Теплообменник Советский патент 1985 года по МПК F28D1/04 F28F21/06 

Изобретение относится к области химического машиностроения и может найти широкое применение в химической промышленности, например, для охлаждения агрессивных жидкостей. Целью изобретения является иитен с 1фикация процесса охлаждения и уве личения срока службы. На фиг. 1 изображен предлагаемый теплообменник, поперечный разрез} на Аиг. 2 - то же, горизонтальная, проекция; на фиг. 3 - развертка теп лообменника; на фиг. А - сечен-ие Ана фиг. 2; на фиг. 5 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 6 - сечение В-В на фиг. 5. Теплообменник содержит корпус, состоящий из двух концентрично расположенных обечаек: наружной 1 и внутренней 2, образующих кольцевой канал 3 и центральную камеру 4 для сбора охлажденной жидкости, вертикальные V-образные термопластовые теплообменные трубные пучки 5 погру ного типа, расположенные в кольцевом канале 3 и закрепленные в трубных решетках 6, штуцера для подвода и отвода 8 охлаждаемой жидкости и штуцера для подвода 9 и отвода 10 охлаждающей жидкости, причем кольцевой канал 3 разделен радиальными перегородками 11, расположенньми между пучками 5 на первую 12, промежуточные 23 и последнюю 14 секции охлаждения, сообщающиеся одна с другой посредством щелевых отверстий 15, выполненных в верхних и нижних частях перегородок 11 в чередующемся порядке, при этом трубная решетка 6 нисходящей 16 ветви теплообменного пучка 5 первой 12 секции соединена со штуцером 7 подв да охлаждаемой жидкости, а восходящая 17 ветвь пучка 5 этой секции имеет открытые концы, сообщающиеся с её полостью, при этом последняя 14 секция имеет в верхней части выпускное отверстие, сообщенное с центральной камерой 4. Первая секция 12 имеет горизонтальную перфорированную пере/ородку 18 с центральным отверстием 19, при этом трубы нисходящей 16 ветви пучка 5 пропущены через перфорацию на периферии перегородки 18, а труб восходящей 17 ветви - через ее цент ральное отверстие 19. Трубы пучка 5 в нижней части первой секции 12 выполнены в виде витков спирали 20. Теплообменник содержит также вертикальные V -образные теплообменные пучки 21 погружного типа, нисходящие и восходящие ветви которых закреплены в трубных решетках 22, соединенных со штуцерами 9 и 10 соответственно подвода и отвода охлаждающей жидкости. Теплообменник работает следующим образом. Горячая агрессивная жидкость подается на охлаждение в первую секцию через штуцер 7 в трубное пространство нисходящей ветви 16 V -образ-, ного теплообменного пучка 5. Концы трубок этой ветви подсоединены к трубной решетке 6 герметично. Поэтому горячая, т.е. наиболее корро- зионноактивная жидкость не контактирует с материалом корпуса. Через щелевое отверстие 15, расположенное в нижней части перегородки, разделяющей последнюю секц19о 14 охлаждения и первую секцию 12 охлаждения, часть охлажденной агрессивной жидкости поступает в нижнюю часть межтрубного пространства секции 12 в зону размещения витков спирали 20. При этом горячая агрессивная жидкость охлаждается в трубном пространстве витков спирали 20 и выходит из открытых концов трубок восходящей ветви. Здесь она смешивается с прошедшей через зону размещения спирали 20 холодной жидкостью, поступившей из последней секции 14. Далее суммарный поток с существенно пониженной температурой (относительно исходной температуры горячей жидкости) через щелевое отверстие 15 в верхней части первой секции 12 попадает в межтрубное пространство последующих секций 13, соединенных друг с другом щелевьв4И отверстиями t5, расположенными поочередно в их верхней и нижней частях. В каждой из секций 13 через штуцера подвода 9 и отвода 10, в которых герметично закреплены трубные решетки 22 V-образных вертикальных пучков 21, осуществляется подача в трубное пространство и вьсвод из него охлаждающей жидкости, например воды. Часть охлажденной до требуемой температуры агрессивной жидкости из последней секции 14 охлаждения через штуцер 8 отвода поступает в ка меру 4 и удаляется из сборника по мере накопления. Вторая ее часть пос тупает, как указьгаалось .вьше, в пер вую секцию. В рассмотренном варианте работы сборника-холодильника направленное движение агрессивной среды формирует ся в системе, во-первых, за счет естественной конвекции, определяемой изменением плотности жчцкости с изменением ее температуры, и, во-вторьк, за счет эжекционного воздейстВИЯ вытекающих струй горячей жидкости из открытых концов трубок восходящей ветви t7 в первой секции 12. В случае необходимости дополнительного увеличения-значения коэффициентов теплопередачи или преодоления высоких гидравлических сопротивлений в кольцевом канале направленное движение агрессивной жидкости можно формировать принудительно с помощью насоса, подающего заданную часть юхлажденной агрессивной жидкости в нижнюю часть первой секции 12. При этом щелевое отверстие 15 расположенное в нижней части перегородки между последней 14 и первой 12 секциями, заглушается.

4 /

6i

f/e.f

гз

п

фиг. 2

/ -f rioeepHymo

Ж

6-6

19

ФигЛ

Фиг. 5

. 2

фаг.6

1. ТЕГОЮОБМЕННИК, преимущественно для охлаждения агрессивных жидкостей, содержащий корпус, состоящий из двух концентрично расположенных обечаек, образующих кольцевой канал, - центральную камеру для сбора охлажденной жидкости вертикальные V -образные термопластовые теплообменные трубные пучки погружного типа, расположенные в кольцевом канале и закрепленные в трубных решетках, штуцера для подвода и отвода теплоносителя и охлаждаемой жидкости, отличающий с я тем, что, с целью интенсификации процесса охлаждения и увеличения срока службы, кольцевой канал разделен радиальными перегородками, расположенными между пучками, на секции, сообщающиеся одна с другой посредством щелевых отверстий, выполненных в верхних и нижних частях «перегородок в чередующемся порядке, при этом трубная решетка нисходящей ветви теплообменного пучка первой секции соединена со штуцере подвода охлаждаемой жидкости, а восходящая ветвь пучка этой секции имеет открытые концы, сообщающиеся с ее полостью, при этом последняя секция имеет в верхней части выпускное отверстие, сообщенное с центральной камерой. 2.Теплообменнюс по п. 1, отличающийся тем, что первая секция имеет горизонтальную перфорированную ясрегородку с центральным отверстием, при трубы нисходящей ветви пучке пропущены через перфорацию на перегородки, а труС восходящей ветви - через ее центральное отверстие. 3.Теплообменник по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что трубы пучка в нижней части первой секции выполнены в виде витков спирали.