Вертикальний трубчастий теплообмінний апарат

Реферат: Вертикальний трубчастий теплообмінний апарат містить виконаний знімним з гнучкого матеріалу кожух, дві кришки, штуцери трубного і міжтрубного просторів, а також дві трубні решітки із закріпленими в них теплообмінними трубами. До трубних решіток приєднано циліндричні кільця, при цьому штуцери міжтрубного простору і кожух закріплено на зазначених кільцях. UA 79114 U (12) UA 79114 U UA 79114 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до теплообмінної апаратури, зокрема до апаратів з трубчастими теплообмінними елементами, призначених головним чином для конденсації парів. Трубчасті теплообмінні апарати є найбільш розповсюдженими в хімічній, нафтохімічній, нафтопереробній, харчовій, теплоенергетичній та інших галузях промисловості. Так, відомий вертикальний трубчастий теплообмінний апарат, що містить виконаний незнімним жорсткий кожух, дві кришки, штуцери трубного і міжтрубного просторів, а також дві трубні решітки із закріпленими в них теплообмінними трубами [Теплові процеси та апарати хімічних і нафтопереробних виробництв. Розділ II. Теплові апарати та установки: навч. посіб. / Ю.Ю. Лукач, І.О. Мікульонок, В.Л. Ракицький, Г.Л. Рябцев. - К.: НМЦВО, 2004. - С. 32, рис. 1.19]. Недоліки цього апарата - значна матеріалоємність внаслідок наявності в нього виконаного у вигляді жорсткої циліндричної оболонки металевого кожуха, що відіграє роль базового складального елемента, на якому закріплюються основні вузли апарата, а також складність складання апарата та очищення міжтрубного простору від відкладень різної природи. Найбільш близьким до пропонованого технічного рішення є вертикальний трубчастий теплообмінний апарат, що містить виконаний знімним з гнучкого матеріалу кожух, дві кришки, штуцери трубного і міжтрубного просторів, а також дві трубні решітки із закріпленими в них теплообмінними трубами, при цьому штуцери міжтрубного простору закріплено на трубних решітках [патент України № 28583 U, МПК F28D 7/00, заявл. 06.09.2007, опубл. 10.12.2007]. На відміну від аналога, що розглянуто, зазначений теплообмінний апарат має значно меншу матеріалоємність і дає змогу ефективно очищувати міжтрубний простір від відкладень (за умови знятого кожуха). Проте закріплення штуцерів міжтрубного простору на трубних решітках не тільки передбачає виконання трубних решіток надмірної товщини, а і знижує ефективність теплообміну в міжтрубному просторі, у якому реалізується поздовжнє, а не поперечне обтікання теплоносієм теплообмінних трубок. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення вертикального трубчастого теплообмінного апарата, в якому його нове конструктивне виконання забезпечує можливість застосування трубних решіток меншої товщини, а також підвищення ефективності теплообміну в міжтрубному просторі за рахунок поперечного обтікання теплоносієм теплообмінних трубок. Поставлена задача вирішується тим, що у вертикальному трубчастому теплообмінному апараті, що містить виконаний знімним з гнучкого матеріалу кожух, дві кришки, штуцери трубного і міжтрубного просторів, а також дві трубні решітки із закріпленими в них теплообмінними трубами, згідно з пропонованою корисною моделлю новим є те, що до трубних решіток приєднано циліндричні кільця, при цьому штуцери міжтрубного простору і кожух закріплено на зазначених кільцях. Виконання теплообмінного апарата із зазначеними ознаками дає змогу збільшити номінальний діаметр штуцерів міжтрубного простору без збільшення товщини трубних решіток, одночасно забезпечує в міжтрубному просторі поперечне обтікання теплоносієм теплообмінних трубок. При цьому також зменшується гідравлічний опір міжтрубного простору в цілому. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, на яких зображено: на Фіг. 1 - теплообмінний апарат, поздовжній розріз; на Фіг. 2 - розріз за А-А на Фіг. 1; на Фіг. 3 - виносний елемент Б на Фіг. 1. Вертикальний трубчастий теплообмінний апарат містить кожух 1, виконаний знімним з гнучкого матеріалу, дві кришки 2 і 3, штуцери 4 і 5 для трубного і штуцери 6 і 7 для міжтрубного просторів, трубні решітки 8 і 9 із закріпленими в них теплообмінними трубами 10, а також циліндричними кільцями 11 і 12 (Фіг. 1). Кожух 1 може бути виконано наприклад з листової гуми на основі силіконового каучуку, яка має високу міцність, а також хімічну, механічну й термічну стійкість. Трубні решітки 8 і 9 для надання апарату більшої жорсткості й міцності можуть бути з'єднані між собою жорсткими стрижнями 13, встановленими наприклад між болтами 14 фланцевих з'єднань трубних решіток 8 і 9 з кришками 2 і 3 (Фіг. 2). Штуцери 6 і 7 міжтрубного простору закріплено на циліндричних кільцях 11 і 12, до яких за допомогою стрічкових хомутів 15 кріпиться кожух 1 (Фіг. 3). Теплообмінний апарат працює в такий спосіб. Під час роботи апарата теплоносії надходять у штуцери 4 і 6, а видаляються з апарата крізь штуцери 5 і 7 (див. фіг. 1). При цьому за рахунок контакту з протилежними поверхнями теплообмінних труб 10 відбувається процес теплообміну між зазначеними теплоносіями. Застосування апарата з кожухом 1 із гнучкого матеріалу доцільне, коли в міжтрубному просторі теплоносій перебуває під невеликим тиском (газ або пара, що конденсується). При 1 UA 79114 U цьому кожух, виконаний з матеріалу з низьким коефіцієнтом теплопровідності (наприклад з гуми) зменшуватиме теплові втрати в навколишнє середовище. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 Вертикальний трубчастий теплообмінний апарат, що містить виконаний знімним з гнучкого матеріалу кожух, дві кришки, штуцери трубного і міжтрубного просторів, а також дві трубні решітки із закріпленими в них теплообмінними трубами, який відрізняється тим, що до трубних решіток приєднано циліндричні кільця, при цьому штуцери міжтрубного простору і кожух закріплено на зазначених кільцях. 2 UA 79114 U Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3