ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ АППАРАТ ВОЗДУШНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ Российский патент 1997 года по МПК F28D7/00 F28F9/07 

Изобретение относится к аппаратам воздушного охлаждения, преимущественно, с горизонтальным расположением трубного пучка с двумя и более вентиляторами. Такие аппараты предназначены для охлаждения и конденсации газообразных, парообразных и жидких сред при переработке нефти и нефтепродуктов в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и смежных отраслях промышленности.

Из уровня техники известны аппараты воздушного охлаждения, например состоящие из зигзагообразно расположенных на модульных опорных конструкциях со стойками, теплообменных поверхностей, в виде оребренных труб и системы на них воздуха [1]
Недостатком этих аппаратов является повышенная трудоемкость при перевозке и монтаже, а также сравнительно большая металлоемкость опорных конструкций, обусловленная их жесткостью, которая должна быть достаточной для исключения прогибов теплообменных труб.

Известны также принятые за прототип изобретения аппараты воздушного охлаждения, содержащие горизонтально расположенные трубные пучки с системой подачи на них воздуха, смонтированные на модуле опорной конструкции. При работе из этих модулей путем их состыковки собирается аппарат необходимой мощности [2]
Недостатком этих аппаратов является то, что для исключения прогиба труб трубные промежуточные опоры должны располагаться на расстоянии не более 1,8 м между собой, что обуславливает значительную металлоемкость модуля.Кроме того, такие аппараты характеризуются большой трудоемкостью при сборке и транспортировке.

Решение поставленной задачи обеспечено тем, что горизонтальный аппарат воздушного охлаждения нагнетательного или всасывающего типа, состоящий из модульного каркаса со стойками, оборудованного трубным пучком с распределительными камерами, закрепленными на поддерживающих элементах опор с возможностью смещения при тепловом расширении трубного пучка, к которому примыкают воздухораспределительные короба с расположенными в них приводными вентиляторами, согласно изобретению, аппарат снабжен противовесами-компенсаторами вертикальных изгибающих нагрузок, при этом опоры трубного пучка выполнены в виде силовых элементов каркаса, расположенных по длине трубного пучка. Предпочтительно, чтобы опоры трубного пучка были выполнены в виде встроенных в каркас вертикальных несущих стенок с поддерживающими трубный пучок элементами, а одна из распределительных камер трубного пучка была выполнена плавающей, при этом со стороны другой распределительной камеры конец трубного пучка должен быть жестко закреплен на поддерживающих элементах. Предпочтительно также, чтобы противовесы-компенсаторы были выполнены в виде консольно расположенных по отношению к стойкам конечных участков каркаса с расположенными в них частями оборудования аппарата, при этом противовесы-компенсаторы могут быть дополнительно снабжены средством регулирования величины их компенсирующего усилия, выполненным, например в виде регулируемых по длине тяг, шарнирно закрепленных на концах консольных участков и стойках каркаса.Кроме того, предпочтительно, чтобы длина каждого консольного участка аппарата составляла не более 0,5 длины между стойками каркаса, а вылет стоек из каркаса составлял не более 0,5 от общей высоты аппарата, составляющей в свою очередь не более 1,6 его ширины.

Техническим результатом решения поставленной задачи, является снижение металлоемкости несущего каркаса, а также сокращение времени и трудоемкости монтажных операций за счет обеспечения возможности транспортировки аппарата в собранном виде.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид аппарата (вид спереди); на фиг. 2 вид А на фиг.1; на фиг. 3 сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 вид по стрелке А на фиг.1 (вариант выполнения).

Горизонтальный аппарат воздушного охлаждения нагнетательного или всасывающего типа содержит модульный каркас 1 со стойками 2. В модульном каркасе 1 установлен закрепленный на поддерживающих элементах вертикальных несущих стенок 3 трубный пучок 4 с распределительными камерами 5 и 6. Распределительная камера 6 выполнена плавающей. В соответствии с этим трубный пучок 4 жестко закреплен на поддерживающих элементах только на одном конце, то есть со стороны распределительной камеры 5. На остальных поддерживающих элементах трубный пучок закреплен подвижно, чем обеспечивается возможность его деформаций от температурных напряжений. В транспортном положении трубный пучок при помощи,например, болтовых соединений,жестко закрепляется на всех поддерживающих элементах (на фиг. условно не показано). Воздухораспределительная часть аппарата состоит из приводных вентиляторов 7 с воздухо-распределительными коробами 8, примыкающими к трубному пучку 4, которые в зависимости от применяемой схемы охлаждения теплообменной поверхности могут располагаться выше (всасывающая схема), или ниже (нагнетательная схема) трубного пучка 4. Каркас 1 с размещенным в нем оборудованием аппарата установлен на стойках 2 с образованием по его концам консолей в виде противовеса-компенсаторов вертикальных изгибающих каркас нагрузок. Для увеличения компенсирующей способности противовесов-компенсаторов (консольных участков каркаса), они могут быть дополнительно снабжены ( в варианте выполнения) средством регулирования величины их компенсирующего усилия в виде регулируемых по длине тяг 9, шарнирно закрепленных на концах консольных участков каркаса 1 и стойках 2. Это средство может быть также выполнено в виде гибких тяг (расчалок) с регулировкой их длины (на фиг. условно не показано). Снижение металлоемкости аппарата достигнуто расположением трубного пучка 4 на поддерживающих элементах вертикальных несущих стенок 3,которые после установки между ними на поддерживающих элементах трубного пучка 4 встраиваются в каркас 1 и являются его силовыми элементами. Уменьшение металлоемкости достигнуто также компенсацией части изгибающей нагрузки от веса, действующей на пролет каркаса 1, расположенный между стойками 2, противоположно направленной статической нагрузкой от консолей каркаса 1. В варианте выполнения величина разгружающей нагрузки от консолей каркаса 1 может быть увеличена изменением длины тяг 9. Существенное влияние на разгрузку каркаса оказывают также размеры консольных участков, длина которых должна составлять не более 0,5 длины пролета каркаса 1 между стойками 2. Кроме того, для обеспечения эффективной работы вентиляторов 7 предпочтительно, чтобы вылет стоек 2 из каркаса 1 составлял не менее 0,5 от общей высоты аппарата, которая в свою очередь должна быть не больше 1,6 его ширины. Кроме того, габариты аппарата должны быть увязаны со стандартным железнодорожным габаритом.

Аппарат воздушного охлаждения работает следующим образом. При включенных вентиляторах 7 поток воздуха обдувает трубный пучок 4, через теплообменную поверхность которого происходит теплообмен между воздухом и прокачиваемым по трубному пучку продуктом.

Предложенный аппарат воздушного охлаждения имеет облегченную конструкцию, при этом обеспечена возможность его транспортировки в собранном виде. За счет этого облегчен монтаж аппарата, что имеет особое значение при работе в северных условиях. Соотношение размеров аппарата обеспечивает наиболее полное использование подъемной силы нагретого воздуха, что повышает эффективность в режиме естественной конвекции и приводит к наиболее благоприятному использованию потребляемой вентиляторами энергии, а также обеспечивает нечувствительность характеристик работы аппарата от ветра.

Использование: для охлаждения и конденсации газообразных, парообразных и жидких сред при переработке нефти и нефтепродуктов в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и смежных отраслях промышленности. Сущность изобретения: горизонтальный аппарат воздушного охлаждения нагнетательного или всасывающего типа состоит из отдельно смонтированных на модульном каркасе со стойками, трубного пучка с распределительными камерами, закрепленного на поддерживающих элементах опор с возможностью смещения при тепловом расширении. Аппарат снабжен противовесами-компенсаторами вертикальных изгибающих нагрузок, при этом опоры трубного пучка выполнены в виде силовых элементов каркаса, расположенных по длине трубного пучка. Опоры пучка могут быть выполнены в виде встроенных в каркас вертикальных несущих стенок с поддерживающими трубный пучок элементами, а одна из распределительных камер трубного пучка может быть выполнена плавающей, при этом со стороны другой распределительной камеры конец трубного пучка должен быть жестко закреплен на поддерживающих элементах. Противовесы-компенсаторы могут быть выполнены в виде консольно расположенных по отношению к стойкам конечных участков каркаса с расположенными в них частями оборудования аппарата, при этом противовесы-компенсаторы могут быть дополнительно снабжены средством регулирования величины их компенсирующего усилия, выполненным, например, в виде регулируемых по длине тяг, шарнирно закрепленных на концах консольных участков и стойках каркаса. Длина каждого консольного участка аппарата составляет не более 0,5 длины между стойками каркаса, а вылет стоек из каркаса - более 0,5 от общей высоты аппарата, составляющей в свою очередь не более 1,6 его ширины. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Горизонтальный аппарат воздушного охлаждения нагнетательного или всасывающего типа, состоящий из отдельно смонтированных на модульном каркасе со стойками теплообменной и воздухораспределительных частей, соответственно включающих установленный на поддерживающих элементах вертикальных несущих стенок пучок труб с распределительными камерами, одна из которых выполнена плавающей, и приводных вентиляторов с воздухораспределительными коробами, отличающийся тем, что теплообменная часть аппарата снабжена противовесами-компенсаторами вертикальных изгибающих нагрузок, при этом ее опоры выполнены в виде силовых элементов каркаса, расположенных по длине трубного пучка, жестко закрепленного на поддерживающих элементах в транспортном положении и жестко закрепленного одним концом с обеспечением возможности продольных перемещений относительно поддерживающих элементов остальной части трубного пучка со стороны плавающей камеры от его температурных деформаций в рабочем положении. 2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что противовесы-компенсаторы выполнены в виде консольно расположенных по отношению к стойкам конечных участков теплообменной части аппарата с расположенными на этих участках распределительными камерами трубного пучка. 3. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что противовесы-компенсаторы дополнительно снабжены средством регулировки величины компенсирующего усилия. 4. Аппарат по пп.1 и 3, отличающийся тем, что средство регулировки компенсирующего усилия выполнено в виде регулируемых по длине тяг, шарнирно закрепленных на концах консольных участков и стойках каркаса. 5. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что длина каждого консольного участка теплообменной части аппарата составляет не более 0,5 длины между стойками каркаса, а вылет стоек из каркаса составляет не более 0,5 общей высоты аппарата, составляющей, в свою очередь, не более 1,6 его ширины.