RU2364812C1 - Cylindrical plate heat exchanger - Google Patents
Cylindrical plate heat exchanger Download PDFInfo
- Publication number
- RU2364812C1 RU2364812C1 RU2008112974/06A RU2008112974A RU2364812C1 RU 2364812 C1 RU2364812 C1 RU 2364812C1 RU 2008112974/06 A RU2008112974/06 A RU 2008112974/06A RU 2008112974 A RU2008112974 A RU 2008112974A RU 2364812 C1 RU2364812 C1 RU 2364812C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat exchanger
- matrix
- heat transfer
- collectors
- coolant
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в любых отраслях техники для подогрева или охлаждения жидких или газообразных сред.The invention relates to heat engineering and can be used in any technical field for heating or cooling liquid or gaseous media.
Известен теплообменник, состоящий из набора гофрированных пластин, собранных в матрицу с помощью специальных эластичных прокладок и стянутых нажимными плитами и шпильками (проспект фирмы "Альфа Ловаль"). Пластина такого теплообменника имеет четыре отверстия, расположенных в углах прямоугольной пластины.A heat exchanger is known, consisting of a set of corrugated plates assembled into a matrix with the help of special elastic gaskets and tightened by pressure plates and studs (prospectus of the Alfa Loval company). The plate of such a heat exchanger has four holes located in the corners of a rectangular plate.
Недостатком такого теплообменника является ограничение применяемых сред теплоносителей (жидкость-жидкость) и невысокий уровень параметров теплоносителей (давление до Р=1,6 МПа и температура до t=160°C).The disadvantage of such a heat exchanger is the limitation of the used coolant media (liquid-liquid) and the low level of coolant parameters (pressure up to P = 1.6 MPa and temperature up to t = 160 ° C).
Расширение диапазона параметров до Р=2,5 МПа и t=300°С достигнуто в паяных теплообменниках (проспекты фирмы "Альфа Ловаль и Swep), однако их применение также ограничено пропускной способностью четырех отверстий пластины, высокой жесткостью конструкции и низкой температурой плавления припоя.Expanding the range of parameters to P = 2.5 MPa and t = 300 ° C was achieved in brazed heat exchangers (brochures from Alfa Loval and Swep), but their use is also limited by the throughput of the four plate openings, high structural rigidity, and low melting point of the solder.
Известен теплообменник, состоящий из цилиндрического корпуса, в котором помещена теплообменная матрица, представляющая пакет сваренных между собой пластин круглой формы, в который подается теплоноситель. Второй теплоноситель подается в пакет через патрубок, приваренный к корпусу [проспект фирмы " G-MAR+" и статья в информационном журнале " ПРОМЫШЛЕННЫЙ ВЕСТНИК" №9/2004, стр.62].A heat exchanger is known, consisting of a cylindrical body, in which a heat exchange matrix is placed, which represents a package of round-shaped plates welded together, into which a heat carrier is supplied. The second coolant is fed into the bag through a pipe welded to the body [prospectus of the company "G-MAR +" and an article in the information magazine "INDUSTRIAL BULLETIN" No. 9/2004, p. 62].
Недостатками такого теплообменника являются: наличие корпуса с патрубками, неравномерность распределения расходов теплоносителей по круглой пластине из-за различных длин линий тока, уменьшение из-за этого степени регенерации тепла, а также наличие дополнительного специального эластичного корсета для закрепления матрицы в корпусе и направления потока в матрицу.The disadvantages of such a heat exchanger are: the presence of a housing with nozzles, uneven distribution of coolant flow rates on a round plate due to different lengths of flow lines, a decrease in the degree of heat recovery due to this, and the presence of an additional special elastic corset for fixing the matrix in the housing and flow direction in matrix.
Наиболее близким решением к предлагаемому устройству и принятым за прототип является теплообменник, содержащий корпус с подводящим и отводящим патрубками одного теплоносителя и пакет попарно соединенных между собой по периферийным кромкам гофрированных пластин с коллекторами для второго теплоносителя, причем коллекторы образованы выполненными в пластинах окнами с отбортовками, скрепленными попарно, при этом на пластинах выполнены поперечные выштамповки, образующие зигзагообразные каналы [RU, патент 2052757, Кл. F28D 9/02, F28F 3/00, 1994].The closest solution to the proposed device and adopted as a prototype is a heat exchanger containing a housing with inlet and outlet pipes of one coolant and a package of corrugated plates pairwise connected to each other along the peripheral edges with collectors for the second coolant, and the collectors are formed by flanged windows made in the plates, fastened in pairs, while the plates are transverse stamping, forming a zigzag channels [RU, patent 2052757, CL. F28D 9/02, F28F 3/00, 1994].
Недостатком этого теплообменника является наличие корпуса с патрубками подвода и отвода одного из теплоносителей, увеличивающего габариты и массу теплообменника и усложняющего его изготовление. При работе с теплоносителями, имеющими большой перепад давлений при высокой температуре, корпус вследствие разности температур может деформироваться, что снижает надежность и эффективность теплообменника из-за утечек теплоносителя между корпусом и пакетом. При потере герметичности корпуса теплоносители могут попасть в окружающую среду, что недопустимо при токсичных веществах.The disadvantage of this heat exchanger is the presence of a housing with pipes for supplying and removing one of the coolants, which increases the dimensions and mass of the heat exchanger and complicates its manufacture. When working with heat transfer media having a large pressure drop at high temperature, the housing may be deformed due to the temperature difference, which reduces the reliability and efficiency of the heat exchanger due to leakage of the heat transfer fluid between the housing and the package. In case of loss of tightness of the housing, coolants can get into the environment, which is unacceptable with toxic substances.
Технической задачей, которую решает предложенное устройство, является уменьшение массы, упрощение конструкции, повышение надежности и эффективности теплообменника.The technical problem that the proposed device solves is the reduction of mass, simplification of the design, increasing the reliability and efficiency of the heat exchanger.
Техническим результатом, который обеспечивает решение поставленной задачи, является создание равномерного поля скоростей и поля температуры и герметичность конструкции относительно окружающей среды.The technical result that provides a solution to the problem is to create a uniform velocity field and temperature field and the tightness of the structure relative to the environment.
Технический результат обеспечивается тем, что цилиндрический пластинчатый теплообменник содержит теплообменную матрицу из гофрированных пластин с отбортовкой наружных кромок и отбортовками коллекторов, причем каждая пластина имеет форму круга, в центральной части которого выполнены гофры и отверстия коллекторов одного из теплоносителей (например, теплоносителя большей плотности), а в остальных частях круга (в сегментах) - отверстия и коллекторы с отбортовками коллекторов другого теплоносителя (меньшей плотности), гофрированные участки пластины имеют дополнительную отбортовку наружных кромок, одноименные отбортовки наружных кромок соединены сваркой (пайкой) и закрывают от утечек каналы теплоносителя большей плотности и каналы теплоносителя меньшей плотности.The technical result is ensured by the fact that the cylindrical plate heat exchanger contains a heat exchange matrix of corrugated plates with flanging of the outer edges and flanging of the collectors, each plate having a circle shape, in the central part of which there are corrugations and holes of the collectors of one of the heat carrier (for example, a heat carrier of higher density), and in the remaining parts of the circle (in segments) - holes and collectors with flanging of the collectors of another coolant (lower density), corrugated ki plates have extra flanging the outer edges, the outer edges of the same name flange joined by welding (brazing) and sealed against leakage of coolant channels of higher density and lower density of the coolant channels.
Технический результат обеспечивается и тем, что теплообменная матрица заключена в герметичный корпус, снабженный датчиком контроля утечек теплоносителей из теплообменной матрицы.The technical result is ensured by the fact that the heat exchange matrix is enclosed in a sealed enclosure equipped with a sensor for monitoring leakage of heat carriers from the heat exchange matrix.
Технический результат обеспечивается и тем, что отверстия коллекторов центральной части матрицы располагаются на оси симметрии матрицы, а канал теплоносителя большей плотности имеет ограниченные продольные отбортовки, направляющие поток к периферии и к центру пластины.The technical result is ensured by the fact that the holes of the collectors of the central part of the matrix are located on the axis of symmetry of the matrix, and the coolant channel of higher density has limited longitudinal flanges that direct the flow to the periphery and to the center of the plate.
Теплообменник также отличается от прототипа и тем, что отверстия коллекторов центральной части матрицы располагаются в углах матрицы.The heat exchanger also differs from the prototype in that the holes of the collectors of the central part of the matrix are located in the corners of the matrix.
На фиг.1 представлен продольный разрез цилиндрического пластинчатого теплообменника, на фиг.2 - поперечный разрез по матрице фиг.1, на фиг.3 - различные схемы компоновки матрицы с вариантами расположения коллекторов подвода и отвода теплоносителя при перекрестно точной и противоточной схемах движения.Figure 1 shows a longitudinal section of a cylindrical plate heat exchanger, figure 2 is a transverse section through the matrix of figure 1, figure 3 is a different layout layout matrix with options for the location of the collectors of the inlet and outlet of the coolant with cross-accurate and counter-flow patterns.
Цилиндрический пластинчатый теплообменник (фиг.1) содержит теплообменную матрицу 1 из гофрированных пластин 2 (фиг.2) с отбортовками 3 наружных кромок 4. Каждая пластина 2 имеет форму круга, в центральной части которого выполнены гофры 5 и отверстия 6 с отбортовками 7 коллекторов 8 одного из теплоносителей (например, теплоносителя большей плотности), а в остальных частях круга (в сегментах) - отверстия 9 с отбортовками 10 коллекторов 11 другого теплоносителя (например, меньшей плотности). Соединение нескольких гофрированных пластин 2 с помощью отбортовок 7 отверстий 6 образуют коллектор 8. Аналогично соединение отбортовок 10 отверстий 9 образуют коллектор 11.The cylindrical plate heat exchanger (figure 1) contains a heat exchange matrix 1 of corrugated plates 2 (figure 2) with flanges 3 of the outer edges 4. Each
Гофрированный участок пластины (2) имеет дополнительную наружную отбортовку 12. Обе одноименные наружные отбортовки соединены сваркой (пайкой) и закрывают от утечек каналы 13 теплоносителя большей плотности и каналы 14 теплоносителя меньшей плотности.The corrugated portion of the plate (2) has an additional
Отверстия 6 могут быть расположены посредине (фиг.2) или в углах центральной части (фиг 3). Центральная часть пластины имеет перемычки 15 с разрывами в местах поворота теплоносителя. При схеме рис 3"а" разрывы расположены поочередно у каждой боковой стороны, при схеме рис 3"б" - симметрично с разрывом вблизи оси. При схеме 3"в" равномерное распределение теплоносителя достигается при отношении диаметра D к ширине В матрицы равным или большим трем. В этой схеме целесообразно применение шевронных каналов. Выбор схем расположения отверстий определяется требуемой длиной теплообменного канала и конструкцией штампа.
При симметричном расположении отверстий относительно продольной или поперечной оси требуется один штамп (фиг.2 и фиг.3"а"), при несимметричном расположении - два штампа (фиг.3"б" и фиг.3"в").With a symmetrical arrangement of the holes relative to the longitudinal or transverse axis, one stamp is required (Fig.2 and Fig.3 "a"), with an asymmetric arrangement - two stamps (Fig.3 "b" and Fig.3 "c").
Теплообменная матрица (1) (фиг.1) заключена в герметичный кожух 16, а для контроля утечек теплоносителей из теплообменника служит датчик 17 контроля утечек по изменению давления в корпусе. Кроме того, корпус 16 является дополнительной силовой защитой от внешних воздействий и от утечек теплоносителей из теплообменника.The heat transfer matrix (1) (FIG. 1) is enclosed in a sealed casing 16, and a leak monitoring sensor 17 for changing pressure in the housing serves to monitor leakage of coolants from the heat exchanger. In addition, the housing 16 is an additional power protection against external influences and from leakage of coolant from the heat exchanger.
Теплообменник работает следующим образом.The heat exchanger operates as follows.
Нагреваемый теплоноситель, например воздух, поступает в одно из отверстий 6, распределяется с помощью коллектора 8 по поверхности теплообменной матрицы 1 и направляется в каналы 13, где нагревается теплом второго теплоносителя, например газа. Второй теплоноситель подается в одно из отверстий 9 и коллектор 11, которое позволяет теплоносителям течь в общем противотоке. Теплоносители выходят из теплообменной матрицы 1 через другие отверстия 6 и 9 соответственно для нагреваемого и греющего теплоносителя. При необходимости для входа и выхода нагреваемого теплоносителя можно использовать отверстия 9, а для греющего теплоносителя - отверстия 6. По периметру матрицы каналы одного теплоносителя меньшей плотности закрыты отбортовками 3, другого теплоносителя большей плотности - отбортовками 12. Отверстия 6 закрыты для потока большей плотности отбортовками 7. Отбортовки 10 перекрывают поток теплоносителя в отверстия 9. Соответственные отбортовки попарно герметично соединены.The heated heat carrier, for example air, enters one of the
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008112974/06A RU2364812C1 (en) | 2008-04-04 | 2008-04-04 | Cylindrical plate heat exchanger |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008112974/06A RU2364812C1 (en) | 2008-04-04 | 2008-04-04 | Cylindrical plate heat exchanger |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2364812C1 true RU2364812C1 (en) | 2009-08-20 |
Family
ID=41151303
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008112974/06A RU2364812C1 (en) | 2008-04-04 | 2008-04-04 | Cylindrical plate heat exchanger |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2364812C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2531722C1 (en) * | 2010-10-22 | 2014-10-27 | Альфа Лаваль Корпорейт Аб | Heat exchanger plate and plate heat exchanger |
RU2535591C1 (en) * | 2010-10-22 | 2014-12-20 | Альфа Лаваль Корпорейт Аб | Heat exchange plate and plate heat exchanger |
RU2728657C1 (en) * | 2019-05-20 | 2020-07-31 | Акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" | Chamber of liquid-propellant rocket engine operating on gas-free generator circuit (embodiments) |
RU2745963C1 (en) * | 2019-11-14 | 2021-04-05 | Данфосс А/С | Multi-pass heat exchanger |
-
2008
- 2008-04-04 RU RU2008112974/06A patent/RU2364812C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2531722C1 (en) * | 2010-10-22 | 2014-10-27 | Альфа Лаваль Корпорейт Аб | Heat exchanger plate and plate heat exchanger |
RU2535591C1 (en) * | 2010-10-22 | 2014-12-20 | Альфа Лаваль Корпорейт Аб | Heat exchange plate and plate heat exchanger |
US9739546B2 (en) | 2010-10-22 | 2017-08-22 | Alfa Laval Corporate Ab | Heat exchanger plate and a plate heat exchanger with insulated sensor internal to heat exchange area |
RU2728657C1 (en) * | 2019-05-20 | 2020-07-31 | Акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" | Chamber of liquid-propellant rocket engine operating on gas-free generator circuit (embodiments) |
RU2745963C1 (en) * | 2019-11-14 | 2021-04-05 | Данфосс А/С | Multi-pass heat exchanger |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20010030043A1 (en) | Brazed plate heat exchanger utilizing metal gaskets and method for making same | |
EP1122505B1 (en) | Plate type heat exchanger | |
JP5882179B2 (en) | Internal heat exchanger with external manifold | |
EP2508831A1 (en) | Plate heat exchanger | |
JP6121550B2 (en) | Plate heat exchanger plate and plate heat exchanger | |
RU2364812C1 (en) | Cylindrical plate heat exchanger | |
EP2199723B1 (en) | Heat exchanger | |
RU2100733C1 (en) | Plate-type heat exchanger and method for its manufacture | |
JP2007192535A (en) | Heat exchanger device | |
EP1085286A1 (en) | Plate type heat exchanger | |
US20070235174A1 (en) | Heat exchanger | |
KR0128254B1 (en) | Reverse heat exchanger with count current laminar estabushement heat exchange surface | |
KR100808334B1 (en) | Heat-transfer plate for heat exchanger | |
KR101468607B1 (en) | Hybrid half welded primary surface heat exchanger | |
RU2395775C1 (en) | Header plate-type heat exchanger | |
CN202403567U (en) | Plate-type falling film heat exchanger | |
RU2569406C1 (en) | Shell-tube heat exchanger | |
CN108775828B (en) | Superconducting heat exchange unit, device and system thereof | |
RU2403523C2 (en) | Matrix of plate heat exchanger | |
RU2619432C2 (en) | Radial plated heat and mass exchange device | |
EP3470762A1 (en) | Plate-type heat exchanger | |
RU2238502C1 (en) | Counterflow plate heat exchanger | |
RU2347996C1 (en) | Counter-flow plate-type heat exchanger | |
CN221259583U (en) | Shell and tube cooler | |
CN102564162A (en) | Plate type falling-film heat exchanger |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120405 |