Теплообмінний апарат

Теплообмінні злар^г кладений з циліндричного корпусу І розташов них а ньому теплообмінних елементів типу "труба в трубі", зовнішні труби якого з одного боку закріплені в жорсткій трубній решітці і виходять в колектор робочого середовища, поділений перегородкою на вхідний та вихідний відсіки, внутрішні труби з одного кінця заглушені, а розміщені в них центральні трубки підключені до парозбірної камери, патрубків підведення пари, підведення і відведення робочого середовища, відведення конденсату і несконденсованих газів, який відрізняється тим, що містить плаваючу камеру, яка створена периферійною та проміжною плаваючими трубними решітками і розміщена біля жорсткої трубної перегородки парозбірної камери, кільцевий простір, утворений між корпусом і вказаною камерою, внутрішні та зовнішні труби закріплені у вказаних плаваючих решітках, центральні трубки наскрізні, парозбірна камера з'єднана пароперепускним трубопроводом через регулюючий клапан з міжтрубним простором зовнішніх труб, а в нижній частині парозбірної камери є отвір в пароперепускний кільцевий простір. Винахід відноситься до теплообмінних апаратів і може бути використаним для нагрівання хімочищеної води, води в системах гарячого промводопостачання на підприємствах агропромислового комплексу та в інших галузях народного господарства, а також в системах теплофікації промислових підприємств. В даний час для нагрівання води парою випускають пароводяні підігрівники типу ПП по ОСТ 108.271.105-76, поверхня нагріву яких виконана з латунних труб Підігрівники дорогі, при експлуатації в системах гарячого промводопостачання труби швидко покриваються відкладеннями, бо працюють при низьких швидкостях води. В зв'язку з необхідністю частого проведення трудомістких операцій очистки труб від відкладень, а також з наявністю інтенсивних електрокорозійних процесів, що пов'язані з використанням різних металів, ці підігрівники практично не працюють в системах гарячого промводопостачання, а вода нагрівається в баках шляхом конденсації пари при її барботуванні з втратою конденсату. Для нагрівання рідини парою відомі підігрівники з кільцевими каналами АС.№1244461, опубл 15 03 86 БВ №26. патент США №4440217, опубл. 84.04.03 і інші, які виготовляються з більш дешевих металів, працюють при відносно високих швидкостях рідини, що знижує відкладення на поверхні труб і забезпечує високу інтенсивність теплообміну Але очистка їх поверхні нагрівання від відкладень пов'язана з великими труднощами, крім того, їх конструкції не передбачають компенсації значних теплових напруг, що виникають в металі елементів конструкції' при значних різницях їх температур. Тому ці теплообмінники не застосовані в системах гарячого промводопостачання і теплофікації Найближчим технічним рішенням є теплообмінник, патент США №3.963071, складений із розташованих в корпусі теплообмінних елементів типу "труба в трубі", кінці зовнішніх труб закріплені в двох трубних решітках, жорстко встановлених в корпусі, і виходять в колектори робочого середовища де розміщені перегородки, що поділяють порожнини останніх на секції, кількість яких відповідає кількості ходів для робочого середовища, щонагрівається, внутрішні труби закріплені одним кінцем в трубній решітці, жорстко встановленій в корпусі і з другого кінця заглушені, а розміщені в них трубки подачи пари закріплені в трубній перегородці, мають заглушку і отвори в нижній частині для виходу пари. Пароперепускний простір організований і виконаний в вигляді трубопроводу. В основу винаходу поставлена задача створення ефективного теплообмінного апарату CM О со" in CM со 32544 шляхом того, що пароперепускний простір, виконаний в вигляді кільцевого простору, містить плаваючу камеру, в трубних решітках якої закріплені ЗОВНІШНІ та внутрішні труби, а парозбірна камера з'єднана пароперепускним трубопроводом через регулюючий клапан з міжтрубним простором ЗОВНІШНІХ труб, а центральні трубки подачі пари наскрізні,тобто не мають заглушок, в нижній частині ларозбірно? камери є отвір в пароперепускний кільцевий простір Все це дає можливість забезпечити високу теплопродуктивжсть, економічність в роботі та спрощення операції по очистці труб від відкладень Поставлене завдання вирішується тим, що теплообмінний апарат, складений з циліндричного корпусу і розташованих в ньому теплообмінних елементів типу "труба в трубі", ЗОВНІШНІ труби якого з одного боку закріплені в жорсткій трубній решітці, і виходять в колектор робочого середовища, поділеного перегородкою на вхідний та вихідний відсіки, внутрішні труби з одного кінця заглушені, а розміщені в них центральні трубки підключені до парозбірної камери, патрубків підведення пари, підведення і відведення робочого середовища, відведення конденсату і несконденсованих газів, згідно з винаходом, містить плаваючу камеру, яка створена периферійною та проміжною плаваючими трубними решітками і розміщена біля жорсткої трубної перегородки парозбірної камери, кільцевий простір, утворений між корпусом і вказаною камерою, внутрішні та зовнішні труби закріплені у вказаних плаваючих решітках, центральні трубки наскрізні, парозбірна камера з'єднана пароперепускним трубопроводом через регулюючий клапан з міжтрубним простором ЗОВНІШНІХ труб, а в нижній частині парозбірної камери є отвір в пароперепускний кільцевий простір Виконання пароперепускного каналу в вигляді кільцевого простору, який містить плаваючу камеру, в трубних решітках якої закріплені ЗОВНІШНІ та внутрішні труби рішення нове ВІДОМІ теплообмінні апарати з плаваючими камерами, але кільцевий простір створений плаваючою камерою і корпусом не використовується для перепуску пари в міжтрубний простір Застосування цього елементу конструкції забезпечує рівномірну подачу пари по перерізу кільцевого простору що створює рівномірне теплове навантаження гріючих труб і стабільну роботу апарата Плаваюча камера дає можливість компенсувати теплове розширення трубного пучка і використовувати апарат при високих теплових навантаженнях (в якості бойлера в системі теплопостачання) та спрощує очистку труб апарату від відкладень Застосування центральних трубок подачі пари наскрізних, тобто без заглушок, і отворів в нижній частині спрощує їх конструкцію і запобігає утворенню застійних зон відведення конденсату і незконденсованих газів, що підвищує коефіцієнт теплопередачі До нового рішення слід віднести утворення отвору в нижній частині трубної перегородки парозбірної камери звідки конденсат перетікає в пароперепускний кільцевий простір, де відводиться Таке рішення запобігає попаданню конденсату гріючої пари через центральні трубки по дачі пари в нижні внутрішні труби кільцевих каналів, що інтенсифікує процес теплообміну в цих трубах Застосування перепускного трубопроводу з регулюючим клапаном з парозбірної камери в міжтрубний простір - рішення нове Завдяки зміни кількості надходження пари цим паропроводом в міжтрубний простір зовнішніх труб регулюється швидкість пари у внутрішніх трубах кільцевих каналів, що підтримує відносно високу корисну різницю температур завдяки зменшенню втрати тиску пари в кільцевому каналі Таким чином, ВІДОМІ ознаки в сполучені з новими дозволяють досягнути позитивного ефекту підвищення теплопродуктивності та економічності в роботі з поліпшенням умов його експлуатації при високій інтенсивності теплообміну, а також компактності конструкції На кресленні схематично зображений теплообмінний апарат Він складається з нахиленого під кутом 5 - 10е до горизонталі циліндричного корпусу 1, в якому розташовані гріючі елементи типу "труба в трубі", утворені ЗОВНІШНІМИ трубами 2, закріпленими в трубних решітках 3 і в проміжній плаваючій решітці 13, і внутрішніми трубами 4, в яких встановлені наскрізні центральні трубки подачі пари 5, що підключені до парозбірної камери 6, з отвором 7 в нижній частині, і закріплені в жорсткій трубній перегородці 8 Один кінець внутрішньої труби заглушений заглушкою 9, а другий закріплений в плаваючій периферійній трубній решітці 10 плаваючої камери 11 Внутрішні труби виходять в пароперепускний простір 12, виконаний в вигляді кільцевого каналу, який з'єднаний з міжтрубним простором 14 Кільцеві канали 15 теплообмінних елементів сполучаються з колектором робочого середовища який поділений перегородкою 17 на вхідний 18 і вихідний 19 ВІДСІКИ Теплообмінний апарат має патрубки підведення пари 20, підведення 21 і відведення 22 робочого середовища, відведення конденсату 23, незконденсованих газів 24, перепускний трубопровід 25 з регулюючим клапаном 26 На корпусі і паропроводі розташовані фланці 27, що необхідні для складання та розбирання теплообмінного апарату Теплообмінний апарат працює таким чином Робоче середовище, що нагрівається, через патрубок 21, вхідний відсік 18 надходить у кільцеві канали 15 між внутрішніми 4 і ЗОВНІШНІМИ 2 трубами, де нагрівається, проходячи двома ходами по кільцевих каналах, t виходить через патрубок 22 При цьому гріюча пара через патрубок 20 підводиться в парозбірну камеру 6 Одна частина пари подається безпосередньо через паропровід 25 в міжтрубний простір 14 ЗОВНІШНІХ труб, а друга розподіляється через центральні трубки подачі пари 5 по внутрішніх трубах 4 де, віддаючи свою теплоту через стінки внутрішніх труб до робочого середовища, частково конденсується Завдяки клапану 26 можна регулювати швидкість пари у внутрішніх трубах 4 забезпечуючи відносно високу корисну різницю температур Із труб 4 пара разом з конденсатом надходить в пароперепускний кільцевий простір 12, де 32544 конденсат відводиться патрубком 23, а пара надходить в міжтрубний простір 14 зовнішніх труб, де конденсується повністю, віддаючи свою теплоту через стінки зовнішних труб робочому середовищу, що нагрівається. Конденсат також відводиться через патрубок 23, а незконденсовані гази - через патрубок 24. Конденсат, що збирається в парозбірній каме З 21 24 1 2 рі в, перетікає в пароперепускний кільцевий простір 12 через отвір 7 і відводиться патрубком 23. Теплообмінний апарат, що пропонується, технологічен в виготовленні, має високу інтенсивність теплообміну, надійний в експлуатації, легко розбирається і складається при очистці поверхні нагріву від відкладень. f4 26 27 8 Гр пор. т Тираж 50 екз. Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м. Ужгород, вул. Гагаріна. 101 (03122)3-72-89 (03122)2-57-03