Вихревой вертикальный кожухотрубчатый теплообменник Советский патент 1982 года по МПК F28D7/00 

(54) ВИХРЕВОЙ ВЕРТИКАЛЬНЫЙ КОЖУХОТРУБЧАТЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК

Изобретение относится к теплообменной аппаратуре, используемой в нефтехимической и химической промышленностях при охлаждении и очистке выбросных газов.

Известен вихревой вертикальный кожухотрубчатый теплообменник, содержащий корпус с верхней, промежуточной и нижней трубными решетками, в которых укреплены трубы, имеющие винтовые энергоразделители. Трубы по холодным и горячим концам снабжены каплеотбойниками, выполненными в виде концентрично расположенных ста канов, имеющих наклонные прорези с внутренней отбортовкой 1.

Существенным недостатком указанного теплообменника является то, что при колебании режима работы и изменении паров конденсирующихся примесей снижается эффективность работы аппарата по глубине охлаждения и конденсации.

Известен также вихревой кожухотрубчатый теплообменник, содержащий укрепленный в решетках трубный пучок и вихревые энергоразделители потока охлаждаемого газа, установленные на входе в трубы Г2 3.

Недостаток данного теплообменника заключается в том, что часть газа, имеющего повышенные давление, температуру и концентрацию паров по кромке диафрагмы энергоразделителя, перетекает в холодный поток.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату по основному авт.. .

10 св. № 407178 является вихревой вертикальный кожухотрубчатый теплообменник с трубами, зацепленными в трубных решетках и имеющими вихревые энергоразделители, часть из которых

15 по концам снабжена каплеотбойниками, выполненными в виде концен трично размещенных стаканов, имеющих прорези с внутренней отбортовкой, а другая часть труб заглушена с холодно20го конца и выполнена с кольцевыми прорезями, размещенными над уровнем верхней трубной решетки для отсоса жидкой фазы под действием разрежения С3.

25

Недостаток известного теплообменника заключается в том, что при отклонении от оптимального режима, определяемом по соотношению холод30ного потока к общему расходу, в

нем имеет место снижение температурного КПД.

Цель изобретения - интенсификация процесса конденсации.

Указанная цель достигается тем, что в известном вихревом вертикальном кожухотрубчатом теплообменнике с трубами,закрепленными в трубных решетках и имеющими вихревые энергоразделители, часть из которых по концам снабжена каплеотбойниками, выполненными в виде концентрично размещенных стаканов, имеющих прорези с внутренней отбортовкой, а другая часть труб заглушена с холодного конца и выполнена с кольцевыми прорезями, размещенными над уровнем верхней трубной решетки для отсоса жидкой фазы под действием разрежения, каждый вихревой энергоразделитель Снабжен центрально расположенной вставкой с патрубками, образующими обратный циркуляционный контур .

На фиг.1 изображен предлагаемый теплообменник; на фиг.2 - вихревой энергоразделитель.

Теплообменник содержит кожух 1, трубы 2, закрепленные в трубных решетках 3 и 4, промежуточную трубную решетку 5 и вихревые энергоразделители 6.

Одна часть труб 2 по концам снабжена каплеотбойниками 7, выполненными в виде концентрично расположенных стаканов 8, имеющих прорези 9 с внутренней отбортовкой, а другая часть труб 2 заглушена с холодного конца и снабжена трубами 10 для отвода конденсата с кольцевыми прорезями 11, расположенными над решеткой 5. Кожух снабжен патрубком 12 для подачи парогазовой смеси, патрубком 13 для отвода газа, патрубком 14 для отвода очищенного газа, патрубком 15 для отвода конденсата, патрубком 16 для подвода хладагента и патрубком 17 для его отвода.

Кожухотрубчатый теплообменник также содержит камеру 18 холодного потока, приемную камеру 19, камеру 20 горячего потока и трубки 21 для отвода холодного потока, а энергоразделитель б снабжен вставкой 22 с патрубками 23, образующими обратный циркуляционный контур.

Теплообменник работает следующим образом.

Парогазовая или газожидкостная смесь поступает через патрубок 12 и по каналам энергоразделителей 6 попадает в виде закрученной расширяющейся струи в трубы 2, охлаждаемые хладагентом, поступающим через патрубок 16 и отводимым через патрубок 17.

В трубах 2 реализуется эффект температурного разделения, за счет которого происходит процесс охлаждения части осевого холодного потока и конденсации с последующей сепарацией из него примесей в горячий охлажда емый поток. Горячий поток подверга-.. ется разделению в каплеотбойниках 7, при этом жидкая фаза (конденсат) отводится через патрубок 15, а очишен0 ный газ - через патрубок 14. Холодный поток через отверстие диафрагмы энергоразделителя 6 отводится по трубкам 10 в камеру 18 холодного потока, где жидкая фаза, вьвделенная из потока с

5 промежуточной трубной решетки 5 через трубки 10, отсасывается в камеру 20 горячего потока через энергоразделитель 6. Жидкая фаза с решетки 3 также удаляется через энергоразделители

0 6 за счет расположенияих на уровне решетки.

Для повышения эффективности работы теплообменника во всем диапазоне изменения относительной доли холодного потока в энергоразделителях 6 установлены вставки 22 (фиг.2), которые позволяют часть периферийного холодного потока, имеющего более высокие температуру, давление и концентрацию примесей, инжектировать

из кольцевого зазора энергоразделителя в зону пониженного давления, возникающего в вихревых трубах, через патрубки 23.

g Установка вставки в энергоразделителе позволяет обеспечить интенсификацию процесса конденсации при неоптимальных режимах и существенно повысить степень очистки холодного потока от конденсирующихся примесей.

Формула изобретения

Вихревой вертикальный кожухотрубчатый теплообменник по авт.св.№ 407178,

отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса конденсации, каждый вихревой энергоразделитель снабжен центрально расположенной вставкой с патрубками, образующими обратный циркуляционный контур.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

3.Авторское свидетельство СССР 407178, Кл. F 28 D 7/00, 1971.