Вихревой вертикальный кожухотрубчатый теплообменник

 

P. Х. Мухутдинов, Н. А. Артамонов, Э. Б. Макурин и А. П. Зиновьев !(72) Авторы мзобретении

J с

1 (J

/

Уфимский нефтяной институт (7I ) Заявитель (54) ВИХРЕВОЙ ВЕРТИКАЛЬНЫЙ КОЖУХОТРУБЧАТЫЙ

ТЕПЛООБМЕННИК

Изобретение относится K теплообмен- ным аппаратам, используемым в нефтехимической, химической и других отраслях промышленности.

Известны из авг. св. Ph 407178 вихревые вертикальные кожухотрубчатые гепS лообмениики с трубами, закрепленными в трубных решетках и имеющими вихревые энергсраэделители: часть труб по концам снабжена каппеотбойниками, выполненными

10 в виде концентрично размещенных стаканов, имеющих наклонные прорези с внутренней огбортовкой, а другая часть труб заглушена с холодного конца и: выполнена с кольцевыми прорезями, размещенны15 ми над уровнем верхней трубной решетки

ans отсоса жидкой фазы под действием разрежения, Существенным недостатком известного теплообменника является го, что при увеличении концентрации жидкой . фазы и паров углеводородов в исходном газе снижается эффективность работы аппаратов по конденсации и сепарации. Основными причинами этого является, гуроулизация ro рячего потока на некотором расстоянии or энергоразделителя, что приводит к срыву конденсатной пленки с внутренней поверх ности грубы особенно при режимах работы

Р. =1,0; конструкция капле огбойника не может обеспечить высокой степени разделения фазьц

- невозможность регулировки площади проходного сечения энергоразделигеля в зависимости от содержания жидкой фазы в исходном газе, что снижаег эффект температурного разделения и в итсие отрицагельно скаэываегся на процессе конденсации и сепарации углеводородов.

Конденсация и сепарация эффективно осуществляется при работе теплообменника в режиме )4 W,9 (r.е. 90% всего потока отводится через холодный конец трубы, жидкая фаза же на 85% сконцентрирована в горячем потоке и в виде жидкостной пленки движется по вихревой тру 6e). Однако на некотором расстоянии от соплового сечения энергоразделителя эа счет высокой степени турбулиэации горячего потока эта пленка срывается, что приводит го к снижению степени очистки газового потока, ro к заносу жидкой фазы в поток. 5

В холодный поток также осушесгвпяется занос жидкой фазы. Для его удаления обычно служат отбойники, однако они не обеспечивают должной эффективности сепарации, а невозможность регулирования проходного сечения сопел энергоразделигелей в теппообменниках не позволяет работать им в оптимальном режиме, так как при увеличении содержания жидкой фазы в исходном газе необходимо увеличивать плошадь проходного сечения сопел, что возможно делать только при контропьном вскрытии аппаратов по месту обвязки, что усложняет эксплуатацию теплообменн иков.

Бель изобретения — устранение вышеуказанных недостатков путем повышения степени сепарации.

Цель достигается тем, что каждый

25 энергоразделитель снабжен регулировочной шайбой, а каждая труба внутри на горячем конце — фазоразделителем, и под промежуточной решеткой выполнена сепарационная камера, в пределах которой трубы имеют винтообразные прорези.

На фиг. 1 изображен описываемый вихревой кожухотрубчатый теплообмеипик; на фиг. 2 — энергоразделитель с pery » лировочной шайбой: на фиг. 3 — вид A на фиг. 2; на фиг. 4 — труба с винтообраз35 ными прорезями для отвода жидкой фазы; на фиг, 5 — фазораздедитель.

Теплообме шик содержиг кожух 1, трубы 2, закрепленные в трубных решетках

3-5 и промежуточной 6. На входе в квж40 дую трубу помещен вихревой эиергораэ,делитель 7 с регулировочной шайбой 8.

Трубы 2 на холодном конце 9 оснащены каплеотбойником 10, состоящем из сплошного стакана 11, с одного конца которого выполнены зубчатообразные вырезы 12, а с другого — установлен пакет сетки 13.

Каждая груба на горячем конце снабжена фазоразделителем 14, установленным внутри трубы с возможностью перемещения, под решеткой 6 выполнена сепарацяонная камера. 15, в пределах которой трубы имеют винтообразные прорези 16, кожух 1 снабжен пвтрубком 17 для отвода холод ного потока рабочей среды, патрубком 18 55

14 4 для отвода горячего потока рабочей среды, патрубком 19 для подвода хладагента, пагрубком 20 для его отвода, патрубком

21 nnrr подвода гаэопарожидкостной смеси, штуцером 22 для отвода жидкой фазы конденсата из камеры 15, пагрубком 23 для отвода жилкой фазы конденсата, фазоразделитель 14 снабжен пружинами 24-, а трубы частично на холодном конце 9 заглушены и имеют отверстия 25.

Теплообменник работает следующим образом.

Газопарожидкостная смесь поступает в теплообменник через патрубок 21, а затем через каналы энергоразделитепя 7 попалает в виде расширяющей закрученной струи и трубы 2. Сконцентрированная за счет действия низких температур и отсепарировапная центробежной силой жидкая фаза с периферии горячего конца труб через вш товые прорези отводится в камеру 15, в газ в виде двух противоположно направленных потоков — горячего и холодного отводится через патрубки 17 и 18, пройдя предварительно через каплеогбойники

10 и фазоразделитель 14. Перемещение фазоразделителя иы горячем конце труб

2 позволяет отбирать жидкую фазу в виде пленки до начала ее разрушения. Для удаления жидкой фазы из камер служат трубы 2, заглушенные на холодном конце 9 и имеющие отверстия 25. Удаление жидкой фазы осуществляется путем ее подсоса, через отверстия диафрагмы малого диаметра в эиергоразделителе; жидкая фаза удаляется через патрубок, а трубы 2 охлаждаются в межтрубиом пространстве хладагеитом.

Испопьэование энергораэделителей с регулировочпой шайбои, а также установка фаэоразделителей позволит значительно повысить степень сепарации жидкой фазы из газо-парожидкостной смеси, подаваемой в теппообменник.

Ф ормула изобретения

Вихревой вертикальный кожухотрубчатый теплообменник по авт. св. % 407178, о т л и ч а ю m и и с я тем, что, с целью повышения степени сепарации, каждый энергоразделитель снабжен регупировочиой шайбой, а каждая труба внутри на горячем конце фазоразделигелем, и под промежуточной решеткой выполнена сепарвционная камера, в пределах которой трубы имеют винтообраэные прорези.

ФигЗ

Составитель Т. Юдина

Редактар Г. Прусова ТехредИ.Асталош КорректорЯ. По,о

Заказ 6516/32 Тираж 706 Подиисное

ВНИИПИ Государственногокомитета СССР но делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35 Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4