Кожухотрубний теплообмінник з безпечним каналом

Реферат: Кожухотрубний теплообмінник з безпечним каналом складається з циліндричного корпусу, пучка біметалевих труб, торцевих кришок, трубних решіток, патрубків підводу та відводу теплоносіїв. Пучок виконано з біметалевих ребристих з зовнішньої поверхні труб, що мають безпечні повітряні спіральні канали, виконані на зовнішній поверхні внутрішніх труб, виходи яких поєднано в сигнальні порожнини, що з'єднані з системою автоматики та контролю. UA 114845 U (54) КОЖУХОТРУБНИЙ ТЕПЛООБМІННИК З БЕЗПЕЧНИМ КАНАЛОМ UA 114845 U UA 114845 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до теплообмінної техніки, зокрема до конструкції кожухотрубних теплообмінних апаратів, в яких при роботі повинен бути максимально виключений контакт між теплообмінними речовинами, а також гарантовано надання сигнального імпульсу для спрацьовування системи автоматики у разі виникнення руйнування трубного пучка або протікання небезпечної речовини. Корисна модель може бути використана в хімічній, нафтохімічній, газовій, харчовій і фармацевтичній промисловості та енергетиці, зокрема для підігріву паливного газу газотурбінного двигуна (ГТД) газоперекачувального агрегату (ГПА) з використанням тепла масла системи змащення ГТД, що нагрівається при роботі ГТД. Відомо трубний пучок, виконаний з біметалевих труб, між якими утворено буферні повітряні канали, які можуть бути застосовані як сигнальні [Патент РФ на корисну модель № 117599 "Трубный пучок с буферными полостями кожухотрубного газомасляного теплообменника" ООО "Газхолодтехника", Росія]. В даному технічному рішенні біметалева труба складається з двох труб, співвісно вставлених одна в одну, зовнішня стінка внутрішньої труби виконана з паралельними поздовжніми ребрами, розташованими рівномірно по її поверхні, поперечний переріз яких має форму симетричної трапеції з рівними бічними сторонами, менша верхня основа трапеції щільно, без зазору, прилягає до внутрішньої стінки зовнішньої труби трубного пучка, забезпечуючи щільний контакт по металу, при цьому бічні боки суміжних ребер утворюють паралельні поздовжні буферні порожнини між співвісними трубами трубного пучка, а поперечний переріз утворених буферних порожнин має форму рівнобедреного трикутника. Утворені буферні порожнини заповнені повітрям. Основним недоліком даного технічного рішення є мала ефективність тепловіддачі від масла у міжтрубній зоні внаслідок використання гладких труб. В основу корисної моделі поставлено задачу підвищення ефективності кожухотрубного теплообмінного апарату для речовин, між якими недопустимий контакт, виключення протікання небезпечної речовини, а також гарантування подачі сигналу у разі виникнення аварійної ситуації при руйнуванні трубного пучка. Поставлену задачу вирішують тим, що трубний пучок виготовляють з біметалевих ребристих з зовнішньої поверхні труб, між якими існують спіральні повітряні безпечні канали, виконані на зовнішній поверхні внутрішніх труб. Безпечний канал виконаний спіральним через те, що руйнування труби відбувається уздовж по довжині, що неминуче призведе до спрацьовування системи автоматики та контролю. Ребриста поверхня утворюється за рахунок накатки ребер на зовнішній поверхні зовнішньої труби, що водночас забезпечує високий коефіцієнт теплопередачі та міцний контакт між внутрішньою та зовнішньою трубами. Виходи безпечних каналів об'єднуються у сигнальні порожнини, які з'єднані з системами автоматики та контролю. Торцеві кришки виконано знімними, що дозволяє забезпечити технічне обслуговування та ремонт. Небезпечна речовина (природний газ, метан, пропан тощо) подається у трубну зону. При руйнуванні труби у безпечному каналі зміниться тиск за рахунок проникнення у нього небезпечної речовини, що буде зареєстровано відповідними системами. Корисна модель пояснюється кресленнями Фіг. 1, 2. Кожухотрубний теплообмінник складається з циліндричного корпусу 1, торцевої кришки 2 з перегородкою 3 і торцевої кришки 4, трубних решіток 5, 6 та трубного пучка 7 з сегментними перегородками 8 і має відповідні патрубки для входу та виходу теплоносіїв трубної 9, 10 та міжтрубної 11, 12 зон. На Фіг. 2 зображено у збільшенні місце входу біметалевої труби, яка складається з внутрішньої 13 та зовнішньої труби з ребрами 14, між якими утворено спіральний безпечний канал 15. Виходи безпечних каналів об'єднуються у сигнальну порожнину 16, яка має канал 17 для з'єднання з системами автоматики та контролю. Кожухотрубний теплообмінник працює наступним чином. Гарячий теплоносій (масло) подається в міжтрубну зону кожухотрубного теплообмінника через патрубок 11, де він поперечно омиває пучок труб 7. Поперечне омивання пучка труб забезпечується установкою в корпусі 1 сегментних перегородок 8. Холодний теплоносій (природний газ) через патрубок 9 надходить в трубну зону і протікає по внутрішнім трубам 13. Торцеві кришки 2 і 4 забезпечують розподіл потоку холодного теплоносія при протіканні по трубній зоні. За рахунок різниці температур холодного і гарячого теплоносія відбувається теплообмін, при якому тепло від гарячого теплоносія передається до холодного через стінки труб 13, 14. В результаті, холодний теплоносій нагрівається, а гарячий - охолоджується. Відведення теплоносіїв здійснюється через патрубки 10 і 12. 1 UA 114845 U Заявлена конструкція кожухотрубного теплообмінника виготовлена і випробувана на випробувальному стенді ПАТ "Сумське машинобудівне науково-виробниче об'єднання". Отримані задовільні результати випробувань можливо використовувати при розробці кожухотрубних теплообмінних апаратів у серійному виробництві. 5 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 1. Кожухотрубний теплообмінник з безпечним каналом, що складається з циліндричного корпусу, пучка біметалевих труб, торцевих кришок, трубних решіток, патрубків підводу та відводу теплоносіїв, який відрізняється тим, що пучок виконано з біметалевих ребристих з зовнішньої поверхні труб, що мають безпечні повітряні спіральні канали, виконані на зовнішній поверхні внутрішніх труб, виходи яких поєднано в сигнальні порожнини, що з'єднані з системою автоматики та контролю. 2. Кожухотрубний теплообмінник з безпечним каналом за п. 1, який відрізняється тим, що торцеві кришки виконано знімними. 2 UA 114845 U Комп’ютерна верстка О. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3