Вихревой вертикальный кожухотрубчатый теплообменник

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<11>985689 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву В 407178 (22) Заявлено 27, 05. 81 (21) 3292884/24-06 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Опубликовано 30.12.82. Бюллетень ¹ 48

Дата опубликования описания 30.12.82 (511 М. Кл.з

F 28 D 7/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 565. .94(088.8) Н,A.Àðòàìoíoâ, P.Х.Мухутдинов, Э.Б.Макурин, Б.Ф.Абросимов и Н.С.Шулаев (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Уфимский нефтяной институт (54) ВИХРЕВОЙ ВЕРТИКАЛЬН61Й КОЖУХОТРУБЧАТЫЙ

TEIIJI0QEMEHHHK

Изобретение относится к теплообменной аппаратуре, используемой в нефтехимической и химической промышленностях при охлаждении и очистке выбросных газов.

Известен вихревой вертикальный кожухбтрубчатый теплообменник, содержащий корпус с верхней, промежуточной и нижней трубными решетками, в которых укреплены трубы, имеющие винтовые энергораэделители. Трубы по холодным и горячим концам снабжены каплеотбойниками, выполненными в виде концентрично расположенных ста канов, имеющих наклонные прорези с внутренней отбортовкой (1).

Существенным недостатком указанного теплообменника является то, что при колебании режима работы и изменении паров конденсирующихся примесей снижается эффективность работы аппарата по глубине охлаждения и конденсации.

Известен также вихревой кожухотрубчатый теплообменник, содержащий укрепленный в решетках трубный пучок и вихревые знергоразделители потока охлаждаемого газа, установленные на входе в трубы Г23.

Недостаток данного теплообменника заключается в том, что часть газа, имеющего повышенные давление, температуру и концентрацию паров по кромке диафрагмы энергоразделителя, перетекает в холодный поток.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату по основному авт. св. Р 407178 является вихревой вертикальный кожухотрубчатый теплообменник с трубами, зацепленными в трубных решетках и имеющими вихревые энергоразделители, часть иэ которых по концам снабжена каплеотбойниками, выполненными в виде концентрично размещенных стаканов, имеющих прорези с внутренней отбортовкой, а другая часть труб заглушена с холодного конца и выполнена с кольцевыми прорезями, размещенными над уровнем верхней трубной решетки для отсоса жидкой фазы под действием разрежения (3 1.»

Недостаток известного теплообменника заключается в том, что при отклонении от оптимального режима, определяемом по соотношению холодного потока к общему расходу, в

985689 нем имеет место снижение температурного КПД.

Цель изобретения — интенсификация процесса конденсации.

Указанная цель достигается тем, что в известном вихревом вертикальном кожухотрубчатом теплообменнике с трубами, закрепленными в трубных решетках и имеющими вихревые энергоразделители, часть из которых по концам снабжена каплеотбойниками, выполненными в виде концентрично размещенных стаканов, имеющих прорези с внутренней отбортовкой, а другая часть труб заглушена с холод-. ного конца и выполнена с кольцевыми 15 прорезями, размещенными над уровнем верхней трубной решетки для отсоса жидкой фазы под действием разрежения, каждый вихревой энергоразделитель снабжен центрально располо- ур женной вставкой с патрубками, образующими обратный циркуляционный контур.

На фиг,1 изображен предлагаемый теплообменник; на фиг.2 — вихревой энергоразделитель.

Теплообменник содержит кожух 1, трубы 2, закрепленные в трубных решетках 3 и 4, промежуточную трубную решетку 5 и вихревые энергоразделители 6.

Одна часть труб 2 по концам снабжена каплеотбойниками 7, выполненными в виде кбнцентрично расположенных стаканов 8, имеющих прорези 9 с внутренней отбортовкой, а другая часть труб 2 заглушена с холодного конца и снабжена трубами 10 для отвода конденсата с кольцевыми прорезями

11, расположенными над решеткой 5.

Кожух снабжен патрубком 12 для подачи парогазовой смеси, патрубком

13 для отвода газа, патрубком 14 для отвода очищенного газа, патрубком 15 для отвода конденсата, патрубком 16 для подвода хладагента и патрубком

17 для его отвода.

Кожухотрубчатый теплообменник также содержит камеру 18 холодного потока, приемную камеру 19, камеру 20 горячего потока и трубки 21 для от- 50 вода холодного потока, а энергоразделитель 6 снабжен вставкой 22 с патрубками 23, образующими обратный циркуляционный контур.

Теплообменник работает следующим 55 образом.

Парогазовая или газожидкостная смесь поступает через патрубок 12 и по каналам энергоразделителей 6 попадает в виде закрученной расширяющейся струи в трубы 2, охлаждаемые хладагентом, поступающим через патрубок 16 и отводимым через патрубок 17.

В трубах 2 реализуется эффект температурного разделения, за счет которого происходит процесс охлаждения части осевого холодного потока и конденсации с последующей сепарацией из него примесей в горячий охлажде емый поток. Горячий поток подверга-.. ется разделению в каплеотбойниках 7, при этом жидкая фаза (конденсат) оТ водится через патрубок 15, а очишенный газ — через патрубок 14 ° Холодный поток через отверстие диафрагмы энергоразделителя 6 отводится по трубкам

10 в камеру 18 холодного потока, где жидкая фаза, выделенная из потока с промежуточной трубной решетки 5 через трубки 10, отсасывается в камеру 20 горячего потока через энергоразделитель 6. Жидкая фаза с решетки 3 также удаляется через энергоразделители

6 за счет расположения их на уровне решетки.

Для повышения эффективности работы теплообменника во всем диапазоне изменения относительной доли холодного потока в энергоразделителях 6 установлены вставки 22 (фиг.2), которые позволяют часть периферийного холодного потока, имеющего более высокие температуру, давление и концентрацию примесей, инжектировать из кольцевого зазора энергоразделителя в зону пониженного давления, возникающего в вихревых трубах, через патрубки 23.

Температурная эффективность предлагаемого теплообменника возрастает на 10-12% при малых расходах холодного потока и при неоптимальных режимах работы. установка вставки в энергоразделителе позволяет обеспечить интенсификацию процесса конденсации при неоптимальных режимах и существенно повысить степень очистки холодного потока от конденсирующихся примесей.

Формула изобретения

Вихревой вертикальный кожухотрубчатый теплообменник по авт.св. Р 407178, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса конденсации, каждый вихревой энергоразделитель снабжен центрально расположенной вставкой с патрубками, образующими обратный циркуляционный контур.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

9 465539, кл. F 28 D 7/00, 1973 °

2, Авторское свидетельство СССР

Р 469874, кл. Р 28 Р 7/00,1973.

3. Авторское свидетельство СССР

9 407178, кл. F 28 D 7/00, 1971.