КОЖУХОТРУБНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК

КОЖУХОТРУБНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК
Полезная модель относится к теплотехнике, а именно к теплообменному оборудованию и может быть использована в химической, энергетической и других отраслях промышленности.
Известен кожухотрубный теплообменник, содержащий кожух с входным и выходным патрубками для прохождения межтрубной среды и размещенный в корпусе пучок теплообменных трубок, сообщенных торцами с входным и выходным коллекторами, снабженными патрубками для входа и выхода трубной среды, соответственно  патент РФ № 2090816, МПК F 28 D 7/00, F 28 F 1/00, опубликовано 20.09.97, бюллетень № 26 .
Недостатком известного теплообменника является низкий коэффициент теплопередачи из-за малой скорости прохождения трубной среды и низкой удельной площади теплового контакта трубной и межтрубной сред.
Задачей полезной модели является повышение коэффициента теплопередачи теплообменника.
Для достижения поставленной задачи предлагается конструкция кожухотрубного теплообменника, содержащего кожух с входным и выходным патрубками для прохождения межтрубной среды и размещенный в корпусе пучок теплообменных трубок, сообщенных торцами с входным и выходным коллекторами, снабженными патрубками для входа и выхода трубной среды, соответственно, в котором, согласно полезной модели внутри каждой теплообменной трубки размещен дополнительный элемент в виде фигуры вращения с образованием кольцевого канала для прохода трубной среды. При этом дополнительные элементы могут быть размещены в теплообменных трубках коаксиально. При этом дополнительные элементы могут быть размещены в теплообменных трубках эксцентрично. При этом дополнительные элементы могут быть выполнены с оребрением. При этом дополнительные элементы могут быть выполнены в виде трубок, сообщенных с межтрубной средой. При этом дополнительные элементы могут быть выполнены с винтообразной поверхностью. При этом теплообменные трубки могут быть выполнены с оребрением.
Сопоставительный анализ заявляемого теплообменника с прототипом и с другими решениями в данной области техники показывает, что изложенная в патентной формуле совокупность признаков неизвестна из существующего уровня техники, на основании чего можно сделать вывод о ее соответствии критерию полезной модели новизна.
Соответствие предлагаемого решения критерию промышленная применимость видно из ниже приведенного примера конкретного выполнения теплообменника.
Полезная модель иллюстрирована чертежом, где на Фиг. 1 схематично представлен общий вид кожухотрубного теплообменника, а на Фиг. 2 показано поперечное сечение теплообменной трубки с коаксиальным расположением дополнительного элемента, выполненного в виде стержня, Фиг.З - то же самое, с дополнительным элементом, выполненным в виде трубки, сообщенной с межтрубным пространством..
Перечень обозначений на чертеже.
1 - кожух;
2, 3, 4, 5 - патрубки;
6 - теплообменные трубки;
7, 8 - коллекторы;
9 - дополнительные элементы.
Кожухотрубный теплообменник содержит коробчатый кожух 1 с технологическими патрубками 2, 3, 4 и 5, внутри которого размещены пучок теплообменных трубок 6, соединенный своими торцевыми частями с входным и выходным коллекторами 7 и 8, соответственно. Теплообменные трубки 6 выполнены прямыми. Внутри теплообменных трубок размещены дополнительные элементы 9 с образованием кольцевого канала 10 для прохода трубной среды 11. В качестве дополнительных элементов 9 могут быть использованы металлические стержни (Фиг. 2) или металлические трубки (Фиг.З). Внутренняя полость кожуха 1 заполнена межтрубной средой 12.
Работа кожухотрубного теплообменника происходит следующим образом.
Первый теплоноситель (межтрубная среда 12), например подогреваемый газ, подается в патрубок 2, заполняет полость кожуха 1 и выходит через патрубок 3. Второй теплоноситель (трубная среда 11), например охлаждаемый газ, подается в патрубок 4, заполняет входной коллектор 7, равномерно распределяется по теплообменным трубкам 6, заполняет выходной коллектор 8 и отводится через патрубок 5. Первый теплоноситель омывает трубки 6 и нагревается, а второй охлаждается. При этом второй теплоноситель движется по кольцевому каналу 10 с повышенной скоростью и турбулентностью, что обеспечивает высокий коэффициент теплообмена. Для еще большего повышения коэффициента теплообмена дополнительный элемент 9 может быть выполнен в виде трубки (Фиг.З), сообщенной с межтрубной средой 12. В этом случае теплообмен между первым и вторым теплоносителями (трубной средой 11 и межтрубной средой 12) в кольцевом канале 10 происходит снаружи и изнутри, что существенно ускоряет теплообмен. Для еще большего увеличения коэффициента теплообмена наружные поверхности теплообменных трубок 6 и элементов 9 могут быть выполнены с оребрением (не показано).
Использование предлагаемой полезной модели позволяет существенн увеличить коэффициент теплопередачи кожухотрубного теплообменника.
Автор: ffl lS Шкиря Я.И.
Ходус В.В.