Секція трубчастого теплообмінника

1. Секція трубчастого теплообмінника, що має опорний каркас, приєднані до цього каркаса теплообмінні труби зі сполученими порожнинами і засоби для підключення секції до системи циркуляції рідкого холодоагенту, яка відрізняється тим, що опорний каркас виконаний у вигляді пари проміжних відносно довгих трубних дощок і пари зовнішніх відносно коротких трубних дощок, причому всі ці дошки вертикально орієнтовані, паралельні і мають однакову висоту, для формування теплообмінних поверхонь використані теплообмінні тру 3 плані вид щонайменше одинарної ламаної спіралі Архімеда. Така секція цілком зварена з множини розташованих під різними непрямими кутами відрізків труб різної довжини й оснащена опорним каркасом у вигляді радіально орієнтованих поперечних зв'язків. Засобами підключення описаної секції до системи циркуляції рідкого холодоагенту і до привода через згадані стояки служать відігнуті вхідна і кінцева частини трубчастої спіралі. Очевидно, що така секція надмірно складна по конструкції і нетехнологична, тому що може бути зібрана лише шляхом зварювання множини стиків у важкодоступних місцях міжтрубного простору і не допускає розчленування на компактні блоки, габарити яких дозволять безперешкодно транспортувати їх до місця монтажу. В основу корисної моделі покладена задача шляхом зміни форми і взаєморозташування окремих труб створити істотно простішу і технологічнішу секцію трубчастого теплообмінника, придатну для транспортування по частинах. Поставлена задача, вирішена тим, що в секції трубчастого теплообмінника для оснащення вертикальних охолоджувальних кристалізаторів, що має - опорний каркас, - приєднані до цього каркаса теплообмінні труби зі сполученими порожнинами, і - засоби для підключення секції до системи циркуляції рідкого холодоагенту, відповідно до винахідницького задуму опорний каркас виконаний у вигляді пари проміжних відносно довгих трубних дощок і пари зовнішніх відносно коротких трубних дощок, що вертикально орієнтовані, рівнобіжні одну інший і мають однакову висоту, для формування теплообмінних поверхонь використані теплообмінні труби двох типорозмірів по довжині, при цьому пучок відносно довгих теплообмінних труб пропущений крізь отвори в середній частині зазначеної пари проміжних трубних дощок і закріплений по торцях у зазначеній парі зовнішніх трубних дощок і два пучки відносно коротких теплообмінних труб закріплені по торцях тільки в бічних частинах зазначеної пари проміжних трубних дощок, а для забезпечення циркуляції холодоагенту усередині секції бічні поверхні трубних дощок, у які відкриті торці теплообмінних труб, оснащені порожнистими накладками. Теплообмінна частина такої секції містить прямі теплообмінні труби тільки двох типорозмірів. Торці всіх цих труб обрізані тільки під прямими кутами і можуть бути легко уварені чи завальцьовані у відповідні отвори трубних дощок у заводських умовах, а самі ці дошки можуть складатися щонайменше з двох частин, що збираються в ціле тільки при кінцевому монтажі секцій трубчастих теплообмінників перед їх установкою в охолоджувальні кристалізатори. Таким чином, запропонована секція проста по конструкції, технологічна і допускає розчленовування на компактні блоки, габарити яких дозволяють безперешкодно транспортувати їх до місця монтажу. 40969 4 Перша додаткова відмінність полягає в тому, що теплообмінні труби розташовані в секції щонайменше на двох рівнях. Це дозволяє легко розвивати поверхню теплообміну у великогабаритних охолоджувальних кристалізаторах. Друга додаткова відмінність полягає в тому, що теплообмінні труби розташовані на різних рівнях у шаховому порядку. Це полегшує скидання осаду з них під час кристалізації виділюваної із насиченого розчину твердої речовини. Далі суть корисної моделі пояснюється докладним описом конструкції і роботи секції трубчастого теплообмінника з посиланнями на креслення, де зображені на: Фіг.1 - секція трубчастого теплообмінника (аксонометрична проекція); Фіг.2 - фрагмент перерізу секції з Фіг.1 (аксонометрична проекція); Фіг.3 - один із прикладів організації потоків рідкого холодоагенту в секції (вид у плані); Фіг.4 - секція згідно Фіг.1, розрізана на дві частини для транспортування (аксонометрична проекція); Фіг.5 - схема монтажу декількох секцій трубчастого теплообмінника в корпусі охолоджувального кристалізатора (аксонометрична проекція). Запропонована секція трубчастого теплообмінника, що призначена для оснащення вертикальних охолоджувальних кристалізаторів, має (див. Фіг.1 і 2): опорний каркас у вигляді пари проміжних відносно довгих трубних дощок 1 і пари зовнішніх відносно коротких трубних дощок 2, які вертикально орієнтовані, паралельні одна іншій і мають однакову висоту, теплообмінну поверхню, що сформована із теплообмінних труб двох типорозмірів по довжині, причому пучок відносно довгих теплообмінних труб 3 пропущений крізь отвори в середній частині пари проміжних трубних дощок 1 і закріплений по торцях у парі зовнішніх трубних дощок 2, а два пучки відносно коротких теплообмінних труб 4 закріплені по торцях тільки в бічних частинах пари проміжних трубних дощок 1, і призначені для забезпечення циркуляції холодоагенту усередині секції порожнисті (наприклад, напівциліндричні, як показано на кресленнях, або багатокутні за формою поперечного переріза) накладки 5 на ті бічні поверхні трубних дощок 1 і 2, у які відкриті торці теплообмінних труб 3 і 4, і засоби для підключення описаної секції до системи циркуляції рідкого холодоагенту в охолоджувальному кристалізаторі, що умовно показані і словесно позначені на Фіг.3 як отвору в накладках 5 для підведення свіжого і відводу відпрацьованого холодоагенту. Вільні торці накладок 5 заглушені, а торці суміжних накладок 5 зі сполученими порожнинами закриті не позначеними особливо (як правило, косими) кришками (див. Фіг.1) Для організації зиґзаґоподібного руху холодоагенту усередині секції трубчастого теплообмінника порожнини, обмежені накладками 5 на трубні дошки 2, розділені поперечними перегородками 6 (див. Фіг.3). Для механічного з'єднання зі стояками 7 охолоджувального 5 кристалізатора секція трубчастого теплообмінника оснащена фіксаторами 8 (див. Фіг.1 і 5). І, нарешті, для перетікання холодоагенту між секціями трубчастих теплообмінників передбачені переливні патрубки 9 (див. Фіг.5). Теплообмінні труби 3 і 4 можуть бути розташовані в секції щонайменше на двох рівнях. Бажано, щоб труби, які відносяться до різних рівнів, були розташовані в шаховому порядку, як це показано на Фіг.1. Розміри і взаєморозташування трубних дощок 1 і 2 вибирають таким чином, щоб секції трубчастого теплообмінника вільно вписувалися в поперечний переріз корпуса охолоджувального кристалізатора, як це показано на Фіг.3 і 5. Для зручності транспортування запропонована секція трубчастого теплообмінника може складатися з двох (чи більш) частин (див. Фіг.4). Працює описана секція трубчастого теплообмінника після монтажу в порожнині охолоджувального кристалізатора в такий спосіб. Через один із стояків 7 (Фіг.5) в одну з порожнин, обмежених відповідною накладкою 5, надхо 40969 6 дить свіжий холодоагент, що зиґзаґоподібне проходить крізь пучки теплообмінних труб 3 і 4 (зокрема, за схемою, показаною на Фіг.3) і порожнини, що обмежені іншими накладками 5 на трубні дошки 1 і 2. Зміну напрямку руху холодоагенту усередині кожної окремої секції трубчастого теплообмінника забезпечують поперечні перегородки 6. Холодоагент переходить з однієї секції в іншу через переливні патрубки 9 (див. Фіг.5). У процесі охолодження весь набір секцій трубчастого теплообмінника за допомогою стояків 7 плавно переміщується уверх-униз за допомогою не показаного особливо механічного (наприклад, гідравлічного) привода. Запропонована секція трубчастого теплообмінника може бути серійно виготовлена на існуючих машинобудівних заводах і навіть у механічних майстернях у вигляді комплектів трубних дощок і відповідних частин пучків теплообмінних труб, придатних для роздільного транспортування і наступного монтажу по місцю установки. 7 Комп’ютерна верстка А. Рябко 40969 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601