Графитовый блок к теплообменным аппаратам Советский патент 1975 года по МПК F28F9/02 

Изобретение относится к тенлообменным аппаратам, состоящим из графитовых блоков, имеющих систему непересекающихся каналов для нагревания или охлаждения теплоносителей в химических производствах, связанных с нереработкой агрессивных сред. В известных аппаратах вертикальные каналы смежных блоков сооспы и имеют одинаковый диал1етр во всех блоках теплообменника. Однако в таких анпаратах не используются возможностп интенсификации теплообмена, заложенные в этой конструкции. Для новышения эффективности теплообмена в блоке выполняются косые сверления, что приводит к усложнению технологии производства блоков. Другим способом увеличеиия эффективности теплообмена является применение различного рода турбулизирующих вставок в каналах блоков. Это также усложняет технологию пронзводства. Известны французские кожухоблочпые теплообменные аппараты с поверхностью теплообмена 150 м, нредназначенные для нагревания агрессивных сред. Указанные аппараты состоят из граф.итовых блоков 01150 с сиетемой иенересекающихся каналов для движения тенлоносителей. Теплоноситель (пар) проходит по горизонтальным каналам 0 15, длина которых доходит до величины диаметра блока. Эти аипараты имеют пизкий коэффпциепт теплопередачи из-за больщого отношения длины канала кего диаметру: 1150/15 70. Известно, что при отношении длины канала к его диаметру большем 35 значнтельно снижается коэффициент теплопередачи вследствие затопления канала конденсатом. Целью изобретения является существенное повышение эффективностн теплообмена в блочном теплообменнике большой поверхности, состоящем из графитовых блоков любой формы, имеющих систему ненересекающихся каналов для движения тенлоносителей, у которых отношенне длины горизонтального канала к его диаметру значительно больше 35. Это достигается тем, что в теле блока выполнены вертпкальпые пазы, соединяющие горизонтальные каналы. На фиг. 1 показан предлагаемый графитовый блок пз склеенных элементов; на фиг. 2 - цельный графитовый блок. В графитовом б.1оке нмеются глухне пазы 1, соединяющие вертикальный ряд горнзоптальных каналов. Ио глухим пазам осуществляется промежуточное по длине горнзонтальпого канала удаленне конденсата из верхиих каиалов 2 в нижннй капал 3. Этнм достигается уменьшение затанливаиия конденсатом верхних горизонтальных каналов, что обеспечивает повышение эффективности работы блока и аппарата в целом. Ири работе на жидкости пазы выполняют роль турбулизаторов, что также повышает эффективность работы аппарата.

В современных химических производствах требуется применение блочных теплообменных аппаратов с поверхностью теплообмена 200 м. В таких аппаратах значительно увеличивается отношение длины горизонтальных каналов к их диаметру из-за увеличения размеров блоков, что приводит к снижению коэффициента теплопередачи, так как часть поверхности каналов будет постепеппо залита конденсатом. Чем длиннее канал, тем большая часть поверхности залита конденсатом. В предлагаемом блоке агрессивная среда проходит по вертикальным каналам 4, а теплоноситель (например пар) - по горизонтальным каналам 2. Проходя по каналам 2, пар конденсируется, а образуюгцийся конденсат стекает вниз по глухому пазу 1 и по нижнему горизонтальному каналу 3 удаляется за пределы блока. Нижний горизонтальный канал частично или полностью затапливается конденсатом, но суммарная поверхность горизонтальных каналов, залитая конденсатом, в данном случае будет меньше, чем при равномерном распределении конденсата по всем горизонтальным каналам.

Это позволяет новысить эффективность теплообмена.

В блоках, срслеенных из отдельных частей (см. фиг. 1), глухие пазы могут быть выполйены фрезерованием до склейки. Ширина глухого паза незначительио больше диаметра соединяемых горизонтальных каналов, что дает возможность получать большую поверхность склейки, которая обеспечивает необходимую прочность блока. Наличие глухого паза исключает необходимость точного совмеше1П1Я горизонтальных каналов при склейке частей блока, что упрощает технологию склейки.

В блоках, выполненных из цельной заготовки (см. фиг. 2) глухие пазы 1 могут быть сделаны путем сверления с последующей постановкой заглушки и виде пробок или общей планки 5.

Фор м у л а и 3 о б р е т е н и я

Графитовый блок к тенлообменным апнаратам, в теле которого имеются горизонтальные и вертикальные непе)есекающиеся каналы для тенлоносителя, отличающийся тем, что, с целью увеличения степени теплообмена, в теле блока выполнены вертикальные иазы, соедиияюш,ие горизонтальные каналы.