Тепломассообменный аппарат



Тепломассообменный аппарат
Тепломассообменный аппарат

 


Владельцы патента RU 2564737:

Общество с ограниченной ответственностью "Инженерный центр "Нефть и газ" (RU)

Изобретение относится к области теплотехники и может использоваться в тепломассообменных аппаратах воздушного охлаждения. Тепломассообменный аппарат, включающий теплообменные блоки, ороситель, вентиляторы, накопитель воды, циркуляционный насос, распределитель воздуха и каплеотбойную секцию, отличающийся тем, что теплообменные блоки выполнены из попарно соединенных параллельных теплопередающих пластинчатых элементов, образующих внутренний узкий канал для охлаждаемого продукта и внешние широкие каналы для водовоздушного потока, снабженные профилированными перегородками для отбоя жидкости и полками для накопления жидкости, обеспечивающими режим капельного орошения теплопередающей поверхности. Технический результат - интенсификация процесса теплообмена. 2 ил.

 

Изобретение относится к тепломассообменной технике, а именно к аппаратам водовоздушного охлаждения, и может быть использовано в нефтяной, химической, нефтехимической и пищевой промышленности. В холодильной и теплообменной технике используют много видов кожухотрубных и змеевиковых теплообменных аппаратов, в которых взаимодействие воды и воздуха происходит на теплопередающих поверхностях в условиях барботажного или пленочного режима (Павлов, Романков, Носков. Процессы и аппараты химической технологии.).

Известен испарительный конденсатор ЭКА предприятия «Позитрон» (www.positronmsk.ru), в котором основная секция батареи конденсации выполнена короткошланговой, из прямых горизонтальных труб, соединяющих вертикальные коллекторы и образующих шахматный пучок по ходу воздуха. В конструкции исключается подтопление аммиаком, что повышает производительность аппарата по сравнению с конструкцией змеевикового типа. Форконденсатор выполнен из труб с насаженными пластинчатыми ребрами, изогнутыми по ходу воздуха, оросительная система представляет собой гребенку коллекторов с установленными на них форсунками.

Известны градирни с центробежными и осевыми вентиляторами итальянской компании DECSA, процесс охлаждения в которых происходит за счет частичного, в районе 1-2% испарения воды под воздействием принудительной циркуляции воздуха с помощью вентиляторов, и с распределением воды по поверхности с большой площадью и малым объемом (насадке), что позволяет обеспечить максимальный контакт воды с воздухом.

Известен теплообменник, содержащий установленные вертикально плоские решетки и размещенные между ними пары гофрированных пластин, образующие каналы для прохода теплоносителей, причем пластины каждой пары снабжены на обращенных поверхностях конусными выступами, расположенными в шахматном порядке (а.с. SU №1084584).

За прототип взят аппарат для фракционной конденсации, включающий корпус с патрубками ввода и вывода взаимодействующих фаз, внутри которого по его высоте размещены контактные элементы и теплообменные трубки, где контактные элементы выполнены в виде желоба с коническим днищем, боковые стенки желоба расположены горизонтально, а теплообменные трубки пропущены через них (а.с. SU №1058570).

Цель изобретения - интенсификация процесса теплообмена.

Указанная цель достигается изменением конструкции аппарата. На фиг.1 изображен предлагаемый тепломассообменный аппарат. Он содержит теплообменные блоки 1, состоящие из попарно соединенных вертикальных параллельных теплопередающих пластин 8, называемых далее пластинчатыми элементами, которые являются поверхностью теплообмена и образуют внутренний узкий канал 9, по которому проходит охлаждаемый продукт, ороситель 2, предназаначенный для распределения орошающей воды по теплообменным блокам 1, циркуляционный насос 5, накопитель воды 4, вентиляторы 3, распределитель воздуха 6, каплеотбойная секция 7, предназначенная для улавливания капель воды, захваченных воздухом, и возврата их в орошающий поток.

Внутреннее устройство теплообменного блока подробно рассмотрено на увеличенном изображении фрагмента А фиг.1. Пластинчатые элементы 8 с внутренними узкими каналами для охлаждаемого продукта 9 образуют внешние широкие каналы для охлаждающего водовоздушного потока. Со стороны внешнего канала для противоточного водовоздушного потока параллельные пластины снабжены профилированными перегородками -отбойниками жидкости 10 и полками 11, на которых жидкость накапливается, прежде чем сорвется воздушным потоком. Профилированные перегородки 10 и полки 11 обеспечивают поддержание режима капельного орошения теплопередающей поверхности при работе аппарата. Аппарат работает следующим образом: по узким внутренним каналам 9 проходит охлаждаемый или конденсируемый продукт, поток I входящий, поток II выходящий. Вентиляторы 3 нагнетают в аппарат воздух, поток III, который через распределитель воздуха 6 равномерно поступает к теплообменным блокам 1. Насос 5 подает воду из накопителя воды 4 в ороситель 2, который равномерно распределяет ее по всем вертикальным параллельным теплопередающим пластинчатым элементам - поверхностям теплообмена, поток IV.

Стекающая вниз вода контактирует с воздухом во внешних широких каналах вертикальных параллельных пластин, где в каждой контактной камере от отбойника до отбойника (профилированной перегородки), срываясь с полок, разбрызгивается воздухом, поступающим из нижней части аппарата, и охлаждает поверхность теплообменных блоков.

В каждой контактной камере, ограниченной соседними профилированными перегородками для отбоя жидкости 10 (отбойниками) образуется обширный капельный поток жидкости, который орошает внешнюю, охлаждаемую поверхность параллельных теплопередающих пластинчатых элементов 8 теплообменного блока 1.

Технический результат настоящего конструктивного решения заключается, во-первых, в интенсификации теплообмена за счет эффекта удара капель о поверхность жидкостной пленки, вызывающего деформацию и разрушение вязкого подслоя жидкости стекающего вниз потока воды 12, являющегося основным термическим сопротивлением теплопередачи. Во-вторых, выполнение теплообменного блока из вертикальных параллельных теплообменных пластин по сравнению с трубчатым блоком в прототипе значительно увеличивает поверхность и эффективность водовоздушного взаимодействияя.

Все эти факторы в совокупности позволяют постоянно, многократно увеличить коэффициент теплопередачи между охлаждаемым продуктом и водовоздушным потоком.

На графике фиг.2 приведены сравнительные показатели эффективности теплообмена при капельном орошении теплопередающей поверхности по предлагаемому техническому решению (верхняя кривая 1) и при пленочном орошении по прототипу (нижняя кривая 2) при одинаковых нагрузках аппарата по воздуху и воде.

Видно, что при пленочном течении охлаждающей воды коэффициент теплоотдачи мало зависит от плотности орошения, быстро приходя к максимальному значению, тогда как при капельном орошении коэффициент теплоотдачи с увеличением плотности орошения постоянно растет, достигая четырехкратного увеличения по сравнению с пленочным режимом в пределах, заданных испытанием.

Это приводит к значительной экономии электроэнергии, затрачиваемой на работу вентиляторов и насоса и удешевляет процесс в целом.

1 - теплообменные блоки;

2 - ороситель;

3 - вентилятор;

4 - накопитель воды;

5 - насос;

6 - распределитель воздуха;

7 - каплеотбойник;

8 - теплопередающий пластинчатый элемент;

9 - внутренний узкий канал;

10 - профилированная перегородка-отбойник;

11 - полка;

12 - пленка стекающей жидкости.

I - вход продукта;

II - выход продукта;

III - воздух;

IV - вода на орошение.

Тепломассообменный аппарат, включающий теплообменные блоки, ороситель, вентиляторы, накопитель воды, циркуляционный насос, распределитель воздуха и каплеотбойную секцию, отличающийся тем, что теплообменные блоки выполнены из попарно соединенных параллельных теплопередающих пластинчатых элементов, образующих внутренний узкий канал для охлаждаемого продукта и внешние широкие каналы для водовоздушного потока, снабженные профилированными перегородками для отбоя жидкости и полками для накопления жидкости, обеспечивающими режим капельного орошения теплопередающей поверхности.



 

Похожие патенты:

Устройство пластинчатого испарителя с падающей пленкой содержит корпус, имеющий впуск (11) для жидкости, подлежащей испарению, и установленный в нем пакет вертикально расположенных теплопередающих пластин (4) с промежутками пластин, каждый второй из которых образует область (28) испарения, а другие промежутки пластин образуют области (30) конденсации тепловыделяющего пара, и дополнительно содержит первые уплотнения (13, 14), которые в верхней части указанных промежутков пластин, образующих области (28) испарения, ограничивают распределительные камеры (27), каждая из которых находится в сообщении по потоку жидкости с по меньшей мере одной областью (28) испарения посредством путей (17, 18) потока, разнесенных по ширине пакета, при этом теплопередающие пластины (4) имеют в верхней части сквозные отверстия (16), в которых установлена труба, соединенная с впуском (11) и продолжающаяся вдоль длины всего пакета пластин, при этом труба имеет периферийную стенку с отверстиями, распределенными по длине трубы и находящимися в сообщении по потоку с распределительными камерами (27), для подачи жидкости, подлежащей испарению, из впуска (11) в распределительные камеры через указанные отверстия.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в пластинчатых теплообменниках. Теплообменник содержит множество пластин, каждая из которых содержит множество углублений, при этом углубления содержат вершины и основания, вершины, по меньшей мере, одной пластины теплообменника соединены с основаниями смежной пластины теплообменника и, по меньшей мере, часть углублений соединена с, по меньшей мере, одним смежным углублением посредством участка стенки.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в теплообменных аппаратах. Кожухопластинчатый теплообменник содержит корпус с двумя крышками, патрубки подвода и отвода теплоносителей и установленный в корпусе пакет пластин с отверстиями, образующими коллекторы первого теплоносителя, при этом между указанными коллекторами расположены каналы второго теплоносителя.

Изобретение относится к теплотехнике и может использоваться при изготовлении пластинчатых теплообменников. Пакет теплообменных пластин, выполненный для размещения внутри блочного теплообменника.

Изобретение относится к теплотехнике и может использоваться в пластинчатых теплообменниках. Устройство для обмена растворенными веществами или теплообмена между, по меньшей мере, первым и вторым потоками текучей среды, содержащее, по меньшей мере, первый и второй листы, каждый из которых имеет профилированную поверхность, причем каждый из листов имеет первую концевую часть и вторую концевую часть, которые снабжены наклонными промежуточными поверхностями между каждым каналом, имеющими наклон в направлении средней части соответствующего листа, при этом наклонные промежуточные поверхности находятся по существу на одном уровне с внешней верхней поверхностью каналов.

Теплообменник содержит открытую камеру, трубопровод, который расположен внутри камеры и содержит вторую композицию, датчик уровня для поддержания заданного количества первой композиции в камере.

Группа изобретений относится к теплотехнике и может быть использована при изготовлении пластин теплообменников. Пластина (106) теплообменника, имеющая первые поверхностные части (210), расположенные вдоль первых краев (220) пластины и содержащие первые контактные области (214), и вторые поверхностные части (212), расположенные вдоль вторых краев (222) пластины.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в газо-газовых пластинчатых теплообменниках. Теплообменный элемент для пластинчатого противоточного теплообменника, содержит профильный лист и жестко связанный с ним проставочный лист с образованием каналов для прохождения рабочей среды, имеющих треугольное поперечное сечение на зигзагообразных рабочих участках и прямоугольное сечение меньшей высоты на концевых прямолинейных участках для подвода и отвода рабочей среды, причем профильный и проставочный листы теплообменного элемента имеют с боковых сторон борта равной высоты, превышающей высоту поперечного сечения канала на его рабочем участке, с двумя диагонально расположенными по концам бортов щелевидными окнами для подвода и отвода рабочей среды, а снизу проставочного листа с обоих концов по всей его ширине имеются отогнутые наружу опорные лапки, высотой, равной разности высот канала на его рабочем зигзагообразном и прямолинейном участках.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в пластинчатых теплообменниках. Пластинчатый теплообменник содержит множество пластин теплообменника, расположенных одна рядом с другой и образующих пакет пластин с первыми промежутками для первой среды и вторыми промежутками для второй среды.

Изобретение относится к смесительным теплообменным аппаратам. В смесительном теплообменнике каждая из форсунок системы подвода оросительной холодной воды состоит из двух соосных цилиндрических втулок, при этом внутри втулки меньшего диаметра соосно ей расположен шнек, внешняя поверхность которого представляет собой винтовую канавку, внутри шнека выполнено отверстие с винтовой нарезкой, а во втулке большего диаметра соосно ей расположен штуцер, жестко закрепленный в ней через герметизирующую прокладку, при этом внутри штуцера соосно выполнено цилиндрическое отверстие, переходящее в осесимметрично расположенный диффузор, который соединен с цилиндрической камерой, образованной внутренней поверхностью втулки меньшего диаметра и торцевой поверхностью шнека, а к торцевой поверхности втулки меньшего диаметра прикреплены, по крайней мере, два наклонно расположенных стержня, на каждом из которых закреплены активные распылители, например, в виде лопастей, опирающихся в нижней части на упоры, закрепленные на стержнях, перпендикулярно их осям, причем стержни наклонены в сторону от оси форсунки, т.е.

Изобретение относится к теплообменнику (102) пластинчатого типа, содержащему: теплообменный узел (104); торцевые панели (106) и соединительные элементы (107) торцевых панелей, посредством которых присоединены торцевые панели (106). Теплообменный узел (104) содержит комплект теплообменных пластин (112) и пару наружных теплообменных пластин (114), расположенных с противоположных сторон теплообменного узла (104). По меньшей мере, одна наружная теплообменная пластина (114) механически присоединена к смежной торцевой панели (106) и содержит часть (122) основной наружной поверхности, обращенную к смежной торцевой панели (106), присоединенной в тепловом отношении к области контакта (125) смежной торцевой панели (106). Тепловое расширение в плоскости части (122) основной наружной поверхности одинаково с тепловым расширением в плоскости области контакта (125) торцевой панели. 14 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретения могут быть использованы в химической промышленности. Изотермический химический реактор (1) с паровым охлаждением имеет вертикальный корпус (2) и содержит пластинчатый теплообменник (8), погруженный в слой катализатора (7), патрубок (10) впуска воды и пароотводный патрубок (11), систему труб для распределения воды (12) по испарительным каналам пластин (9, 9A) теплообменника (8) и сбора с них потока пара. Патрубок впуска воды (10) и пароотводный патрубок (11) расположены под пластинчатым теплообменником (8). Система труб для распределения воды (12) и пластины (9, 9A) теплообменника (8) расположены так, чтобы сформировать путь движения охлаждающего потока, включающий первый восходящий путь от низа до верха слоя катализатора (7), и второй нисходящий путь от верха до низа слоя катализатора (7). Испарительные каналы пластин (9, 9A) образуют второй нисходящий путь, а одна или более восходящие трубы (14) для воды образуют первый восходящий путь. Полное поперечное сечение испарительных каналов каждой пластины (9, 9A) больше полного поперечного сечения одной или более восходящих труб (14) для воды той же пластины (9, 9A). Число испарительных каналов каждой пластины (9, 9A) больше числа восходящих труб (14) для воды этой же пластины (9, 9A). Изобретения позволяют избежать формирования нестабильного двухфазного потока внутри каналов, отклонений от номинальных условий, неоднородного распределения температуры, локального перегрева слоя катализатора. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к теплотехнике и может использоваться при изготовлении пластинчатых теплообменников. Пластинчатый теплообменник блочного типа содержит пакет (30) теплообменных пластин, которые включают первую теплообменную пластину (51) и вторую теплообменную пластину (52). По меньшей мере часть каждой из первой теплообменной пластины (51) и второй теплообменной пластины (52) содержит покрытие, которое: i) имеет толщину слоя 1-30 мкм, ii) приготовлено с применением золь-гель технологии, iii) содержит оксид кремния (SiOx), имеющий атомное соотношение O/Si>1, и iv) содержит ≥5 или ≥10 атомных процентов углерода (С). Технический результат - сохранение покрытия на областях, на которые оно нанесено, в течение длительного времени работы теплообменника. 11 з.п. ф-лы, 6 ил., 3 табл.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в теплообменных аппаратах. Кожухопластинчатый теплообменник содержит корпус с двумя крышками, пакет пластин, установленный в корпусе, и патрубки подвода и отвода теплоносителей. Пакет пластин состоит из размещенных между двумя плоскими основаниями одинаковых n пластин сетчато-поточного типа с турбулизаторами в виде полых двусторонних выступов одинаковой высоты в форме усеченных конусов, по вершинам которых стянуты пластины, образующие между собой сетку взаимных опор с прямоугольной структурой и каналами теплоносителей между ними. Причем основания усеченных конусов выполнены в виде параллелограммов, стороны которых являются сторонами соседних оснований. Соседние выступы соединены седловидными перемычками. При этом плоские основания пакета пластин соединены с крышками корпуса. Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении интенсивности теплообмена, а также в обеспечении возможности работы при высоких давлениях и при высоких перепадах давлений теплоносителей. 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

В теплообменнике (12), включающем уложенные друг над другом в виде штабеля пары пластин (29), причем между обеими пластинами (30, 31) одной пары пластин (29) образовано первое проточное пространство для пропуска первой текучей среды, второе проточное пространство (21) для пропуска второй текучей среды, причем второе проточное пространство (21) образовано между двумя соседними парами пластин (29), впускное отверстие (32) для впуска первой текучей среды, выпускное отверстие (33) для выпуска первой текучей среды, пластины (30, 31) имеют по меньшей мере одно удлиненное отверстие, в частности по меньшей мере одно удлиненное щелевое отверстие, для уменьшения напряжений в пластинах (30, 31). Технический результат - повышение устойчивости теплообменника к высоким термическим и механическим нагрузкам, увеличение ресурса работы. 3 н. и 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в пластинчатых теплообменниках. В пластинчатом теплообменнике, содержащем каналы потока, по которым первый и второй потоки текут в параллельном или встречном потоке, причем каналы потока сформированы для первой среды между отдельными пластинами (1), соединенными вместе для формирования в каждом случае пары (P) пластин, и для второй среды между парами (P) пластин, соединенных вместе для формирования пакета (S) пластин, отдельные пластины (1) в пределах входной области (E) содержат направляющие лопатки (2), которые образованы штампованными выпуклостями и выступают в канал потока, причем направляющие лопатки (2) характеризуются дугообразной формой с участком (21) притока, выровненным по существу параллельно направлению основного потока, и участком (22) оттока, выровненным под углом к участку (21) притока. 8 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к теплотехнике и может использоваться в пластинчатых теплообменниках. Пластинчатый теплообменник содержит каналы потока, по которым первый и второй потоки текут в параллельном или встречном потоке, причем каналы потока сформированы для первой среды между отдельными пластинами (1), соединенными вместе для формирования в каждом случае пары (Р) пластин, и для второй среды между парами (Р) пластин, соединенных вместе для формирования пакета (S) пластин, отдельные пластины (1) в пределах входной области (Е) содержат направляющие лопатки (2), которые образованы штампованными выпуклостями и выступают в канал потока, причем направляющие лопатки (2) характеризуются дугообразной формой с участком (21) притока, выровненным, по существу, параллельно направлению основного потока, и участком (22) оттока, выровненным под углом к участку (21) притока. 9 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в рекуператорах тепла. Оребренный рекуператор в периферийной зоне пакета содержит, по меньшей мере, один модуль, а в центральной - по меньшей мере, один, но другой модуль, при этом в модуле, образующем периферийную зону пакета, каналы имеют в поперечном сечении размеры, отличные от размеров поперечного сечения каналов у модуля, образующего центральную зону пакета. Технический результат - оптимизация режима теплообмена, снижение габаритов. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области теплотехники. Пластинчатый теплообменник (2) содержит первую рамную пластину (4), вторую рамную пластину (6) и пакет (24) теплообменных пластин (26). Каждая из теплообменных пластин имеет центральный участок (56) и периферийный участок (58), окружающий центральный участок. Теплообменные пластины расположены попарно между первой и второй рамными пластинами, причем первый потоковый путь (F1) для первой текучей среды образуется между теплообменными пластинами пар и второй потоковый путь (F2) для второй текучей среды образуется между парами теплообменных пластин. Первый или второй потоковый путь является путем свободного потока, вдоль которого центральные участки теплообменных пластин полностью отделены друг от друга. Пластинчатый теплообменник дополнительно содержит усиливающую пластину (28a), которая толще, чем теплообменные пластины и имеет центральный участок (100), окруженный периферийным участком (102). Усиливающая пластина расположена между первой рамной пластиной и пакетом теплообменных пластин. Первое множество неразъемных усиливающих соединений (106), каждое, соединяет вместе усиливающую пластину и крайнюю теплообменную пластину (26а). 16 з.п. ф-лы, 16 ил.

Изобретение относится к аппаратам для проведения теплообменных процессов и может быть использовано в теплообменниках радиально-спирального типа. Теплообменник радиально-спирального типа содержит вертикальный корпус с патрубками подвода и отвода теплоносителей, снабжен коллекторами для первого теплоносителя. Внутри корпуса установлены один над другим два или более блоков теплообменных элементов. Каждый блок сформирован из вертикально установленных теплообменных элементов. Каждый теплообменный элемент выполнен полым с образованием внутреннего радиально-спирального щелевого канала для первого теплоносителя. Теплообменные элементы расположены друг к другу с образованием наружных вертикальных щелевых каналов для перемещения в аксиальном направлении второго теплоносителя. Блоки теплообменных элементов выполнены в форме прямой призмы. Радиально-спиральные щелевые каналы теплообменных элементов каждого блока выполнены из металлических профилированных листов. Щелевые каналы смежных установленных один над другим блоков для протока первого теплоносителя соединены между собой таким образом, что движение теплоносителя в одном из блоков направлено от оси теплообменного блока к периферии, а в смежном блоке - от периферии к оси. Теплообменник радиально-спирального типа может быть выполнен из теплообменных элементов, попарно соединенных между собой так, что движение первого теплоносителя по радиально-спиральным щелевым каналам направлено от оси теплообменного блока к периферии и далее по смежным в паре элементам - от периферии к оси. Технический эффект: упрощение конструкции теплообменника радиально-спирального типа, а также увеличение удельной теплообменной поверхности в единице его объема за счет возможности заполнения объема теплообменника блоками теплообменных элементов. 2 н.п. ф-лы, 12 ил.
Наверх