Радіально-спіральний теплообмінник

 

Винахід відноситься до теплообмінних апаратів і може бути використане в різних галузях промисловості для передачі теплоти між потоками текучих середовищ.

Відомий апарат для проведення теплообмінних і дифузійних процесів [RU 2075020, МПК F28D 7/04, F28D 9/00, опубл.10.07.1997 р.], що містить вертикальний циліндричний корпус з патрубками підведення і відведення теплоносіїв, усередині якого встановлений один або кілька (один над іншим) блоків теплообмінних елементів. Кожен блок сформований з теплообмінних елементів, що представляють собою попарно зварені по контуру стінки, що мають в поперечному перерізі форму спіралі Архімеда і утворюють внутрішній радіально-спіральний щілинний канал для одного з теплоносіїв. Теплообмінні елементи відокремлені один від одного горизонтальними напрямними елементами, що утворюють зовнішні щілинні канали для другого теплоносія. Якщо теплообмінник містить більше одного блоку теплообмінних елементів, то кожен блок має патрубками для введення і відведення теплоносія, що прокачується через внутрішній радіально-спіральний канал.

До недоліків цього теплообмінника відносяться наступні:

- складність конструкції теплообмінника, утримуючи�молочного виведення і введення теплоносія,

- велика висота теплообмінника, що містить кілька блоків теплообмінних елементів, з-за його вертикальної компоновки,

- великий гідравлічний опір теплообмінника, що містить кілька блоків теплообмінних елементів, по лінії другого теплоносія через послідовного з'єднання останніх.

Найбільш близьким за технічною сутністю до заявляється винаходу є теплообмінник Астановского радіально-спірального типу (варіанти) [RU 2348882, МПК F28D 9/04, опубл. 10.03.2009 р.], що містить вертикальний циліндричний корпус з патрубками підведення і відведення теплоносіїв, всередині якого уздовж вертикальної осі встановлені один над одним два або більше блоків теплообмінних елементів, що утворюють периферійний кільцевої і центральний циліндричний розподільні колектори (для першого теплоносія), кожен блок сформований з вертикально встановлених (аксіальних при вертикальному напрямку осі), прилеглих один до одного теплообмінних елементів, що утворюють кільцевої ряд навколо вертикальної осі корпусу, кожен теплообмінний елемент виконаний з двох з'єднаних один з одним стінок з дистанционирующими виступами, що мають в поперечному перерізі форму спір�теплоносія), причому внутрішні порожнини теплообмінних елементів всіх блоків повідомляються з периферійним і центральним розподільними колекторами, а дистанционирующие виступи теплообмінних елементів утворюють зовнішні вертикальні щілинні канали для переміщення теплоносія першого в аксіальному напрямку, при цьому між суміжними блоками теплообмінних елементів по черзі в периферійному і центральному розподільних колекторах встановлені горизонтальні перегородки. Крім того, переважно, кожен наступний блок виконують з протилежним у порівнянні з попереднім блоком напрямком кривизни теплообмінних елементів.

Варіант теплообмінника передбачає додаткове наявність проміжних розподільних колекторів, в яких встановлені вертикальні циліндричні перегородки для здійснення теплообміну між більш ніж двома теплоносіями.

Недоліками даного теплообмінника є:

- складність конструкції, пов'язана з наявністю центральних розподільних колекторів, пов'язаних з внутрішніми порожнинами теплообмінних елементів, що ускладнює його виготовлення,

- вертикальна компоновка, що обмежує можливість розміще�руху теплоносіїв (перший теплоносій рухається аксіально, другий - радіально), що знижує температурний напір, що призводить до відповідного збільшення площі теплообміну, маси і габаритів теплообмінника.

Завданнями цього винаходу є: спрощення конструкції, виключення вимог по компоновці, підвищення середнього температурного напору.

Технічним результатом є:

- спрощення конструкції за рахунок застосування теплообмінних елементів, виконаних з двох стінок, які мають непарну кількість радіальних розрізів, що дозволяє виключити використання центральних розподільних колекторів, пов'язаних з внутрішніми порожнинами теплообмінних елементів,

- виключення вимог по компоновці теплообмінника за рахунок довільної орієнтації його осі,

- підвищення середнього температурного напору за рахунок забезпечення протитечійного руху теплоносіїв.

Зазначений технічний результат досягається тим, що у відомому теплообміннику, що включає циліндричний корпус з патрубками підведення і відведення теплоносіїв, всередині якого уздовж осі встановлені блоки теплообмінних елементів, що утворюють периферійний кільцевої і центральний циліндричний розподільні колектори для першого теплонов, утворюють кільцевої ряд навколо осі корпусу, кожен теплообмінний елемент виконаний з двох з'єднаних один з одним стінок з дистанционирующими виступами, що мають в поперечному перерізі форму спіралі Архімеда і утворюють у внутрішній порожнині щілинний канал для другого теплоносія, який пов'язаний з периферичним розподільним колектором другого теплоносія, а дистанционирующие виступи стінок теплообмінних елементів утворюють зовнішні щілинні канали для переміщення теплоносія першого, особливістю є те, що теплообмінник оснащений щонайменше одним блоком теплообмінних елементів з двома периферійними розподільними колекторами другого теплоносія, теплообмінні елементи виконані з непарною кількістю радіальних розрізів, щонайменше одним, у яких по черзі в периферійному і центральному розподільних колекторах встановлені кільцеві поперечні перегородки, стінки теплообмінних елементів з одного боку оснащені радіально спрямованими дистанционирующими виступами, які поперемінно утворюють у зовнішній порожнини щілинні канали для першого, а у внутрішній порожнини - для другого теплоносія, сполучені з периферичеселенную радіальним розрізом, виконувати з протилежним напрямком кривизни порівняно з прилеглою частиною, що забезпечує зниження гідравлічного опору за рахунок збереження напрямки закрутки потоку теплоносія.

При необхідності периферичні розподільні колектори другого теплоносія різних блоків виконують сполученими один з одним послідовно або паралельно.

Оснащення теплообмінника блоками теплообмінних елементів з двома периферійними розподільними колекторами другого теплоносія кожен, у яких теплообмінні елементи виконані з непарною кількістю радіальних розрізів, дозволяє виключити використання центральних розподільних колекторів другого теплоносія, за рахунок чого спростити конструкцію теплообмінника.

Виконання кожної стінки теплообмінного елемента з радіально або аксіально спрямованими дистанционирующими виступами з однією з сторін, які поперемінно утворюють у зовнішній порожнини щілинні канали для першого, а у внутрішній порожнини - для другого теплоносія, дозволяє здійснити противоточного рух теплоносія, за рахунок чого на 20-50% підвищити середній температурний напір.

Запропонована кон� 1 з патрубками підведення і відведення 2 і 3 для першого теплоносія і 4 і 5 для другого теплоносія (умовно показана вертикальна компоновка). Уздовж осі теплообмінника встановлені блоки 6 теплообмінних елементів 7 з двома периферійними розподільними колекторами другого теплоносія 8 і 9 (умовно показаний один блок), що утворюють периферичний 10 і аксіальний 11 колектори теплоносія першого. Кожен з теплообмінних елементів 7 виконаний порожнистим з непарною кількістю радіальних розрізів, в яких розміщені поперечні перегородки (умовно показаний один розріз 12 і одна кільцева поперечна перегородка 13), при цьому стінки теплообмінних елементів мають дистанционирующие виступи 14 з однією з сторін, які поперемінно утворюють у зовнішній порожнини 15 щілинні канали для першого, а у внутрішній порожнині 16 - для другого теплоносія (умовно показано радіально спрямовані дистанцирующие виступи).

Пропонований теплообмінник працює наступним чином. Перший теплоносій I через патрубок 2 надходить у кільцевий периферичний колектор першого теплоносія 10, далі радіально рухається вздовж теплообмінних елементів 7 по напрямку від стінки до центру, надходить в аксіальний колектор першого теплоносія 11, огинає радіальну кільцеву перегородку 13, потім радіально рухається вздовж теплообмінних елементів 7 поодится II з патрубка 3. Другий теплоносій III через патрубок 4 надходить у перший периферичний розподільний колектор другого теплоносія 8, рухається у внутрішній порожнині теплообмінних елементів 7 протитечією до першого теплоносія, що надходить у другій периферичний розподільний колектор другого теплоносія 9 і виводиться IV з патрубка 5.

Таким чином, пропоноване винахід дозволяє спростити конструкцію теплообмінника, виключити вимоги щодо орієнтації його осі, підвищити середній температурний напір і може знайти застосування в різних галузях промисловості.

1. Радіально-спіральний теплообмінник, що містить циліндричний корпус з патрубками підведення і відведення теплоносіїв, всередині якого уздовж осі встановлені блоки теплообмінних елементів, що утворюють периферійний кільцевої і центральний циліндричний розподільні колектори для першого теплоносія, кожен блок сформований з аксіально встановлених, прилеглих один до одного теплообмінних елементів, що утворюють кільцевої ряд навколо осі корпусу, кожен теплообмінний елемент виконаний з двох з'єднаних один з одним стінок з дистанционирующими виступами, що мають в поперечному перерізі форму сппериферическим розподільним колектором другого теплоносія, а дистанционирующие виступи стінок теплообмінних елементів утворюють зовнішні щілинні канали для переміщення теплоносія першого, який відрізняється тим, що теплообмінник оснащений щонайменше одним блоком теплообмінних елементів з двома периферійними розподільними колекторами другого теплоносія, теплообмінні елементи виконані з непарною кількістю радіальних розрізів, щонайменше одним, у яких по черзі в периферійному і центральному розподільних колекторах встановлені кільцеві поперечні перегородки, стінки теплообмінних елементів з одного боку оснащені радіально спрямованими дистанционирующими виступами, які поперемінно утворюють у зовнішній порожнини щілинні канали для першого, а у внутрішній порожнини - для другого теплоносія, сполучені з периферичними розподільними колекторами.

2. Теплообмінник з п. 1, який відрізняється тим, що прилеглі частини теплообмінного елемента, відокремлені радіальним розрізом, виконані з протилежним напрямком кривизни.

3. Теплообмінник за пп. 1-2, відрізняється тим, що периферичні розподільні колектори другого теплоносія різних блоків виконані сполученими один з �

 

Схожі патенти:

Повітряний охолоджувач киснево-водневої суміші

Винахід відноситься до теплообмінників, зокрема до повітряним охладителям киснево-водневої суміші для газополум'яної обробки металів, отриманого електролізом води в електролізних-водному генераторі

Теплопередающая поверхню

Винахід відноситься до області теплотехніки, а саме до теплопередающим поверхням, і може бути використане при виготовленні теплообмінних поверхонь

Спіральний теплообмінник і спосіб його виготовлення

Винахід відноситься до теплотехніки, а саме до спіральним теплообмінників і способу їх виготовлення, і може бути використано в хімічній, харчовій, нафтопереробній та деяких інших галузях промисловості

Теплообмінник астановского радіально-спірального типу (варіанти)

Винахід відноситься до апаратів для проведення теплообмінних процесів і може бути використане в промисловості, на транспорті, у побуті для передачі тепла від одного теплоносія до іншого

Рекуператор винз

Винахід відноситься до енергетичного, транспортного та хімічного машинобудування, харчової промисловості і може бути використане в теплообмінних апаратах

Теплопередающая поверхню

Винахід відноситься до спіральним теплопередающим поверхонь і призначений для використання в спіральних теплообмінниках
Винахід відноситься до нафтогазопереробної промисловості. Винахід стосується способу ректифікації вуглеводневих сумішей, що включає введення метансодержащего газу в вуглеводневу суміш, нагрівання та подання отриманої суміші в живильне секцію ректифікаційної колони. Змішування метансодержащего газу з вуглеводневої сумішшю здійснюють методом ежекції, при цьому з куба колони ректифікації виділяють залишок, частина якого, використовуваного в якості гарячої струменя, змішують з метансодержащим газом методом ежекції і суміш, що виходить з ежектора, нагрівають і подають в куб ректифікаційної колони. Технічний результат - поліпшення процесу ректифікації вуглеводневої суміші за рахунок зниження вмісту низькокиплячих компонентів у дизельної фракції. 1 табл., 1 пр.

Система і способи виділення спирту і згущення побічних продуктів перегонки

Винахід відноситься до систем та способу виділення спирту, зокрема бутанолу, з збродженого сировини і згущення фільтрату барди в упаренную барду. Спосіб включає поділ щонайменше частини збродженого сировини в бражної колони, тиск в якій підтримується нижче атмосферного, з метою отримання пари з високим вмістом спирту і бражного кубового залишку з низьким вмістом спирту, що містить фільтрат барди; випарювання води з фільтрату барди для отримання першої проміжної барди і пара першого ступеня з використанням щонайменше двох послідовно з'єднаних випарників першої ступені; випарювання води з першої проміжної барди, що здійснюється з використанням тепла пара першого ступеня, для отримання другої проміжної барди і пари другого ступеня з використанням щонайменше двох послідовно з'єднаних випарників другого ступеня; випарювання води з другої проміжної барди, що здійснюється з використанням тепла пари другого ступеня, для отримання упаренной барди з використанням щонайменше одного випарника третьої ступені; використання щонайменше частини пара останньої сходинки, що виробляється випарником послід�вання пара установки для забезпечення достатньої кількості тепла на випаровування води з фільтрату барди у випарниках першого ступеня. Технічний результат: підвищення енергоекономічності. 3 н. і 35 з.п. ф-ли, 16 табл., 6 пр.

Спосіб і установка гідрокрекінгу з отриманням моторних палив

Винахід відноситься до галузі отримання моторних палив і може бути використане в нафтопереробній та нафтохімічній промисловості. Винахід стосується способу гідрокрекінгу з отриманням моторних палив, в якому здійснюється розділення продуктів реакції гідрокрекінгу в три стадії, на першій стадії отримують газ низького тиску, зріджені вуглеводневі гази, легку бензинову фракцію і обтяжений продукт гідрокрекінгу, причому легку бензинову фракцію отримують у першій атмосферній колоні в якості бокового погона, на другій стадії - важкий бензин, гас, дизельне паливо, принаймні, не менше двох видів, включаючи зимовий, літній і арктичне та непревращенний залишок, в якому вміст світлих фракцій, що википають до 360°C, не перевищує 3 мас.%, на третій стадії - легкий стабільний бензин, очищений газ стабілізації, використовуваний в якості паливного газу, і кислий газ, використовуваний в якості сировини процесу Клауса для отримання елементної сірки. Винахід також стосується установки гідрокрекінгу з отриманням моторних палив. Технічний результат - розширення асортименту продукції. 2 н. і 20 з.п. ф-ли, 1 іл., 1 табл., 1 пр.

Спосіб і установка стабілізації нестабільного газоконденсату в суміші з нафтою

Винахід відноситься до області попередньої переробки нестабільного газоконденсату в суміші з нафтою. Винахід стосується способу стабілізації нестабільного газокоденсата в суміші з нафтою, реалізується у двох послідовно працюючих колонах, забезпечених контактними і зливними пристроями, з верху першої колони виділяють сірководень, метилмеркаптан і легкі вуглеводні, з низу відводиться глубокодеметилмеркаптанизированний стабилизат, що направляється у другу ректифікаційної колони, з якої далі виділяються вуглеводневі фракції, що містять потрібні надалі в якості одорантів меркаптани, нк-65°C, або пк-75°C, або нк-130°C, в яких концентруються відповідно етилмеркаптан, изомерний і нормальний пропилмеркаптани та ізомерні і нормальний бутилмеркаптани або суміші відповідних меркаптанів, а з низу колони відводиться важкий залишок. Винахід також стосується установки стабілізації нестабільного газоконденсату в суміші з нафтою. Технічний результат - очищення нафти і газоконденсату від сірководню і метилмеркаптана, вироблення асортименту вуглеводневих фракцій. 2 н. і 12 з.п. ф-ли, 3 іл., 3 табл., 4 пр.

Спосіб і установка первинної перегонки нафти

Винахід відноситься до галузі переробки нафти і може бути використане для перегонки нафти. Винахід стосується способу первинної перегонки нафти, де при перегонці нафти в атмосферних і вакуумної ректифікаційних колонах з отриманням бензинової і дизельної фракцій, атмосферного і вакуумного газойлю і гудрону, перша і друга атмосферні ректифікаційні колони забезпечені полуглухими тарілками, які повідомляються трубопроводами, відповідно, з другої атмосферної колони колоною і вакуумної колоною, забезпечуючи створення в них додаткового рідкого зрошення. Технічний результат - зниження енергетичних витрат на ведення процесу і раціональне використання важкої нафтової фракції, що відводиться з напівглухий тарілки другий атмосферної колони. 2 н. і 1 з.п. ф-ли, 1 іл., 3 табл.

Пристрій для ректифікаційної перегонки рідкої фракційної суміші в струмі носія

Винахід відноситься до технології очищення сумішевого сировини при проведенні тепломасообмінних процесів з метою поділу його на компоненти і може бути використане в хімічній, нафтопереробній промисловості. Пристрій містить перегінний куб з підігрівачем, колону, розділену по висоті горизонтальними перегородками. Лінії роздільної подачі вихідної сировини та носія обладнані нагрівачами. Пристрій містить лінію рецикла носія, блок конденсації продуктових фракцій у вигляді дефлегматора насадочного типу та патрубки відбору продуктових фракцій. В перегінному кубі встановлений барботер. Перегородки колони частково перфоровані, і між зонами перфорірованія беззазорно встановлені пористі насадкові блоки. Патрубки відбору продуктових фракцій встановлені на колоні над площинами відповідних горизонтальних перегородок. Патрубок входу лінії подачі вихідної сировини встановлений нижче патрубків відбору продуктових фракцій. Пристрій може містити лінію рецикла сировини з перегінного куба, замикається на лінію подачі вихідної сировини. Барботер виконаний у вигляді газорідинного ліфта з внутрішньою циркуляцією. В перегінному кубі встановлений пористий газопьтат: збільшення продуктивності, скорочення габаритно-масових характеристик. 3 з.п. ф-ли, 2 іл., 1 пр.

Спосіб і установка для отримання ректифікованого спирту з фракцій спиртового виробництва

Винахід відноситься до виробництва ректифікованого етилового спирту із фракцій брагоректификации. Спосіб включає очищення спирту від головних і проміжних домішок в епюраційні колоні з гидроселекцией, відбір головних домішок з конденсатора епюраційні колони, зміцнення эпюрата в спиртовій колоні, очищення спирту в метанольної колоні. Эпюрацию здійснюють епюраційні колоні при інтенсивній подачі гарячої води для гидроселекции на верхню тарілку і в середню частину епюраційні колони. Головні та проміжні домішки відбирають з конденсатора епюраційні колони. Проміжні домішки відбирають із середньої частини спиртової колони і подають в середню частину колони концентрування головних і проміжних домішок. Головний фракцію з конденсатора епюраційні колони подають в середню частину колони концентрування головних і проміжних домішок. Концентрат головних і проміжних домішок відбирають з дефлегматора і конденсатора останньої. Лютерную воду з спиртової колони подають на верхню тарілку і в середню частину колони концентрування головних і проміжних домішок. Кубовую рідина останньої подають на верхню тарілку і в середню чакта. 2 н. п. ф-ли, 1 іл.

Спосіб переробки газового конденсату

Винахід відноситься до нафтогазопереробної промисловості і може бути використане при переробці газового конденсату. Спосіб включає введення нагрітого сировини в ректифікаційної колони з використанням зрошень і виділенням з її верху бензинової фракції, а з її низу газойлевой фракції, введення в низ ректифікаційної колони нагрітого потоку, стабілізацію бензинової фракції з отриманням газу та стабільного бензину. Стабілізацію бензинової фракції здійснюють висновком з ректифікаційної колони бічного погона в отпарной секцію, низ якої підводять тепло, з поверненням парів з отпарной секції в ректифікаційної колони і висновком стабільного бензину. Бензинову фракцію з верху ректифікаційної колони нагрівають стабільним бензином і подають у верхню частину отпарной секції. Жирний газ з верху газосепаратора подають в низ абсорбера, на верх якого подають охолоджену газойлеві фракції з низу ректифікаційної колони. З верху абсорбера виводять газ, а рідина з низу абсорбера повертають вище введення нагрітого сировини в ректифікаційної колони. Технічний результат: зниження енергетичних витрат і підвищення якості продуктів поділу. 1 іл., 2 табл.

Ректифікаційна установка

Винахід відноситься до ректификационним установок, призначених для масообмінних процесів в системі "пар - рідина", і може знайти застосування в хімічній, нафтохімічній, коксохімічній, металургійній, машинобудівній та інших галузях промисловості, а також у промисловій екології для очищення оцтової кислоти від домішок. Ректифікаційна установка містить дві розміщені роздільно ректифікаційні колони, кожна з яких виконана у вигляді циліндричної обичайки з контактними пристроями. Верхня частина першої обичайки сполучена з нижньою частиною другою обичайки, а нижня частина другої обичайки з допомогою насоса з верхньою частиною першою обичайки. Установка містить кип'ятильник, вхід і вихід якого з'єднані з нижньою частиною першою обичайки, і дефлегматор, вхід якого з'єднаний з верхньою частиною другою обичайки, а вихід з'єднаний з ємністю дистиляту, а також через точку виведення флегми з дефлегматора з допомогою гідрозатвору і вентиля з верхньою частиною першою обичайки і через вентиль з верхньою частиною другою обичайки, середня частина якої з'єднана з допомогою насоса з ємністю вихідної суміші. В установку включена ємність кубового залишку, вхід якої соеднени у вигляді трубопроводів. Технічний результат: зниження матеріальних витрат та часу на пуск ректифікаційної колони. 2 з.п. ф-ли, 1 іл.

Збереження енергії при дистиляції важких вуглеводнів

Винахід відноситься до способу дистиляції, що включає наступні стадії: (a) піддають дистиляції перший потік більш висококипящего сировини в першій дистилляционной колоні при першому тиску для відділення першого потоку С8-ароматичних сполук від першого потоку С9 - і більш важких ароматичних сполук; (b) піддають дистиляції другий потік більш низкокипящего сировини у другій дистилляционной колоні при другому тиску для відділення другого потоку C8-ароматичних сполук від другого потоку C9 - і більш важких ароматичних сполук; і (c) пропускають верхній потік з другої дистилляционной колони в один або більше кип'ятильників першої дистилляционной колони і генератор пари. При цьому перший потік більш висококипящего сировини характеризується більш високим вмістом С9 - і більш важких ароматичних сполук, ніж другий потік більш низкокипящего сировини, а друге тиск вище першого тиску. Винахід відноситься до пристрою для здійснення способу. Дані паралельні колони привносять додаткові можливості для збереження енергії в межах комплексу. 2 н. і 20 з.п. ф-ли, 6 іл., 1 пр.
Up!