Кожухотрубный теплообменник, пакет для кожухотрубного теплообменника, применение кожухотрубного теплообменника (варианты) - RU2017132094A

1. Кожухотрубный теплообменник (1), в котором в пространстве (3) кожуха расположен пакет (2) труб из нескольких труб (20) с, по меньшей мере, одной трубной решёткой (25, 26),

который вовне ограничен поверхностью (31) кожуха и имеет проходящую по центру в пространстве кожуха продольную ось (33),

причём расположение труб (20) в пакете (2) труб определяет трубный отражатель,

который имеет свободный от труб внутренний канал (21) вокруг продольной оси (33) и

свободный от труб внешний канал (23) между внешней кромкой (24) пакета труб и поверхностью (31) кожуха,

причём трубный отражатель между внутренним каналом (21) и внешним каналом (23) имеет, по меньшей мере, одну соединительную зону (4), через которую в процессе эксплуатации кожухотрубного теплообменника (1) текучая среда (М) входит в пространство (3) кожуха и/или выходит из пространства (3) кожуха,

и причём соединительная зона за счёт отсутствия труб на трубном отражателе выполнена в виде сегмента круглого поперечного сечения трубного отражателя,

отличающийся тем, что

трубы (20) пакета (2) труб посредством поверхности (31) кожуха защищены в направлении перпендикулярно своей продольной оси, причем в процессе эксплуатации кожухотрубного теплообменника весь пакет труб между внутренним каналом (21) и внешним каналом (22) выполнен с возможностью свободного обтекания.

2. Кожухотрубный теплообменник (1) по п.1, отличающийся тем, что он имеет одну камеру (11).

3. Кожухотрубный теплообменник (1) по п.1 или 2, отличающийся тем, что он имеет две или более, предпочтительно до двадцати, камер (11, 12) вокруг одного пакета (2) труб, причём между соседними камерами расположен отражательный сегмент (32) для текучей среды (M) в пространстве кожуха.

4. Кожухотрубный теплообменник (1) по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что он содержит систему (13) подведения для текучей среды (M) в пространстве кожуха во внутренний канал (21) или во внешний канал (23) и

систему (14) отведения для текучей среды (M) в пространстве кожуха из внешнего канала (23) или из внутреннего канала (21),

причём соединительная зона (4) является неотъемлемой частью системы (13) подведения и/или системы (14) отведения.

5. Кожухотрубный теплообменник (1) по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что пакет (2) труб имеет круглое поперечное сечение.

6. Кожухотрубный теплообменник (1) по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что пакет (2) труб расположен концентрично или эксцентрично продольной оси (33).

7. Кожухотрубный теплообменник (1) по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что

соединительная зона (4) имеет первую и вторую проходные поверхности (41, 42), а также два боковых ограничения (43, 44),

причём первая проходная поверхность (41) является переходом между внешним каналом (23) и соединительной зоной (4),

вторая проходная поверхность (42) является переходом между соединительной зоной (4) и внутренним каналом (21),

при этом первое боковое ограничение (43) проходит от расположенной в продольном направлении пространства (3) кожуха кромки (45) первой проходной поверхности (41) к соответствующей расположенной в продольном направлении пространства кожуха кромке (46) второй проходной поверхности (42) и

второе боковое ограничение (42) проходит от другой расположенной в продольном направлении пространства (3) кожуха кромки (45) первой проходной поверхности (41) к соответствующей расположенной в продольном направлении пространства (3) кожуха кромке (46) второй проходной поверхности (42).

8. Кожухотрубный теплообменник (1) по п.7, отличающийся тем, что

оба боковых ограничения (43, 44) соединительной зоны (44), по меньшей мере, на некоторых участках проходят, в основном, параллельно друг другу.

9. Кожухотрубный теплообменник (1) по п.7 или 8, отличающийся тем, что

оба боковых ограничения (43, 44), если смотреть от продольной оси (33), по меньшей мере, на некоторых участках образуют друг с другом угол (α) в диапазоне от примерно 180° до примерно 10°.

10. Кожухотрубный теплообменник (1) по любому из пп.7, 8 или 9, отличающийся тем, что

оба боковых ограничения (43, 44) в направлении от внешнего канала (23) к внутреннему каналу (21), по меньшей мере, на некоторых участках образуют друг с другом угол (α) в диапазоне от примерно 180° до примерно 10°.

11. Кожухотрубный теплообменник (1) по любому из пп.7-10, отличающийся тем, что первое или второе боковое ограничение, или оба боковых ограничения (43, 44) соединительной зоны (4), по меньшей мере, на некоторых участках проходит или проходят радиально, если смотреть от продольной оси (33).

12. Кожухотрубный теплообменник (1) по любому из пп.7-11, отличающийся тем, что первое или второе боковое ограничение или оба боковых ограничения (43, 44) соединительной зоны (4), если смотреть в поперечном сечении перпендикулярно продольной оси (33), по меньшей мере, на некоторых участках проходит или проходят, в основном, тангенциально к кромке внутреннего канала (21).

13. Кожухотрубный теплообменник (1) по любому из пп.7-12, отличающийся тем, что первое или второе боковое ограничение, или оба боковых ограничения (43, 44) соединительной зоны (4), если смотреть в поперечном сечении перпендикулярно продольной оси (33), по меньшей мере, на некоторых участках проходит или проходят с изгибом, причём первое или второе боковое ограничение или оба боковых ограничения, по меньшей мере, на некоторых участках определяет или определяют, в частности, сегмент дуги окружности или участок спирали.

14. Кожухотрубный теплообменник (1) по любому из пп.1-13, отличающийся тем, что количество труб (20) на поверхности поперечного сечения перпендикулярно продольной оси (33) в соединительной зоне (4) меньше, чем вне соединительной зоны или, что соединительная зона свободна от труб.

15. Кожухотрубный теплообменник (1) по любому из пп.1-14, отличающийся тем, что кожухотрубный теплообменник имеет, по меньшей мере, две, в частности, три, или четыре, или пять соединительных зон (4), которые в предпочтительном варианте равномерно распределены в трубном отражателе.

16. Кожухотрубный теплообменник (1) по любому из пп.7-15, отличающийся тем, что первое или второе боковое ограничение, или оба боковых ограничения (43, 44) соединительной зоны (4), по меньшей мере, на некоторых участках облицовано или облицованы.

17. Кожухотрубный теплообменник (1) по любому из пп.1-16, отличающийся тем, что в трубном отражателе, по меньшей мере, местами трубы (20) своими центрами расположены на, по меньшей мере, трёх концентричных продольной оси (33) окружностях таким образом, что линия соединения центров трубы одной окружности и трубы окружности со следующим бóльшим диаметром при продвижении к соседней трубе следующей окружности с бóльшим диаметром, выявляют изогнутую линию (28).

18. Кожухотрубный теплообменник (1) по любому из пп.1-17, отличающийся тем, что пакет труб составлен из, по меньшей мере, двух, предпочтительно трёх, или четырёх, или пяти модулей (200) пакета труб.

19. Кожухотрубный теплообменник (1) по п.18, отличающийся тем, что модули (200) пакета труб являются однотипными.

20. Кожухотрубный теплообменник (1) по п.18, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один модуль пакета труб осуществлён не однотипным по сравнению с, по меньшей мере, одним другим модулем пакета труб.

21. Пакет (2) труб для кожухотрубного теплообменника (1) по любому из пп.1-20,

который в смонтированном состоянии расположен в пространстве (3) кожуха кожухотрубного теплообменника в виде пакета (2) труб из нескольких труб (20) с, по меньшей мере, одной трубной решёткой (25, 26),

который вовне ограничен поверхностью (31) кожуха и имеет проходящую по центру в пространстве кожуха продольную ось (33),

причём расположение труб (20) в пакете (2) труб определяет трубный отражатель,

который имеет свободный от труб внутренний канал (21) вокруг продольной оси (33) и

свободный от труб внешний канал (23) между внешней кромкой (24) пакета труб и поверхностью (31) кожуха,

так что в процессе эксплуатации кожухотрубного отражателя весь пакет труб между внутренним каналом и внешним каналом может подвергаться свободному обтеканию,

отличающийся тем, что

трубный отражатель между внутренним каналом (21) и внешним каналом (23) имеет, по меньшей мере, одну соединительную зону (4), через которую в процессе эксплуатации кожухотрубного теплообменника (1) текучая среда (М) входит в пространство (3) кожуха и/или выходит из пространства (3) кожуха,

причём соединительная зона за счёт отсутствия труб на трубном отражателе выполнена в виде сегмента круглого поперечного сечения трубного отражателя,

22. Применение кожухотрубного теплообменника (1) по любому из пп.1-20 в качестве теплообменника типа «газ-газ», в частности, для регенерации тепла.

23. Применение кожухотрубного теплообменника (1) по любому из пп.1-20 в качестве теплообменника типа «газ-газ», в частности, для регенерации тепла, причём теплообменник типа «газ-газ» применяется в способе синтеза серной кислоты.