Теплообмінний апарат

Теплообмінний апарат з кільцевими каналами, що складений з корпусу, міжтрубного простору з коаксіально розміщеними трубами, закріпленими в тр убних решітках, в яких U-подібні внутрішні труби закріплені вільно, для гріючої і нагріваної рідини верхньої пересічної камери, 3 30958 корпусу, в якому знаходяться кільцеві канали, утворені двома коаксиально розміщеними трубами, де зовнішні закріплені у верхній і нижній трубних решітках міжтрубного простору, а внутрішні U-образні труби закріплені вільно в проміжній трубній решітці, сегментних перегородках міжтрубного простору, верхньої, проміжної і нижньої роздаючих і збираючих камер для теплоносіїв. Нижня камера має перегородку, яка ділить камеру на дві рівні камери по об'єму вхідн у і ви хідну. Корпус апарата має патрубки входу та ви ходу гріючої і нагріваємо!' рідини і перепускний трубопровід міжтрубним простором і нижньою камерою для гріючої рідини. Недоліком теплообмінника є значна металомісткість пов'язана з перепускним трубопроводом і сегментними перегородками в міжтрубному просторі, які ускладнюють виготовлення апарата та очищення труб від відкладень. Ефективність теплообміну знижується відсутністю протитоку рідин і зниженням корисної різниці температур між теплоносіями за рахунок подачі частково охолодженого гріючого теплоносія у внутрішні тр уби кільцевих каналів. В основу корисної моделі поставлена задача створення теплообмінного апарата, в якому за рахунок введення нових конструктивних елементів, характеру їх зв'язку та співвідношення їх розмірів забезпечується зниження матеріаломісткості та підвищується компактність та теплоефективність. Для вирішення цієї задачі теплообмінний апарат містить теплообмінний апарат з кільцевими каналами, складений з корпусу, міжтрубного простору з коаксиально розміщеними трубами, закріпленими в трубних решітках, в яких U-образні внутрішні труби закріплені вільно, для граючої і нагріваємо)' рідини верхньої пересічної камери, проміжної і нижньої камери з перегородкою, патрубками міжтрубного простору, проміжної і нижньої камер для входу та виходу теплоносіїв. Новим в апараті є те, що кільцеві канали мають розміри 3-8мм, міжтрубний простір містить продольну перегородку з вікном в нижній частині, розміщену по вісі апарату, яка розділяє міжтрубний простір на дві рівні камери вхідну і вихідну, в верхній частині якої розміщується патрубок для гріючої рідини, проміжна камера містить перегородку, що ділить цю камеру на дві рівні по об'єму камери вхідну і вихідн у, в якій розміщується патрубок нагріваємої рідини, та патрубок гріючої рідини, у вхідній нижній камері. Все це дає можливість забезпечити високу теплову ефективність, малу металомісткість та спрощення операцій по виготовленню, операцій по заміні і очищенню труб від відкладень. Відомі теплообмінні апарати рідина-рідина типу „тр уба в тр убі" з кільцевими каналами. Але невідоме використання продольної перегородки в міжтрубному просторі зовнішніх труб кільцевого каналу. Новим є застосування продольної перегородки в міжтрубному просторі кільцевих каналів для збільшення швидкості гріючої рідини з метою двобічного обігріву кільцевих каналів при протиточному русі теплоносія. 4 Встановлення перегородки в камері для забезпечення двохходового руху рідини відоме, але в запропонованому теплообміннику перегородка ставиться в проміжній камері кільцевих каналів для організації протиточного руху теплоносіїв, тобто виконує іншу функцію. Встановлення патрубків в міжтрубному просторі і в нижній камері для входу і виходу теплоносіїв рішення відоме, але в запропонованому теплообміннику патрубки використовуються для роздільного вводу-виводу гріючої рідини при забезпеченні паралельно-протиточного його руху до нагріваємо'! рідини при низікому гідравлічному опорі, тобто виконують іншу функцію. Таким чином відомі ознаки в сполучені з новими дозволяють досягнути позитивного ефекту: підвищення економічності, компактності, спрощення операцій по виготовленню та зниження металомісткості за рахунок відмовлення від сегментних перегородок, встановлених в міжтрубному просторі, і перепускного патрубка для гріючої рідини, підвищення коефіцієнта теплопередачі (застосування протиточно руху теплоносіїв і збільшення їх швидкості). Запропонований теплообмінний апарата ілюструється прикладом його виконання. На фіг. 1 приведена конструктивна схема теплообмінного апарата з кільцевими каналами. Теплообмінний апарата складається з циліндричного корпусу 1, в якому знаходяться кільцеві канали 2, утворені внутрішніми З, зовнішніми 4 трубами, закріпленими в решітці внутрішніх тр уб 5 і двох решітках зовнішніх тр уб 6. Кільцеві канали вхідної проміжної камери 7 і вихідної проміжної камери 8, які розділені перегородкою 9, сполучаються з пересічною верхньою камерою 10. Внутрішні U-образні труби сполучаються з вхідною нижньою камерою 11 і вихідною нижньою камерою 12, які розділені перегородкою 13 і мають патрубки входу 22 і виходу 23 гріючої рідини. Теплообмінний апарат має патрубки входу 14 і виходу 15 гріючої рідини в міжтрубний простір 18, поділений перегородкою 19 на дві рівні камери вхідну 20 і вихідну 21, і патрубки входу 16 і ви ходу 17 нагріваємої рідини. Теплообмінний апарат працює наступним чином. Нагріваєма рідина через патрубок 16 і вхідн у проміжну камеру 7 поступає в кільцеві канали першого ходу, де нагрівається, робить поворот в пересічній камері 10 і надходить в наступний пучок кільцевих каналів по ходу р уху, де догрівається до необхідної температури і виводиться через вихідну проміжну камеру 8 і патрубок 17 із апарата. Гріюча рідина розподіляється на два потоки. Один потік підводиться у вхідну камеру міжтрубного простору 20, інший у вхідну нижню камеру 11 патрубком 22. В міжтрубному просторі гріюча рідина, огинаючи перегородку 19, повздовжньо обтікає зовнішні труби 4, віддає своє тепло нагріваємій рідині і відводиться з камери 18 апарата через патрубок 15. З вхідної нижньої камери 11 другий потік поступає в U-образний пучок внутрішніх тр уб 3 і виходить через вихідну нижню камеру 12 і патрубок 23 із апарата. 5 30958 Вільне кріплення внутрішніх тр уб в тр убній решітці забезпечує температурну компенсацію підчас роботи теплообмінного апарата. А Uобразна форма труб зменшує гідравлічний опір при русі рідини і виключає необхідність установки перетічної камери для гріючої рідини. Теплообмінний апарат, що пропонується, простий в технологічному процесі при виготовлені, має високу ефективність теплообміну, надійний в експлуатації, легко розбирається і складається в разі потреби очистки поверхонь нагріву від відкладень. 6