RU2561799C1 - Air cooling heat exchange unit - Google Patents
Air cooling heat exchange unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2561799C1 RU2561799C1 RU2014133577/06A RU2014133577A RU2561799C1 RU 2561799 C1 RU2561799 C1 RU 2561799C1 RU 2014133577/06 A RU2014133577/06 A RU 2014133577/06A RU 2014133577 A RU2014133577 A RU 2014133577A RU 2561799 C1 RU2561799 C1 RU 2561799C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sections
- heat exchanger
- housing
- heat exchange
- collectors
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое техническое решение относится к теплообменным аппаратам и может быть использовано для нагрева, охлаждения жидкостей и газов. Предлагаемый теплообменный аппарат (теплообменник) предназначен для нагревания протекающей внутри теплообменных труб жидкости в потоке горячих газов (воздуха).The proposed solution relates to heat exchangers and can be used for heating, cooling liquids and gases. The proposed heat exchanger (heat exchanger) is designed to heat the fluid flowing inside the heat exchanger tubes in a stream of hot gases (air).
Для нагрева или охлаждения жидких и газообразных продуктов применяются теплообменники различных типов и используются в различных отраслях промышленности. Используя газ, пар, воду при различных температурах можно нагревать или охлаждать теплоноситель до заданной температуры. Наиболее распространенным типом являются трубчатые теплообменники, которые состоят из трубчатых элементов, соединенных в одну проточную систему.For the heating or cooling of liquid and gaseous products, various types of heat exchangers are used and are used in various industries. Using gas, steam, water at various temperatures, it is possible to heat or cool the coolant to a predetermined temperature. The most common type are tubular heat exchangers, which consist of tubular elements connected to one flow system.
Известны трубчатые теплообменники, применяемые для охлаждения промышленных газов, выполненные из ряда вертикальных трубчатых элементов, расположенных в корпусе и объединенных в секции (См., например, авт. св. №105126 от 17.10.1952). Известные теплообменники имеют большие габариты, низкую производительность, неудобны и сложны в изготовлении и эксплуатации.Known tubular heat exchangers used for cooling industrial gases, made of a number of vertical tubular elements located in the housing and combined in sections (See, for example, ed. St. No. 105126 of 10/17/1952). Known heat exchangers are large, low productivity, inconvenient and difficult to manufacture and operate.
Известны трубчатые теплообменники, содержащие множество теплообменных трубчатых элементов, объединенных в секции (см., например, патент RU №2210045, опубл. 10.12.2003 г., кл. МПК F28F 9/00). В указанном теплообменнике трубчатые элементы образуют панели, установленные с просветом друг относительно друга. Трубчатые элементы закреплены на трубных досках, а между собой соединены с помощью дистанционирующих элементов. Теплообменник такой конструкции имеет большие габариты, неравномерное охлаждение. Секции работают параллельно, а это приводит к температурным пульсациям, неравномерности температур циркулирующих потоков, что снижает тепловую эффективность.Known tubular heat exchangers containing many heat transfer tubular elements combined in sections (see, for example, patent RU No. 22210045, publ. 10.12.2003, class IPC F28F 9/00). In said heat exchanger, the tubular elements form panels mounted with a lumen relative to each other. The tubular elements are fixed on the tube sheets, and are interconnected by means of spacing elements. A heat exchanger of this design has large dimensions, uneven cooling. Sections work in parallel, and this leads to temperature pulsations, uneven temperatures of the circulating flows, which reduces thermal efficiency.
Известны многосекционные трубчатые теплообменники, содержащие теплообменные трубчатые элементы, на концах которых установлены коллекторы. Секции расположены параллельно друг другу и последовательно соединены с помощью трубчатого колена, (см., например, патент RU №2294503, опубл. 27.02.2007 г., кл. МПК F28D 7/16). Данный многосекционный теплообменник предназначен для нагревания протекающей внутри труб жидкости в потоке горячих газов и состоит из секций, включающих прямолинейные теплообменные трубы, на концах которых установлены коллекторы. Коллекторы соединены последовательно с помощью трубчатых колен.Known multi-section tubular heat exchangers containing heat exchanging tubular elements, at the ends of which collectors are installed. The sections are parallel to each other and connected in series using a tubular elbow (see, for example, patent RU No. 2294503, publ. 02.27.2007, class IPC F28D 7/16). This multi-sectional heat exchanger is designed to heat the fluid flowing inside the pipes in a stream of hot gases and consists of sections including straight-line heat exchangers, at the ends of which collectors are installed. Collectors are connected in series using tubular elbows.
Недостатком такой конструкции является неравномерность температурного поля циркулирующих теплоносителей, проблематичность компенсации тепловых расширений при достаточно высоких параметрах охлаждаемого газа и невозможность отключения секции теплообменника в случае ее разгерметизации.The disadvantage of this design is the unevenness of the temperature field of the circulating coolants, the difficulty of compensating for thermal expansions at sufficiently high parameters of the cooled gas, and the inability to turn off the heat exchanger section if it is depressurized.
По наибольшему числу общих признаков и достигаемому результату многосекционный теплообменник по патенту RU №2294503 выбираем за прототип.According to the largest number of common features and the achieved result, the multi-section heat exchanger according to patent RU No. 2294503 is chosen as the prototype.
Технической задачей является создание теплообменного аппарата, позволяющего обеспечить равномерность температурного поля циркулирующих теплоносителей и их воздействие на элементы конструкции аппарата.The technical task is to create a heat exchanger, which ensures uniformity of the temperature field of the circulating coolants and their effect on the structural elements of the apparatus.
Решение поставленной технической задачи дает возможность повысить тепловую эффективность теплообменника, надежность и ресурс.The solution of the technical problem makes it possible to increase the thermal efficiency of the heat exchanger, reliability and resource.
Задача решается тем, что в теплообменном аппарате воздушного охлаждения, содержащем корпус, в котором размещены теплообменные трубы, объединенные коллекторами в секции, расположенные параллельно друг другу вдоль корпуса, часть теплообменник труб секции верхними концами объединена раздающими коллекторами, а другая часть собирающими коллекторами, причем секции установлены так, что коллектора смежных секций развернуты относительно друг друга на 180°, кроме того, аппарат снабжен каскадом распределительных коллекторов, расположенных в два яруса над корпусом аппарата и соединенных подводящими и отводящими трубами с соответствующими коллекторами секций. Между коллекторами соседних секции установлены разделительные перегородки, а в теплообменные трубы со стороны раздающих и собирающих коллекторов установлено дросселирующее устройство.The problem is solved in that in an air-cooled heat exchanger containing a housing in which heat-exchange pipes are placed, united by collectors in sections parallel to each other along the housing, part of the pipe heat exchanger with the upper ends is connected by distributing collectors, and the other part by collecting collectors, and sections installed so that the collectors of adjacent sections are rotated relative to each other by 180 °, in addition, the apparatus is equipped with a cascade of distribution manifolds located in two tiers above the body of the apparatus and connected by inlet and outlet pipes with the corresponding section collectors. Separating partitions are installed between the collectors of neighboring sections, and a throttling device is installed in the heat transfer pipes from the side of the distributing and collecting collectors.
Корпус снабжен дренажным штуцером и выравнивающей решеткой, установленной со стороны входа воздуха.The housing is equipped with a drainage fitting and a leveling grill mounted on the air inlet side.
Предложенная конструкция теплообменного аппарата позволяет выравнивать температурное поле циркулирующих теплоносителей, что приводит к повышению тепловой эффективности и выравнивает их воздействие на элементы конструкции аппарата в пределах секции, группы и аппарата в целом. Это осуществимо за счет объединения теплообменных труб внутри секции, расположения коллекторов смежных секций и объединения секций в группы.The proposed design of the heat exchanger allows you to equalize the temperature field of the circulating coolants, which leads to an increase in thermal efficiency and evens out their effect on the structural elements of the apparatus within the section, group and apparatus as a whole. This is feasible by combining the heat exchange tubes within the section, arranging the collectors of adjacent sections and uniting the sections into groups.
Обеспечивается возможность отключения секций теплообменника в случае разгерметизации теплообменных трубок, а также упрощается процедура обнаружения течи и отключения негерметичных секций.It is possible to disconnect sections of the heat exchanger in case of depressurization of the heat exchanger tubes, and also simplifies the procedure for detecting leaks and shutting down leaky sections.
Суть технического решения поясняется чертежами, где:The essence of the technical solution is illustrated by drawings, where:
на фиг. 1 изображен общий вид теплообменного аппарата;in FIG. 1 shows a general view of a heat exchanger;
на фиг. 2 изображен разрез А-А фиг. 1;in FIG. 2 shows a section AA of FIG. one;
на фиг. 3 изображен выносной элемент Б фиг. 1;in FIG. 3 shows the remote element B of FIG. one;
на фиг. 4 изображен выносной элемент В фиг. 1.in FIG. 4 shows a remote element. In FIG. one.
Теплообменный аппарат состоит из теплообменных труб 1, образующих теплообменную поверхность и размещенных в корпусе 2, имеющем патрубок 3 входа горячего воздуха и патрубок 4 выхода охлажденного воздуха. Теплообменные трубы 1 объединены коллекторами 5, 6 и 7 в секции, которые установлены вдоль корпуса параллельно друг другу. Верхние концы части теплообменных труб 1 в пределах секции закреплены в коллекторе 5, а другой части в коллекторе 6. Нижние концы теплообменных труб 1 закреплены в промежуточном коллекторе 7. Для одной (первой) секции коллектор 5 является раздающим, а коллектор 6 собирающим. Смежные секции установлены так, что коллектора развернуты относительно друг друга на 180°. Следовательно, для теплообменных труб 1 смежной секции коллектор 6 будет являться раздающим, а коллектор 5 собирающим, то есть напротив собирающего коллектора 6 секции будут расположены раздающие коллектора 5 смежных секций.The heat exchanger consists of heat exchange tubes 1 forming a heat exchange surface and housed in a housing 2 having a nozzle 3 of the inlet of hot air and a nozzle 4 of the outlet of cooled air. Heat transfer pipes 1 are connected by
Над корпусом 2 аппарата в два яруса расположены распределительные коллектора 8 первого яруса и коллектора 9 второго яруса, которые соединены подводящими трубами 10 и отводящими трубами 11 с соответствующими коллекторами 5 и 6 теплообменных секций, образуя при этом группы секций. Первая группа секций соединена подводящими трубами 10 с распределительным коллектором 8 и отводящими трубами 11 с распределительным коллектором 9, который является собирающим для первой группы секций и раздающим для второй группы секций и далее с чередованием групп.Distribution collectors 8 of the first tier and collector 9 of the second tier are located above the casing 2 of the apparatus in two tiers, which are connected by
То есть, распределительные коллектора 8 и 9 установлены так, что образован каскад раздающих и собирающих коллекторов, объединяющих теплообменные секции в группы секций параллельно-последовательно, обеспечивая необходимое число последовательных ходов охлаждающего теплоносителя (воды). Количество параллельно-последовательно объединенных секций выбирается в зависимости от требуемых параметров циркулирующих теплоносителей.That is, the distribution manifolds 8 and 9 are installed so that a cascade of distributing and collecting manifolds is formed, combining the heat exchange sections into groups of sections in parallel-series, providing the required number of consecutive strokes of the coolant (water). The number of parallel-sequentially combined sections is selected depending on the required parameters of the circulating coolants.
Между коллекторами 5, 6, 7 соседних секций установлены перегородки 12 для исключения байпасных протечек воздуха мимо теплообменной поверхности.Between the
В теплообменные трубы 1 в районе раздающих 5 и собирающих 6 коллекторов секций установлено дросселирующее устройство 13 для исключения коллекторного эффекта за счет равномерной раздачи охлаждаемой воды по теплообменным трубам.A
Со стороны входа воздуха в аппарате установлена решетка 14, выравнивающая поле скоростей воздуха на входе в теплообменную поверхность.On the air inlet side, a grill 14 is installed in the apparatus, leveling the air velocity field at the entrance to the heat exchange surface.
В нижней части корпус 2 снабжен дренажным штуцером 15, обеспечивающим отвод охлаждающего теплоносителя (воды) в случае разгерметизации теплообменных труб 1 и исключения попадания его в воздушный контур.In the lower part, the housing 2 is equipped with a drainage fitting 15, which provides the removal of the cooling coolant (water) in the event of the depressurization of the heat exchange pipes 1 and eliminates its ingress into the air circuit.
Теплообменная поверхность размещена в потоке горячего воздуха, который поступает через патрубок 3 в межтрубное пространство теплообменной поверхности и охлажденный выходит через патрубок 4.The heat exchange surface is placed in a stream of hot air that enters through the pipe 3 into the annular space of the heat exchange surface and the cooled leaves through the pipe 4.
Охлаждающий теплоноситель (вода) поступает во входной коллектор 8 каскада распределительных коллекторов 8 и 9. По подводящим трубам 10 поступает в раздающие коллектора 5 и теплообменные трубы 1 первой группы секций, нагревается и через коллектор 7, собирающие коллектора 6 по отводящим трубам 11 поступает в распределительный коллектор 9 каскада. Далее осуществляется параллельно последовательная циркуляция теплоносителя по теплообменным трубам 1 следующих групп секций и отводится через выходной коллектор 8 каскада.Cooling coolant (water) enters the inlet manifold 8 of the cascade of distribution manifolds 8 and 9. Through the
Выполнение теплообменного аппарата предложенным образом позволяет:The implementation of the heat exchanger in the proposed way allows you to:
- повысить тепловую эффективность теплообменника за счет выравнивания теплового потока по поперечному сечению теплообменника;- increase the heat efficiency of the heat exchanger due to the alignment of the heat flux along the cross section of the heat exchanger;
- обеспечить мощность теплообменника путем набора необходимого количества секций, то есть реализовать мощностной ряд однотипных теплообменников с использованием в составе теплообменной поверхности одной элементной базы;- to provide the power of the heat exchanger by recruiting the required number of sections, that is, to realize the power series of the same type heat exchangers using one element base as part of the heat exchange surface;
- обеспечить минимальное гидравлическое сопротивление по тракту охлаждающей воды;- provide minimum hydraulic resistance along the cooling water path;
- обеспечить компенсацию тепловых расширений теплообменной поверхности относительно корпуса при достаточно высоких температурах охлаждаемого воздуха, за счет подводящих и отводящих труб секций к распределительным коллекторам, расположенным над корпусом теплообменника;- to provide compensation for thermal expansions of the heat exchange surface relative to the housing at sufficiently high temperatures of the cooled air, due to the inlet and outlet pipes of the sections to the distribution manifolds located above the heat exchanger body;
- обеспечить возможность глушения любой негерметичной секции теплообменника за счет возможности отсечения подводящих и отводящих труб к каждой секции;- to provide the possibility of jamming any non-tight section of the heat exchanger due to the possibility of cutting off the inlet and outlet pipes to each section;
- минимизировать трудоемкость изготовления теплообменника, за счет возможности изготовления однотипных унифицированных секций в условиях поточного серийного производства с максимальной механизацией и автоматизацией процессов выполнения отдельных деталей, их сборки и контроля.- minimize the complexity of manufacturing a heat exchanger, due to the possibility of manufacturing the same type of unified sections in mass production with maximum mechanization and automation of the processes of individual parts, their assembly and control.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014133577/06A RU2561799C1 (en) | 2014-08-14 | 2014-08-14 | Air cooling heat exchange unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014133577/06A RU2561799C1 (en) | 2014-08-14 | 2014-08-14 | Air cooling heat exchange unit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2561799C1 true RU2561799C1 (en) | 2015-09-10 |
Family
ID=54073390
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014133577/06A RU2561799C1 (en) | 2014-08-14 | 2014-08-14 | Air cooling heat exchange unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2561799C1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2610972C1 (en) * | 2015-11-26 | 2017-02-17 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение "Спецнефтехиммаш" | Camera of product distribution, which has air cooler with tubular internal cavity and square outdoor geometry |
RU201175U1 (en) * | 2020-07-13 | 2020-12-01 | Акционерное общество "Опытное Конструкторское Бюро Машиностроения имени И.И. Африкантова" (АО "ОКБМ Африкантов") | Air cooling heat exchanger |
RU2744741C1 (en) * | 2020-03-10 | 2021-03-15 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭнергоТехника" | Tubular heat exchanger with modular header for high pressure (embodiments) |
RU2747350C1 (en) * | 2020-10-21 | 2021-05-04 | Роман Андреевич Полосин | Distribution manifold of shell-tube heat exchanger |
RU214329U1 (en) * | 2022-08-10 | 2022-10-21 | Акционерное общество "Рузаевский завод химического машиностроения" (АО "Рузхиммаш") | External heat exchange device for vertical vessels and apparatuses |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU738053A1 (en) * | 1978-07-31 | 1980-05-30 | За витель | Device for cooling electric equipment, mainly of marine plants |
RU2294503C1 (en) * | 2005-07-25 | 2007-02-27 | Борис Ергазович Байгалиев | Multi-sectional heat exchanger |
CN101936669A (en) * | 2010-09-02 | 2011-01-05 | 洛阳隆华传热科技股份有限公司 | Hybrid high-efficiency and composite condensation method and condenser |
RU138131U1 (en) * | 2013-09-05 | 2014-02-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения" ОАО НПО "ЦНИИТМАШ" | SMOKE GAS COOLING DEVICE |
-
2014
- 2014-08-14 RU RU2014133577/06A patent/RU2561799C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU738053A1 (en) * | 1978-07-31 | 1980-05-30 | За витель | Device for cooling electric equipment, mainly of marine plants |
RU2294503C1 (en) * | 2005-07-25 | 2007-02-27 | Борис Ергазович Байгалиев | Multi-sectional heat exchanger |
CN101936669A (en) * | 2010-09-02 | 2011-01-05 | 洛阳隆华传热科技股份有限公司 | Hybrid high-efficiency and composite condensation method and condenser |
RU138131U1 (en) * | 2013-09-05 | 2014-02-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения" ОАО НПО "ЦНИИТМАШ" | SMOKE GAS COOLING DEVICE |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2610972C1 (en) * | 2015-11-26 | 2017-02-17 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение "Спецнефтехиммаш" | Camera of product distribution, which has air cooler with tubular internal cavity and square outdoor geometry |
WO2017091104A1 (en) * | 2015-11-26 | 2017-06-01 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение "Спецнефтехиммаш" | Distribution chamber for air cooling apparatus |
RU2744741C1 (en) * | 2020-03-10 | 2021-03-15 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭнергоТехника" | Tubular heat exchanger with modular header for high pressure (embodiments) |
RU201175U1 (en) * | 2020-07-13 | 2020-12-01 | Акционерное общество "Опытное Конструкторское Бюро Машиностроения имени И.И. Африкантова" (АО "ОКБМ Африкантов") | Air cooling heat exchanger |
RU2747350C1 (en) * | 2020-10-21 | 2021-05-04 | Роман Андреевич Полосин | Distribution manifold of shell-tube heat exchanger |
WO2022086370A1 (en) * | 2020-10-21 | 2022-04-28 | Роман Андреевич ПОЛОСИН | Distribution manifold for a shell and tube heat exchanger |
RU214329U1 (en) * | 2022-08-10 | 2022-10-21 | Акционерное общество "Рузаевский завод химического машиностроения" (АО "Рузхиммаш") | External heat exchange device for vertical vessels and apparatuses |
RU215818U1 (en) * | 2022-10-10 | 2022-12-28 | Акционерное общество "Опытное Конструкторское Бюро Машиностроения имени И. И. Африкантова" (АО "ОКБМ Африкантов") | Air cooled heat exchanger |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2561799C1 (en) | Air cooling heat exchange unit | |
US20070169924A1 (en) | Heat exchanger installation | |
RU2012102917A (en) | HEAT EXCHANGER WITH U-SHAPED TUBES, METHOD OF HEAT EXCHANGE BETWEEN THE HEAT EXCHANGE AND REFRIGERANT AND APPLICATION OF THE HEAT EXCHANGER WITH U-SHAPED TUBES | |
RU2527772C1 (en) | Heat-exchanging device | |
CN104315893A (en) | Heat exchanger | |
PL219104B1 (en) | Heat exchanger | |
CN103411451B (en) | Rectification type tube-shell type heat exchanger | |
RU201175U1 (en) | Air cooling heat exchanger | |
CN102080935A (en) | Device for recovering waste heat of industrial waste gas | |
RU215818U1 (en) | Air cooled heat exchanger | |
RU2557146C1 (en) | Radial and spiral heat exchanger | |
CN205228240U (en) | Three channels spiral plate heat exchanger | |
RU2625367C1 (en) | Hot-water boiler | |
RU110458U1 (en) | VERTICAL SHELL-TUBE STEAM WATER HEATER | |
RU176496U1 (en) | HEAT EXCHANGE DEVICE | |
RU2476802C2 (en) | Heating radiator from heat pipe | |
RU172896U1 (en) | Lamellar-Ribbed Gas-Oil Heat Exchanger | |
RU181420U1 (en) | SHELL-TUBULATED HEAT EXCHANGE UNIT | |
RU178821U1 (en) | HEAT EXCHANGE MODULE | |
CN204718415U (en) | Cement kiln hot water heat exchanger | |
CN205642083U (en) | Four tubs of single channel group heat exchangers | |
CN204718425U (en) | Cement kiln vapor heat exchanger | |
CN104457328A (en) | Heat exchanger | |
RU149737U1 (en) | SHELL-TUBE HEAT EXCHANGE UNIT | |
RU182526U1 (en) | MULTI-WAY SHELL-TUBE HEAT EXCHANGER |