Вертикальный пленочный теплообменник Советский патент 1992 года по МПК F28D3/04 

Изобретение относится к теплообмен- ной аппаратуре и может быть использовано в химических и смежных с ней отраслях промышленности.

Известен вертикальный пленочный теплообменник с распределительным устройством колпачкового типа: 1. Недостатком данного распредустройства является трудность обеспечения равномерного распределения жидкости по трубам вследствие того, что большая часть жидкости поступает в трубы, расположенные по периферии трубного пучка, а также из-за того, что практически невозможно все колпачки выставить на одинаковом уровне относительно днища распределительной камеры.

Известен также аппарат, содержащий корпус с трубными решетками и трубным пучком и установленную на верхней трубной решетке обечайку, внутри которой с целью улучшения распределения жидкости по трубам размещена одна над другой выполненные в виде усеченных конусов перегородки, соединенные с обечайкой основаниями так, что каждый вышележащий конус имеет меньший радиус выходного отверстия и больший угол раскрытия и выполнен в основаниях со щелевыми прорезями с вертикальными буртиками в зоне отверстий 2. Недостатком конструкции является также неравномерное распределение жидкости по трубам, сопровождающееся снижением интенсивности теплообмена.

Целью изобретения является интенсификация теплообмена путем улучшения распределения жидкости по трубам.

Цель достигается тем, что в вертикальном пленочном теплообменнике, содержащем корпус с пучком теплообменных труб, закрепленных в трубных решетках, на верхней из которых установлена обечайка, образующая с корпусом кольцевую полость для жидкости, и размещенные внутри обечайки соосно ей одна в другой и ниже верхнего края обечайки кольцевые перегородки, одна из которых имеет форму усеченного конуса со щелевыми поперечными прорезями, соединенного с обечайкой верхним большим основанием, остальные перегородки выполнены цилиндрическими и соединены с конусом с размещением их верхних торцов ступенчато над ним, причем то рец перегородки меньшего диаметра расположен ниже зоны соединения соседней перегородки большего диаметра с конусом, а нижние их концы снабжены наклонными кольцевыми козырьками, установленными к ним с зазором, и размещены под конусом на равном расстоянии от трубной решетки, при этом центральная перегородка имеет наружный диаметр, равный внутреннему диаметру меньшего основания конуса, а щелевые прорези расположены на конусе с примыканием к внутренним сторонам соответствующих перегородок.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый вертикальный пленочный теплообменник отличается тем, что размещенные внутри обечайки перегородки выполнены цилиндрическими и соединены с конусом так, что их верхние торцы размещены ступенчато над ним, причем торец перегородки меньшего диаметра расположен ниже зоны соединения соседней перегородки большего диаметра с конусом, а нижние торцы всех перегородок размещены под конусом на равном расстоянии от трубной решетки, при

этом центральная перегородка имеет наружный диаметр, равный внутреннему диаметру меньшего основания конуса, цилиндрические перегородки под конусом

5 снабжены наклонными кольцевыми козырьками, установленными по отношению к ним с зазором, а щелевые прорези расположены на конусе с примыканием к сторонам соответствующих перегородок.

0На фиг. 1 изображен вертикальный пленочный теплообменник, продольный разрез; на фиг, 2 - он же, вид сверху;

Вертикальный пленочный теплообменник состоит из корпуса 1, трубчатки 2, рас5 пределительной камеры 3, в которой размещена успокоительная обечайка 4, образующая с корпусом кольцевую полость для жидкости. Внутри обечайки 4 ниже ее верхнего края, определяющего уровень пе0 ретока жидкости, установлена перегородка в виде усеченного конуса 5,соединенного с обечайкой 4 верхним большим основанием. Перегородка 5 снабжена поперечными щелевыми прорезями б, расположенными по

5 концентрическим окружностям, причем суммарная длина прорезей б на каждой окружности пропорциональна количеству труб, орошаемых жидкостью из этих прорезей.

0 В нутри обечайки 4 соосно одна в другой установлены цилиндрические перегородки 7, которые соединены с конусом 5 так, что их верхние торцы размещены ступенчато над ним. Торец перегородки 7 меньшего

5 диаметра расположен ниже зоны соединения соседней перегородки 7 большего диаметра с конусом 5. Щелевые прорези 6 размещены с внутренней стороны каждой цилиндрической перегородки 7 и примы0 кают к ней. Нижние торцы перегородок 7 размещены под конусом 5 на равном расстоянии от трубной решетки, все перегородки 7 под конусом 5 снабжены наклонными кольцевыми козырьками 8, установленными

5 по отношению к ним с зазором 9 для прохода жидкости. В нижней части перегородок 7 выполнены лепестки 10, отогнутые под различными углами к вертикали. Центральная перегородка 7 имеет наружный диаметр,

0 равный внутреннему диаметру меньшего основания конуса 5.

Для подвода жидкости в трубное пространство и ее отвода теплообменник снабжен штуцерами 11, 12, 13 и 14.

5 При работе теплообменника одна из жидкостей через штуцер 13 поступает в межтрубное пространство, движется снизу вверх и отводится через штуцер 14.

Другая жидкость через штуцер 11 постулает в распределительную камеру и через

нижний торец успокоительной обечайки 4 поступает на перегородку 5. Достигнув первой по ходу движения цилиндрической перегородки 7, жидкость равномерно (поскольку перед обечайкой образуется подпор жидкости одинаковой по окружности обечайки высоты) переливается по периметру верхнего торца перегородки. При этом часть жидкости поступает в щелевые прорези 6 и пленкой стекает по перегородке 7, оставшаяся на перегородке жидкость продолжает движение к центру теплообменника, достигает следующей по ходу движения перегородки 7, переливается через нее, часть ее через щелевые прорези 6 сте- кает по перегородке, оставшаяся жидкость продолжает движение и далее процесс отвода и перераспределения жидкости повторяется. Кроме того, равномерное распределение жидкости по трубам теплообменника обеспечивается тем, что, как указывалось выше, суммарная длина щелевых вырезов, расположенных на каж- дои концентрической окружности, пропорциональна количеству труб, орошаемых из вырезов соответствующей окружности.

Из щелевых прорезей б жидкость поступает на внутреннюю поверхность перегородок, стекает по ней в желоб, образованный козырьком 8 и перегородкой 7, из которого через зазор 9 уже равномерно по внутреннему периметру перегородок поступает на отогнутые под различными углами лепестки 10, с которых распределяется по трубам, и по их внутренней поверхности пленкой сте- кает и отводится через штуцер 12.

Таким образом, предлагаемая конструкция вертикального пленочного теплообменника обеспечивает высокую степень равномерности распределения жидкости по трубам, а следовательно, интенсифицирует процесс теплообмена.

Формула изобретения

Вертикальный пленочный теплообменник, содержащий корпус с пучком теплооб- менных труб, закрепленных в трубных решетках, установленную на верхней из последних обечайку, образующую с корпусом кольцевую полость для жидкости, и соосно размещенные одна в другой и в обечайке ниже ее верхнего края кольцевые перегородки, одна из которых имеет форму усечен- ного конуса с щелевыми поперечными прорезями, соединенного с обечайкой верхним большим основанием, о т л и ч а- ю щи и ся тем, что, с целью интенсификации теплообмена путем улучшения распределения жидкости по трубам, остальные перегородки выполнены цилиндрическими и соединены с конусом с размещением их верхних торцов ступенчато над последним и в перегородках меньшего диаметра ниже зоны соединения соседней перегородки большего диаметра с конусом, а нижние их концы снабжены наклонными кольцевыми козырьками, установленными по отношению к ним с зазором, и размещены на равном расстоянии от трубной решетки под конусом, а щелевые прорези последнего расположены с примыканием к внутренним сторонам соответствующих перегородок, центральная из которых имеет наружный диаметр, равный внутреннему диаметру меньшего основания конуса.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в химической и смежных с ней отраслей промышленности. Целью изобретения является интенсификация теплообмена за счет улучшения распределения жидкости по трубам аппарата. Теплообменник состоит из корпуса 1, пучка труб 2, распределительной камеры 3, успокоительной обечайки 4, внутри которой со- осно ей и ниже уровня перетока жидкости размещены кольцевые перегородки 5, одна из которых имеет форму усеченного конуса с щелевыми прорезями 6, соединенного с обечайкой 4 большим основанием, а остальные перегородки 7 расположены одна в другой, выполнены цилиндрическими и соединены с конусом так, что их верхние торцы размещены ступенчато над ним, причем торец перегородки меньшего диаметра расположен ниже зоны соединения соседней перегородки большего диаметра с конусом. Нижние торцы всех перегородок размещены под конусом на одном расстоянии от трубной решетки, при этом центральная перегородка имеет наружный диаметр, равный внутреннему диаметру меньшего основания конуса. Все перегородки 7 под конусом снабжены наклонными кольцевыми козырьками 8, установленными по отношению к ним с зазором 9, а щелевые прорези 6 расположены на конусе с внутренней стороны перегородок с примыканием к ним. В нижней части перегородок 7 выполнены лепестки 10, отогнутые под разными углами к вертикали. Конструкция аппарата обеспечивает равномерное распределение жидкости по трубам и, следовательно, интенсификацию теплообменника, 2 ил. VJ О о Ю Ю N

Ц1иг1

Щиг.2