перегородки, в которой сделаны отверстия для прохода пучка труб, внутри которых течет первый теплоноситель, дополнительно теплообменный аппарат содержит две неподвижные трубные решетки и плавающую головку, причем винтовая перегородка выполнена многоярусной (см. RU 2262054, MПK F28D 3/02, опубликовано 10.10.2005).
Прототипом к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является модульный теплообменник, содержащий установленные в корпусе модули в виде пучков труб с трубными досками, имеющие герметичные кожухи, образующие с трубными досками замкнутые межтрубные полости, ввод теплоносителя в которые предусмотрен через трубные доски, при этом трубы всех модулей подключены к раздающим и собирающим коллекторам (см. RU 561069, МПК F28D 7/00, опубликовано 05.06.77).
Известные теплообменники в большинстве случаев не обеспечивают ремонтопригодность, так как выполнены не разборными и ограничены по функциональным возможностям.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является выполнение конструкции разборной, обеспечив тем самым высокую ремонтопригодность.
Поставленная задача решается тем, что в заявляемом модульном теплообменнике, содержащем подводящий и отводящий коллекторы, тепловые модули, выполненные в виде пучков труб с трубными досками, и размещенные в герметичном кожухе, образующие с трубными досками замкнутые межтрубные полости, трубы которых подключены к подводящим и отводящим коллекторам, и имеют подвод и отвод теплоносителя во внутрь модулей по системе трубопроводов, пучки труб с трубными досками объедены между собой с образованием съемной теплообменивающей кассеты, при этом тепловые модули подсоединены к коллекторам через патрубки посредством резьбового и фланцево-хомутового соединения.
Совокупность отличительных признаков, заключающаяся в том, что пучки труб с трубными досками объедены между собой с образованием съемной теплообменивающей кассеты, при этом тепловые модули подсоединены к коллекторам через патрубки посредством резьбового и фланцево-хомутового соединения, позволяет выполнить конструкцию разъемной, обеспечив высокую ремонтопригодность.
Анализ известных технических решений, проведенный по научно-технической и патентной документации, показал, что совокупность существенных признаков заявляемого технического решения не известна из уровня техники, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности полезной модели «новизна».
Полезная модель поясняется следующими чертежами:
фиг. 1 - модульный теплообменник;
фиг. 2 - тепловой модуль теплообменника;
фиг. 3-то же, сечение А-А на фиг. 2
Конструкция модульного теплообменника выполнена разборной и базируется на тепловом модуле 1. Теплообменник для создания требуемой мощности состоит из нескольких тепловых модулей 1, выполненные в виде пучков труб с трубными досками, которые объединены между собой с образованием съемной теплообменивающей кассеты 2, и расположены в герметичном кожухе 3. Подводящий коллектор 4, отводящий коллектор 5 и тепловые модули 1 соединены между собой при помощи фланцево-хомутовых соединений 6.
Тепловой модуль 1 содержит подводящий патрубок 7 для подвода рабочего потока, кожух 3 с теплообменивающей кассетой 2, отводящий патрубок 8 для отвода рабочего потока. Теплообменивающая кассета 2 имеет специальное уплотнение 9 для разграничения рабочего и воздействующего потоков. Уплотнение 9 выполнено в виде колец и устанавливается в канавки трубной доски на кассете 2. Патрубок 8 крепится к коллектору 5 посредством резьбовых соединений 10. В корпусе теплового модуля 1 выполнен патрубок 11 и патрубок 12 подвода и отвода воздействующего потока, где поток направлен в межтрубное пространство модуля модульного теплообменника.
Воздействие на рабочий поток осуществляется следующим образом.
По системе трубопроводов через патрубок подвода 11 во внутреннюю полость теплового модуля 1 подается воздействующий поток среды, который омывает трубки и пластины кассеты 2, после чего поток удаляется из внутренней полости теплового модуля 1 через патрубок 12 отвода воздействующего потока в систему трубопроводов. Рабочий поток через патрубок подвода 7 направляется к кассете 2 и, проходя внутри трубок кассеты 2, получает задаваемое тепловое воздействие, перемещается к отводящему патрубку 8. В теплообменнике в свою очередь рабочий поток попадает через коллектор 4, распределяется между тепловыми модулями 1 параллельно и последовательно и, получив тепловое воздействие, направляется в коллектор 5.
Данный модульный теплообменник может использоваться для отвода и подвода тепла с рабочего потока, для охлаждения наддувочного воздуха системы турбонаддува двигателя внутреннего сгорания и охлаждения охлаждающей жидкости в его системе охлаждения на испытательном стенде, в системе предпусковой подготовки для подогрева воздуха на автомобиле, интегрированной с системой турбонаддува двигателя.
Заявляемое техническое решение позволяет расширить функциональные возможности теплообменника, кроме этого позволяет проводить его ремонт, техническое обслуживание и регламентные работы за счет возможности его разборки, то есть сделать его ремонтопригодным.
Заявляемое техническое решение соответствует требованию промышленной применимости и возможно для реализации на стандартном технологическом оборудовании с применением ранее освоенных технологий.