CS247327B1

CS247327B1 - Heat exchange countercurrent tube apparatus

Info

Publication number: CS247327B1
Application number: CS66085A
Authority: CS
Inventors: Vladimir Kalvoda
Original assignee: Vladimir Kalvoda
Priority date: 1985-01-31
Filing date: 1985-01-31
Publication date: 1986-12-18

Abstract

Teplovýmenný protiprúdový řúrkový apa rát slúži k výměně tepelne] energie medzi dvorná pracovnými médiami, pričom je vý hodný predovšetkým ako výmenník a chla dič, kde kvapalné médium je v rúrkach. Po zostáva z plášťa s rozdeíovacou hlavou a komorou a z rúrkového zvazku s plávajú- cou hlavou, ktorý je osadený centrálnou vratnou rúrou, pričom vstup a výstup pra- covného média prúdiaceho v rúrkach je v rozdelovacej hlavě. Pracovně médium prú- diace v rúrkach prechádza cez celý prierez rúrkového zvázku jedným smerom, takže sa dosahuje účinná protiprúdová výměna te- pelnej energie medzi dvorná pracovnými médiami.The heat exchange countercurrent tube apparatus serves to exchange thermal energy between two working media, and is particularly advantageous as an exchanger and cooler, where the liquid medium is in the tubes. It consists of a shell with a distribution head and a chamber and a tube bundle with a floating head, which is equipped with a central return pipe, while the inlet and outlet of the working medium flowing in the tubes are in the distribution head. The working medium flowing in the tubes passes through the entire cross-section of the tube bundle in one direction, so that an effective countercurrent exchange of thermal energy between the two working media is achieved.

Description

Vynález rieši teplovýmenný protiprúdový rúrkový aparát, ktorý má rúrkový zvázok s plávajúcou hlavou so vstupom a výstupom pracovného média prechádzajúceho rúrkami na jednej spoločnej straně v rozdelovacej hlavě a je vhodný predovšetkým ako výmenník a chladič, kde kvapalné pracovně médium je v rúrkach.The invention provides a heat exchange countercurrent tube apparatus having a floating head tube bundle with inlet and outlet of working medium passing through the tubes on one common side in the distributor head and is particularly suitable as a heat exchanger and cooler where the liquid working medium is in the tubes.

Doposial' u protiprúdových teplovýmenných aparátov v převedení s pevnými rúrkovnicami je nevýhodou používáme plášťových kompenzátorov z hiadiska omedzujúcich tlakov ako aj zvačšenia zastaveného priestoru a skutočnosť, že nie je možné prevádzať čistenie medzirúrkového priestoru. U protiprúdových teplovýmenných aparátov v převedení s rúrkovými zvazkami s plávajúcou hlavou je nevýhodou upchávková časť výstupu z plávajúcej hlavy cez komoru plášťa z hladiska dosiahnutia požadovanej dlhodobej těsnosti v prevádzke.Until now, in countercurrent heat exchange apparatuses with fixed tubesheets, the disadvantage is the use of sheath compensators in terms of limiting pressures as well as the expansion of the built-up space and the fact that it is not possible to carry out the cleaning of the inter-tube space. In countercurrent heat exchange apparatuses with floating head tube bundles, the drawback of the floating head outlet through the jacket chamber is disadvantageous in view of achieving the desired long-term tightness in operation.

Podstatou teplovýmenného protiprúdového rúrkového aparátu pódia vynálezu, pozostávajúceho z plášťa s rozdelovacou hlavou a komorou a z rúrkového zvázku s plávajúcou hlavou je následovně technické riešenie. Rúrkový zvázok je osadený centrálnou vratnou rúrou, ktorá je na jednej straně pevne spojená s pevnou rúrkovnicou s vyústěním do rozdelovacej hlavy, kde je cez medzikruhovú tesniacu plochu napojená na výstupné koleno uchytené v rozdelovacej hlavě a ukončené výstupným hrdlom a na druhej straně je spojená cez dilatačný prvok s plávajúcou rúrkovnicou s vyústěním do plávajúcej hlavy.The principle of the heat exchange countercurrent tube apparatus according to the invention, consisting of a jacket with a distributor head and a chamber and a tube bundle with a floating head, is as follows a technical solution. The tube bundle is fitted with a central return pipe, which on one side is rigidly connected with a fixed tube sheet with outlet to the distribution head, where it is connected through an annular sealing surface to the outlet elbow retained in the distribution head and terminated with outlet outlet, and floating tube element with orifice to floating head.

U teplovýmenného protiprúdového rúrkového aparátu podlá vynálezu sa konštrukčným riešením dosahuje symetrické a velmi nízké silové zaťaženie spojov rúrky — rúrkovnice od tepelnej roztažnosti, přístup k čisteniu medzirúrkového priestoru, vysoká účinnost přestupu tepla a minimálnych zmien z hladiska technologie výroby voči súčasným teplovýmenným aparátom. Umiestnenie vstupu a výstupu pracovného média prúdiaceho v rúrkach na jednej spoločnej straně v rozdelovacej hlavě dává výhodnu možnost jeho jednoduchej záměny za doterajšie najpoužívanejšie aparáty osadené dvojchodými rúrkovými zvazkami s plávajúcou hlavou priamo na pracovnej pozícii len výměnou rúrkového zvázku a úpravou rozdelovacej hlavy, čo v konečnom dosledku znamená úsporu energií, chladiacich véd, konštrukčných materiálov a stabilízáciu technologického režimu v kritických teplovýmenných uzloch z hladiska tepelných a energetických bilancií bez náročných zásahov a investícií.In the heat exchange countercurrent tube apparatus according to the invention, the constructional solution achieves a symmetrical and very low force load on the pipe-tube joints from thermal expansion, access to cleaning the inter-tube space, high heat transfer efficiency and minimal changes in production technology relative to current heat exchange apparatuses. The location of the inlet and outlet of the working medium flowing in the tubes on one common side in the distributor head gives the advantage of its easy replacement for the most commonly used apparatuses fitted with floating head bundles directly on the working position just by replacing the tube bundle and adjusting the distributor head. means saving energy, cooling sciences, construction materials and stabilizing the technological regime in critical heat exchange nodes in terms of thermal and energy balances without demanding interventions and investments.

Teplovýmenný protiprúdový rúrkový aparát podlá vynálezu je schematicky znázorněný v jednom z možných konštrukčných převedení na výkrese, kde na obr. 1 je aparát v náryse v řeze.The heat exchange countercurrent tube apparatus according to the invention is schematically shown in one of the possible constructional embodiments in the drawing, where in FIG. 1 is a cross-sectional view of the apparatus.

Teplovýmenný protiprúdový rúrkový aparát na obr. 1 pozostáva z plášťa 17 s rozdelovacou hlavou 4 a komorou 11 a z rúrkového zvazku 1 s plávajúcou hlavou 10. Plášť 17 je osadený vstupným hrdlom 12 a výstupným hrdlom 13 pracovného média prúdiaceho v medzirúrkovom plášfovom priestore 14 a rozdelovacia hlava je osadená vstupným hrdlom 15 a výstupným hrdlom 7 pracovného média prúdiaceho v rúrkach 16 rúrkového zvazku 1. Rúrkový zvazok 1 je osadený centrálnou vratnou rúrou 2, ktorá je na jednej straně pevne spojená s pevnou rúrkovnicou 3 s vyústěním do rozdelovacej hlavy 4, kde je cez medzikruhovú tesniacu plochu 5 napojená na výstupné koleno 6 uchytené v rozdelovacej hlavě 4 a ukončené výstupným hrdlom 7. Na druhej straně je centrálna vratná rúra 2 spojená cez dilatačný prvok 8 tvořený vlnovcovým rúrkovým kompenzátorem s plávajúcou rúrkovnicou 9 s vyústěním do plávajúcej hlavy 10. Rúrkový zvázok 1 je osadený kruhovými přepážkami 18. Pracovně médium prúdiace v rúrkach 16 vstupuje vstupným hrdlom 15 do rozdelovacej hlavy 4, s kadial prúdi cez celý prierez rúrkového zvazku 1 rúrkami 16 do plávajúcej hlavy 10, z ktorej sa vracia centrálnou vratnou rúrou 2 a výstupným kolenom 6 a vystupuje z aparátu cez výstupné hrdlo 7. Pracovně médium prúdiace v medzirúrkovom plášťovou priestore 14 vstupuje vstupným hrdlom 12 do plášťa 17, kde radiálně prúdi usměrňované kruhovými přepážkami 18 a vystupuje z aparátu cez výstupné hrdlo 13. Pri zanedbaní minimálnej teplovýmennej plochy centrálnej vratnej rúry 2, kde přestup tepla je medzi súhlasne prúdiacimi pracovnými médiami, vzhladom k celkovej teplovýmennej ploché rúrkového zvazku 1, je prúdenie pracovných médií v aparáte protiprúdové, čím sa dosahuje vysokej účinnosti přestupu tepla. Pre získanie ešte vyššej účinnosti přestupu tepla je výhodné umiestniť priechodzie otvory 19 v krajných kruhových přepážkách 18 pri vstupnom hrdle 12 a výstupnom hrdle 13 nesymetricky voči osi rúrkového zvazku 1, použit delené dvojstupňové kruhové přepážky 20, a v případe lamelárneho prúdenia v rúrkach 16, predovšetkým pri záměně za klasický dvojchodý rúrkový zvázok, použit do rúrok turbulentně spirály.The heat exchange countercurrent tube apparatus of FIG. 1 comprises a housing 17 with a distributor head 4 and a chamber 11 and a tubular bundle 1 with a floating head 10. The housing 17 is fitted with an inlet throat 12 and an outlet throat 13 of working medium flowing in the inter-tube sheath 14. The tube bundle 1 is fitted with a central return pipe 2, which on one side is rigidly connected to a fixed tube sheet 3 with an outlet to the distributor head 4, where it is connected to the outlet ring via an annular sealing surface 5. The elbow 6 is mounted in the distributor head 4 and terminated by the outlet throat 7. On the other hand, the central return pipe 2 is connected via a dilatation element 8 formed by a bellows tube compensator with a floating tube tube 9 with an outlet to the floating head 10. Working medium flowing In pipes 16, the inlet throat 15 enters the distributor head 4, with the cadial flowing through the entire cross-section of the tube bundle 1 through the pipes 16 to the floating head 10 from which it returns through the central return pipe 2 and outlet elbow 6 and exits the apparatus through the outlet throat. the medium flowing in the inter-tubular sheath 14 enters through the inlet throat 12 into the housing 17 where it flows radially through the circular baffles 18 and exits the apparatus through the outlet throat 13. Neglecting the minimum heat exchange area of the central return pipe 2 With respect to the overall heat exchange flat tube bundle 1, the flow of working media in the apparatus is countercurrent, thereby achieving a high heat transfer efficiency. In order to obtain even greater heat transfer efficiency, it is advantageous to place the through holes 19 in the outer annular baffles 18 at the inlet orifice 12 and the outlet orifice 13 asymmetrically with respect to the tube bundle axis 1, using split two-stage circular baffles 20 and in exchange for a classic double-walled tube bundle, used in turbulent spiral tubes.

Dilatačný prvok móže byť podlá konštrukčného prevedenia umiestnený až v priestore plávajúcej hlavy. Teplovýmenný protiprúdový rúrkový aparát móže byť osadený aj klasickými segmentovými přepážkami, predovšetkým pri konštrukčnom riešení kondenzátora.Depending on the construction, the expansion element can be placed in the space of the floating head. The heat exchange countercurrent tube apparatus can also be fitted with conventional segmental partitions, especially when designing a capacitor.

Claims

A heat exchange countercurrent tubular apparatus comprising a sheath with a head and a chamber and a floating head tubular bundle, characterized in that the tubular bundle (1) is fitted with a central return pipe (2) which is rigidly connected to a fixed tubular (3). with an outlet to the distributor head (4), where

BACKGROUND OF THE INVENTION is connected via an annular sealing surface (5) to an outlet elbow (6) mounted in a distributor head (4) and terminated by an outlet throat (7) and, on the other hand, connected via a expansion element (8) to a floating tube (9) into the floating head (10).