Кожухотрубный теплообменник Советский патент 1983 года по МПК F28D7/00 

(Л

с

КОЖУХОТРУБНЬГЙ ТЕПЛО ОБМЕННИК, содержащий кожух с трубами внутри, установленными в отверстиях трубных досок, одна из которых выполнена из эквидистантно расположенных решеток, образующих коллекторную камеру, при этом трубы в отверстиях одной из решеток установлены с зазором, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности при повышении температуры рабочей среды и подачи нейтрального агента в межтрубное пространство, трубы в отверстиях другой решетки также установлены с зазором, при этом в каждом из отверстий обеих решеток коаксиально трубам размещены газодинамические втулки.

/ зрпюм ттничегкого углерода

Од

4

fut

Изобретейие относится к теплообмен йым аппаратам, используемым преимущественно для высокотемпературногогазогревЗ воздуха в установках получения технического углерода.

Известен кожухотрубный теплообменник, содержащий кожух с трубами внутри, установленными в отверстиях трубных досок, выполненных из эквидистантно расположенных решеток, образующих коллекторную камеру, при этом трубы в отверстиях одной из досок установлены с зазором (1 .

Недостаток такого теплообменника залючается в ненадежности его работы, а именно в коллекторной камере, образованной эквидистантно установленными досками, обеспечивается охлаждение нейтральным газом отрезков труб, находящихся в них, лищь в начальный момент работы теплообменника, затем камера превраш ается в застойную зону, в которой охлаждение труб происходит медленнее или вовсе прекращается.

К тому же расход нейтрального газа, поступающего в камеру, а затем в межтрубное пространство через отверстия в одной из досок, нерегулируемый.

Известен кожухотрубный -теплообменник, содержащий кожух с трубами вну-три, установленными в отверстиях трубных досок, одна из которых выполнена из эквидистантно расположенных рещеток, образующих коллекторную камеру, при этом трубы в отверстиях одной из, решеток установлены с зазором 2}.

Данный теплообменник не может быть использован при работе на средах с повыщенной температурой.

Цель изобретения - повышеие надежности при повыще§ии температуры рабочей среды и подача нейтрального газа в межтрубное пространство.

Указанная цель достигается тем, что в кожухотрубном теплообменнике, содержащем кожух с трубами внутри, установленными в отверстиях трубных досок, одна из которых выполнена из эквидистантно рас положенных рещеток, - образующих коллекторную камеру, при. этом трубы в отвер стиях одной из рещеток установлены с зазором, трубы в отверстиях другой решетки также установлены с зазором, при STONI в каждом из отверстий обеих решеток коаксиально трубам размещены газодинамические втулки.

На фиг. I изображен описываемый тепло обменник (1 вариант конструктивного BBJполнения); на фиг. 2 - то же (II вари.1НТ конструктивного выполнения); на фиг. 3узел I на фиг. 1.

Теплообменник содержит кожух 1, трубы 2, трубную доску 3, трубные решетки 4 и 5, имеющие отверстия под трубы газоди амические втулки 6, камеру 7, снабженную патрубком 8 для подвода нейтрального агента и патрубком 9, в случае его отво да и поперечные перегородки 10.

Корпус снабжен патрубком 11 для под5 вода рабочей среды в межтрубное пространство, патрубком 12 для ее отвода.

, Теплообменник работает следующим Образом.

0 В теплообменнике трубы 2 из реактора подают аэрозоль технического углерода, нагретый до 1200°С(1473К). Одновременно через патрубок 12 в межтрубное пространство теплообменника подают для нагревания холодный воздух. Омывание воздухом теплообменных труб в межтрубном пространстве осуществляют с помощью перегородок 10. Нагретый воздух отводят из теплообменника с,помощью патрубка 12.

Для предотвращения перетекания воз0 духа в газовый тракт реактора в камеру 7 через патрубок 8 подают нейтральный агент, например водяной пар под давлением, превышающим давление воздуха в межтрубном пространстве. В результате Наличия перепада давления нейтральный 5 агент через радиальные зазоры между стен ками отверстий трубных решеток 4 и 5 и трубами 2 просачивается в межтрубное пространство теплообменника и в газовый тракт реактора, предотвращая перетекание воздуха из межтрубного пространства. С целью Iобеспечения нормально протекающего технологического процесса, например полу:чения технического углерода, регулируют |расход нейтрального агента через радиаль Ные зазоры. С этой целью в радиальные r |зазоры устанавливают всевозможные по 1форме газодинамические втулки (фиг. 3). Для обеспечения более интенсивного охла ждения трубных решеток 4 и 5 основную ;часть нейтрального агента, после подачи jee через патрубок 8 в камеру 7, подают |Через патрубок 9 в магистраль источника питания нейтрального агента.

- Г Предлагаемый теплообменник конструк:тивно прост и надежен в работе, в особен;йости при работе в высокотемпературных :условиях. Закрепленные свободно в трубных решетках концы труб дают возможность свободно расширяться трубному пуч,ку, не создавая в деталях и узлах теплообменника механических напряжений. Это позволяет максимально использовать свойства конструкционных материалов, т. е. работать на пределе их механических характеристик. Кроме того, перепускаемая в газовый тракт реактора через радиальные зазоры часть нейтрального агента (водяного пара) обS разует «подущку, преимущественно oKoJfo, входной трубной рещетки, которая защищает последнюю от потока лучистой энергии. Все перечисленное дает возможность нагревать воздух до 600-9(Ю°С(873-1173К) и использовать более дешевые конструкционные материалы. Применение предлагаемого теплообменвика в установках получения технического5 углерода позволит повыснть температуру нагрева воздуха с 450-500С(723-773К) до заданного уровня, что позволит повысить выход его из углеводородиого сырь на .

Аэрозоль fneKHutfecHOzo углерода uz.i