Коллекторная камера теплообменного аппарата

Полезная модель относится к элементам конструкции теплообменных аппаратов, в частности к распределительным устройствам последних, и может быть использована в теплоэнергетике, нефтегазовой и химической промышленности.
Известны коллекторные камеры теплообменного аппарата с U-образными трубами, содержащие корпус с крышкой и трубной доской и размещенную между ними перегородку, разделяющую корпус на отсеки, подключенные к входному и выходному патрубкам (Справочник “Парогенераторные установки”, М.: Атомиздат, 1972 г., стр. 32).
Известна коллекторная камера теплообменного аппарата (патент RU № 966484, МПК F28F 9/02, F28D 7/06, опубл. 15.10.1982 г., бюл. № 38), содержащая корпус с крышкой и трубной доской и размещенную между ними перегородку, разделяющую корпус на отсеки, подключенные к входному и выходному патрубкам. Перегородка выполнена составной из жестко соединенных одна с другой частей, две из которых выполнены в виде треугольников, соединенных вершинами с образованием окон в каждом из отсеков, соединяющих трубы с патрубками, а две другие части перегородки выполнены в виде полуэллипсов, установленных перпендикулярно к плоскости треугольных частей по разные их стороны. Причем большие оси полуэллипсов расположены вдоль боковых сторон треугольников, а дуги имеют контакт с внутренней поверхностью корпуса.
Известна коллекторная камера теплообменного аппарата АВО (патент RU 2550213, МПК F28D 1/00, опубл. 10.05.2015 г., бюл. № 13), содержащая патрубки подвода и отвода газа. Соединение теплообменных труб с корпусом коллектора выполнено через горизонтальную и наклонную гребенки. В горизонтальной гребенке выполнены отверстия для соединения с теплообменными трубами, на плоскости контакта с корпусом коллектора выполнена Х-образная разделка под сварку. В наклонной гребенке выполнены отверстия для соединения с теплообменными трубами, произведен скос боковой поверхности к плоскости контакта с корпусом коллектора, на плоскости контакта с корпусом коллектора со стороны, противоположной скосу, выполнена V-образная разделка под сварку. Горизонтальная гребенка приварена к корпусу коллектора. На горизонтальной гребенке от места контакта гребенки и корпуса коллектора выполнено прямоугольное углубление. Угол между гребенками с основанием на оси корпуса коллектора равен 35°±30′. Скос боковой поверхности наклонной гребенки и прямоугольное углубление горизонтальной гребенки выполнено из условия обеспечения расстояния между гребенками на поверхности корпуса коллектора не менее 20 мм.
Камеры неразъемной конструкции, части которых соединены сваркой, должны иметь большую прочность и герметичность, обеспечивающие возможность работы под давлением. В связи с этим, к конструкции коллекторных камер предъявляются повышенные требования по герметичности и прочности.
Техническими задачами предлагаемой полезной модели являются снижение металлоемкости и трудоемкости исполнения.
Технические задачи решаются коллекторной камерой теплообменного аппарата, содержащей корпус с крышками, установленные при помощи сварки на корпусе горизонтальную и наклонную гребенки со сквозными отверстиями, совпадающими с отверстиями в корпусе, входной и выходной патрубки.
Новым является то, что на наружной поверхности корпуса установлена при помощи сварки дополнительная наклонная гребёнка со сквозными отверстиями,  совпадающими с отверстиями в корпусе, при этом горизонтальная гребёнка установлена параллельно горизонтальной оси симметрии корпуса на расстоянии L=38 мм от неё, наклонная  гребёнка -  под углом 28° относительно горизонтальной оси симметрии корпуса, дополнительная наклонная гребёнка - под углом 74° относительно горизонтальной оси симметрии корпуса, также на корпусе установлен патрубок-воздушник, а входной и выходной патрубки расположены на расстоянии l=1000 мм друг от друга.
На фиг. показана коллекторная камера теплообменного аппарата.
Камера коллекторного типа содержит корпус 1, выполненный в виде полого цилиндра с крышками 2 и 2' с двух сторон торцов полого цилиндра 1, присоединенными при помощи сварки, установленные при помощи сварки на корпусе горизонтальную 3 и наклонную 3' гребенки со сквозными отверстиями 4, совпадающими с отверстиями 5 в корпусе, входной и выходной патрубки 6 и 6'.
Корпус 1 имеет наружный диаметр 219 мм и толщину стенки 45 мм.
На наружной поверхности корпуса 1 установлена при помощи сварки дополнительная наклонная гребёнка 7 со сквозными отверстиями 8, совпадающими с отверстиями 9 в корпусе. При этом горизонтальная гребёнка установлена параллельно горизонтальной оси симметрии корпуса на расстоянии L=38 мм от неё, наклонная   гребёнка - под углом 28° относительно горизонтальной оси симметрии корпуса, дополнительная наклонная гребёнка - под углом 74° относительно горизонтальной оси симметрии корпуса.
Каждая гребенка 3, 3' и 7 представляет собой металлический брусок высотой 80 мм, шириной 60 мм и длиной 1850 мм, в котором просверлены 30 отверстий 4, 28 отверстий 4 и 30 отверстий 8 для сопряжения с теплообменными трубами (на фиг. не показаны).
Также на корпусе установлен патрубок-воздушник 10, предназначенный для выпуска воздуха перед началом процесса гидравлических испытаний.
А входной и выходной патрубки 6 и 6' расположены на расстоянии l=1000 мм друг от друга.
Коллекторная камера теплообменного аппарата работает следующим образом.
Подводят коммуникации к патрубкам входа-выхода 6 и 6' рабочей среды. Поверх каждой гребёнки 3, 3' и 7 для закрытия отверстий 4, 8 и герметизации внутреннего пространства устанавливают при помощи сварки пластину (на фиг. не показана). Запускают в работу.
Камера коллекторного типа предназначена для направления и распределения рабочей среды в блок охлаждения аппарата АВО. Через патрубки 6 и 6' рабочая среда поступает в корпус, где вещество распределяется через теплообменные трубы (на фиг. не показаны), которые присоединяют при помощи сварки к отверстиям 4, 8 гребенок 3, 3' и 7. Далее рабочая среда поступает к блоку воздушного охлаждения (на фиг. не показан), где происходит снижение температуры.
Данная конструкция камеры коллекторного типа снижает металлоемкость и трудоемкость исполнения.
Коллекторная камера теплообменного аппарата изготовлена при помощи высокоточного токарного и фрезерного оборудования с ЧПУ, для базирования использовалась специализированная технологическая оснастка. Перед процессом сборки камера коллекторного типа подлежит гидравлическим испытаниям. Для изготовления устройства была использована конструкционная низколегированная качественная сталь 09Г2С и конструкционная легированная сталь обыкновенного качества 10Г2.