Способ работы теплообменного аппарата Советский патент 1986 года по МПК F28D7/00 

I

Изобретение относится к криогенной технике, а конкретно к теплооб- менным аппаратам криогенных установок, в которых должно быть обеспечено отсутствие отложений твердой фазы в межтрубном пространстве при охлаждении криогенной жидкости до температуры, близкой к замерзанию.

Целью изобретения является интенсификация теплообмена в процессе охлаждения криогенных жидкостей до температуры, близкой к температуре замерзания, путем уменьшения толщины слоя твердых отложений в межтрубном пространстве и снижения гидравлического сопротивления.

На фиг. 1 изображен теплообменный аппарат, реализующий предлагаемый способJ на фиг. 2 - вариант теплооб- менного аппарата.

Теплообменньш аппарат содержит секции 1 и 2 с трубным пространством по которому проходит поток 3 охлаждающей среды, и с межтрубным пространством, по которому проходит поток 4 охлаждаемой среды.

Теплообменный аппарат работает след5п щим образом.

Поток 4 охлаждаемой среды (фиг.1) делится на два потока, первый из которых направляется в секцию 1, где реализует прямоточный теплообмен с потоком 3, а второй следует в секцию 2, осуществляя противоточный теплооб

250821 .

мен с потоком 3 вьппедшим из секции 1. Затем оба потока охлаждаемой среды объединяются в точке 6 и отводятся из теплообменного аппарата.

5 Поток 4 охлаждаемой среды (фиг.2) целиком направляется в секцию 2 в противоток с потоком 3 охлаждающей среды, а затем поток 4 осуществляет прямоток с потоком 3 в секции 1 и

to удаляется из аппарата (точка 6).

Например, при охлаждении жидкого кислорода от 90 до 57 К потоком газообразного гелия, имеющего температуру входа 22 К, а температуру выхода

tS 70 К, по схеме чистого противотока на наружной поверхности труб холодного конца теплообменного аппарата толщина льда достигает максимального значения (кислород охлаждается гелием

20 с самой низкой температурой), Это обстоятельство приводит к тому, что отсутствие льда на поверхности труб может быть обеспечено трудновьтолни- мым значением соотношения козффициен25 та теплоотдачи охлаждаемой среды к охлаждающей среде (8-10).

Согласно предлагаемому способу работы теплообменного аппарата тем- пература гелия в точке 5 примерно на 30 К вьппе, и, следовательно, слой льда имеет меньшую толщину. Соотношение указанных коэффициентов в этом случае равно 1, что вполне реализуемо.