Цилиндрический теплообменник

(51) 28 7/00 (2011.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ потока охлаждаемой среды, согласно изобретению,кожух выполнен из двух полукруглых емкостей,совмещенных друг с другом концами и смещенных относительно друг друга по вертикали, а полукруглые емкости соединены между собой горизонтальными рядами охлаждающих труб наклонно под углом, по меньшей мере, 12 градусов. Кожух выполнен из двух полукруглых емкостей с целью оптимального обеспечения прохождения охлаждающей среды (вода, масло и пр.) и обеспечивает требуемое время для максимального теплообмена охлаждающей среды в кожухе цилиндрического теплообменника. Учитывая вышеуказанное, цилиндрический теплообменник обладает достаточной циркуляцией охлаждающей среды, вследствие чего исключается образование на поверхностях нагрева накипи, что повышает КПД и дает теплообменнику надежность и долговечность. Горизонтальные ряды охлаждающих труб цилиндрического теплообменника смещены в одном векторе относительно центральной оси теплообменника и предыдущих рядов труб. Горизонтальные ряды охлаждающих труб цилиндрического теплообменника расположены веерообразно с возможностью направления потоков охлаждаемой среды и вихреобразования в межтрубном пространстве теплообменника.(56) Предварительный патент РК 14131, кл. 28 7/00, 2004(57) Изобретение относится к трубчатым теплообменникам и может быть использовано в теплоэнергетике, нефтехимии, металлургии и других отраслях промышленности. Техническим результатом является интенсификация теплообмена, увеличение КПД,площади теплообмена, снижение размеров и массы теплообменника путем уменьшения расстояния между горизонтальными рядами труб и значительного увеличения их количества, а также надежности,долговечности теплообменника,снижение материалоемкости, накипеобразования,трудовых затрат,удобство обслуживания эксплуатации и экономия производственных площадей. Это достигается тем, что цилиндрический теплообменник, содержащий кожух с патрубками ввода и вывода охлажденной среды и охлаждающих труб, расположенных по направлению движения Изобретение относится к трубчатым теплообменникам и может быть использовано в теплоэнергетике, нефтехимии, металлургии и других отраслях промышленности. На паротурбинных электростанциях важнейшими теплообменниками являются паровой котел и конденсатор. Имеются и другие теплообменники, назначение которых - повысить тепловой КПД электростанции или улучшить ее эксплуатационные характеристики термические деаэраторы, экономайзеры, воздухоподогреватели и подогреватели питательной воды. Точно так же основными компонентами всякой холодильной системы с замкнутым циклом являются испаритель и конденсатор. Теплообменники широко применяются в перерабатывающей и химической промышленности, например в установках для нефтепереработки. Они играют важную роль также на атомных электростанциях. Известен теплообменник, содержащий трубный пучок, заключенный в кожух и состоящий из секций, каждая из которых выполнена в виде вертикального ряда горизонтальных труб. С целью интенсификации теплообмена участок кожуха,расположенный за его входным участком по ходу теплоносителя, выполнен с цилиндрическими гофрами, охватывающими с зазором боковые участки наружного контура труб, имеющих оребрение / 787864 1, 15.12.1980/. Недостатком данного теплообменника является сложность конструкции, большая металлоемкость, и высокое гидравлическое сопротивление. Известен кожухотрубный (цилиндрический) теплообменник, содержащий кожух с патрубком ввода охлаждаемой среды и патрубком вывода охлажденной среды и охлаждающих труб,расположенных по направлению движения потока охлаждаемой среды с шагом, равным 4-5 диаметрам трубы / 14131 , 15.03.2004/. Недостатками данного теплообменника являются невысокая интенсификация теплообмена, КПД,площади теплообмена, громоздкость конструкции,наличие боковых слепых для теплообмена зон. Задачей изобретения является создание цилиндрического теплообменника. Техническим результатом является интенсификация теплообмена, увеличение КПД,площади теплообмена, снижение размеров и массы теплообменника путем уменьшения расстояния между горизонтальными рядами труб и значительного увеличения их количества, а также повышение надежности,долговечности теплообменника,снижение материалоемкости,накипеобразования, трудовых затрат, удобство обслуживания эксплуатации и экономия производственных площадей. Это достигается тем, что цилиндрический теплообменник, содержащий кожух с патрубками ввода и вывода охлажденной среды и охлаждающих труб, расположенных по направлению движения потока охлаждаемой среды, согласно изобретению,кожух выполнен из двух полукруглых емкостей,совмещенных друг с другом концами и смещенных 2 относительно друг друга по вертикали, а полукруглые емкости соединены между собой горизонтальными рядами охлаждающих труб наклонно под углом, по меньшей мере, 12 градусов. Кожух выполнен из двух полукруглых емкостей с целью оптимального обеспечения прохождения охлаждающей среды (вода, масло и пр.) и обеспечивает требуемое время для максимального теплообмена охлаждающей среды в кожухе цилиндрического теплообменника. Учитывая вышеуказанное, цилиндрический теплообменник обладает достаточной циркуляцией охлаждающей среды, вследствие чего исключается образование на поверхностях нагрева накипи, что повышает КПД и дает теплообменнику надежность и долговечность. Горизонтальные ряды охлаждающих труб цилиндрического теплообменника смещены в одном векторе относительно центральной оси теплообменника и предыдущих рядов труб. Горизонтальные ряды охлаждающих труб цилиндрического теплообменника расположены веерообразно с возможностью направления потоков охлаждаемой среды и вихреобразования в межтрубном пространстве теплообменника. Поперечное расположение охлаждающих труб препятствует свободному прохождению источника энергии, что увеличивает время процесса теплообмена, а веерообразное расположение последующих горизонтальных рядов охлаждающих труб создает зигзагообразные коридоры и обеспечивает вихревое прохождение потоков рабочего тела, носителей тепла, уходящих газов и т.д. Расположение охлаждающих труб наклонно под углом, по меньшей мере, 12 градусов определено экспериментальным путем и обеспечивает сохранение законов термодинамики в теплообменнике. Смещение каждого последующего ряда труб относительно предыдущего в одном направлении,обуславливает направленное движение охлаждаемой среды, образуя вихревые потоки, что исключает необходимость синфазности вихреобразования в потоках охлаждаемой среды в теплообменнике. Конструкция теплообменника в цилиндрической форме с равными поделенными контурами (горячий,холодный) исключает наличие слепых, не участвующих в теплообмене зон, и делает его более устойчивым к гидродинамическим процессам. Интенсивность процесса теплообмена и увеличения теплоотдачи достигается большой площадью охлаждающих труб, в небольшом объеме теплообменника. Изобретение поясняется на фиг.1,где представлен общий вид цилиндрического теплообменника без указания патрубков ввода и вывода. Кожух теплообменника состоит из первой(1) и второй (2) полукруглых емкостей,совмещенных друг с другом концами и смещенных относительно друг друга по вертикали. Полукруглые емкости (1, 2) соединены между собой горизонтальными рядами охлаждающих труб (3) наклонно под углом, по меньшей мере, 12 градусов. Изобретение осуществляется следующим образом. Пример 1. Через входной патрубок (не указан на фиг.1) охлаждающая среда поступает в первую полукруглую емкость (1) кожуха цилиндрического теплообменника. Охлаждающая среда в первой полукруглой емкости (1) через горизонтальные ряды охлаждающих труб (3) поступает во вторую полукруглую емкость (2) кожуха цилиндрического теплообменника. При этом горизонтальные ряды охлаждающих труб (3) расположены наклонно под углом 12 градусов. Охлаждающая среда при прохождении через охлаждающие трубы (3) осуществляет теплообмен. Далее охлаждающая среда во второй полукруглой емкости (2) направляется в патрубок вывода (не указан на фиг.1). ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ среды и охлаждающих труб, расположенных по направлению движения потока охлаждаемой среды,отличающийся тем, что кожух выполнен из двух полукруглых емкостей, совмещенных друг с другом концами и смещенных относительно друг друга по вертикали, а полукруглые емкости соединены между собой горизонтальными рядами охлаждающих труб наклонно под углом, по меньшей мере, 12 градусов. 2. Теплообменник по п.1, отличающийся тем,что горизонтальные ряды охлаждающих труб смещены в одном векторе относительно центральной оси теплообменника и предыдущих рядов труб. 3. Теплообменник по п.1, отличающийся тем,что горизонтальные ряды охлаждающих труб расположены веерообразно с возможностью направления потоков охлаждаемой среды и вихреобразования в межтрубном пространстве теплообменника.