BE1022111B1

BE1022111B1 - Warmteoverdrachtsbuis en kraakfornuis dat de warmteoverdrachtsbuis gebruikt

Info

Publication number: BE1022111B1
Application number: BE2013/0735A
Authority: BE
Inventors: Guoqing Wang; Lijun Zhang; Xianfeng Zhou; Junjie Liu; Zhiguo Du; Yonggang Zhang; Zhaobin Zhang; Cong Zhou
Original assignee: China Petroleum & Chemical Corporation; Beijing Research Institute Of Chemical Industry,China Petroleum & Chemical Corp
Priority date: 2012-10-30
Filing date: 2013-10-30
Publication date: 2016-02-16
Also published as: RU2654766C2; DE102013222059A1; NL2011704A; JP2014112024A; FR2997488A1; CA2831755A1; GB2510025A; US20140127091A1; US9359560B2; BR102013027961A2; SG2013080528A; KR102143480B1; GB201319549D0; JP6317091B2; NL2011704B1; KR20140056079A; GB2510025B; CN103791753B; CA2831755C; RU2013148373A

Abstract

De onderhavige openbaarmaking heeft betrekking een warmteoverdrachtsbuis en een kraakfornuis dat gebruik maakt van de warmteoverdrachtsbuis. De warmteoverdrachtsbuis omvat een gedraaid schot dat is aangebracht op een binnenwand van de buis, waarbij het gedraaide schot zich spiraalvormig in een axiale richting van de warmteoverdrachtsbuis uit strekt. Het gedraaide schot definieert een gesloten cirkel gezien van een uiteinde van de warmteoverdrachtsbuis. Langs het traject van de cirkel is een huis aangebracht dat vast is verbonden met een radiaal binnenuiteinde van het gedraaide schot. Het gedraaide schot is voorzien van meerdere gaten. De warmteoverdrachtsbuis volgens de onderhavige open baarmaking heeft een goed warmteoverdrachtseffect en een kleine drukval.

Description

Titel:Warmteoverdrachtsbuis en kraakfornuis dat de warmteoverdrachtsbuis gebruikt Technisch Gebied

De onderhavige openbaarmaking heeft betrekking op een warmteoverdrachtsbuis die in het bijzonder geschikt is voor een verwarmingsfornuis. De onderhavige openbaarmaking heeft verder betrekking op een kraakfornuis dat gebruik maakt van de warmteoverdrachtsbuis.

Technische Achtergrond

Kraakfornuizen, de primaire apparatuur in de petrochemische industrie, worden hoofdzakelijk gebruikt voor het verwarmen van hydrocarbonmateriaal öm zo een kraakreactie te bereiken wat een grote hoeveelheid warmte vereist. Fourier’s theorie stelt

waarbij q de overgedragen warmte is, A het warmteoverdrachtsoppervlak vertegenwoordigt, k voor de warmteoverdrachtscoëfficiënt staat, en dt/dy de temperatuurgradiënt is. Een kraakfornuis dat gebruikt wordt in de petrochemische industrie als een voorbeeld nemend, wanneer het warmteoverdrachtsoppervlak A (dat wordt bepaald door de capaciteit van het kraakfornuis) en de temperatuurgradiënt dt/dy zijn bepaald, is de enige wijze om de overgedragen warmte per eenheid oppervlak q/A te verbeteren de waarde van de warmteoverdrachtscoëfficiënt k te verbeteren welke afhankelijk is van invloeden van thermische weerstand van het hoofdfluïdum, thermische weerstand van de grenslaag, etc.

In overeenstemming met Prandtl’s grenslaagtheorie zal, wanneer een effectief fluïdum langs een vaste wand stroomt, een extreem dunne laag fluïdum dicht bij het wandoppervlak verbonden zijn met de wand zonder slip. Dat wil zeggen de snelheid van het fluïdum dat is verbonden met het wandoppervlak, wat een grenslaag vormt, is nul. Alhoewel deze grenslaag zeer dun is, is de warmteweerstand ervan ongebruikelijk groot. Wanneer warmte door de grenslaag gaat, kan deze snel worden overgebracht naar het hoofdfluïdum. Daarom zal de overgedragen warmte effectief worden vergroot, wanneer de grenslaag enigszins kan worden verdund.

In de stand van de techniek wordt de fornuispijp van een in het algemeen gebruikt kraakfornuis in de petrochemische industrie gebruikelijk als volgt geconstrueerd. Enerzijds i^01 een rib voorzien op het binnenoppervlak van een of meer of alle gedeelten van het inlaatuiteinde naar het uitlaatuiteinde in de axiale richting van de fornuispijp in het kraakfornuis, en strekt deze zich spiraalvormig op het binnenoppervlak van de fornuispijp uit in een axiale richting daarvan. Hoewel de rib het doel van het agiteren van het fluïdum kan bereiken om zo de dikte van de grenslaag te minimaliseren, zal cokes die is gevormd op het binnenoppervlak daarvan, continu de rol van de rib, als tijd voorbijgaat, verminderen, zodat de functie van het verkleinen van de grenslaag ervan kleiner zal worden. Anderzijds zijn meerdere vinnen die op afstand van elkaar zijn geplaatst, aangebracht op het binnenoppervlak van de fornuispijp. Deze vinnen kunnen eveneens de dikte van de grenslaag verminderen. Echter wanneer de cokes op het binnenoppervlak van de fornuispijp toeneemt, zullen deze vinnen overeenkomstig minder effectief worden.

Daarom is het belangrijk in dit technisch gebied om de warmteoverdrachtselementen te verbeteren om zo het warmteoverdrachtseffect van de fornuispijp verder te verbeteren.

Samenvatting van de Uitvinding

Om het hierboven weergegeven technische probleem in de stand van de techniek op te lossen, verschaft de onderhavige openbaarmaking een warmteoverdrachtsbuis die goede overdrachtseffecten heeft. De onderhavige openbaarmaking heeft verder betrekking op een kraakfornuis dat gebruik maakt van de warmteoverdrachtsbuis.

Volgens een eerste aspect van de onderhavige openbaarmaking, openbaart deze een warmteoverdrachtsbuis omvattende een gedraaid schot (“twisted baffle”) dat is aangebracht op een binnenwand van de buis, waarbij het gedraaide schot zich spiraalvormig in een axiale richting van de warmteoverdrachtsbuis uitstrekt.

In de warmteoverdrachtsbuis volgens de onderhavige openbaarmaking, stroomt fluïdum onder de actie van het gedraaide schot, langs het gedraaide schot en verandert in een roterende stroom. Een tangentiële snelheid van het fluïdum vernietigt de grenslaag om zo het doel van het verbeteren van de warmteoverdracht te bereiken.

In een uitvoeringsvorm is het gedraaide schot voorzien van meerdere gaten. Zowel axiaal als radiaal stromende fluïda kunnen door de gaten stromen, dat wil zeggen deze gaten kunnen de stroomrichtingen van de fluïda veranderen om de turbulentie in de warmteoverdrachtsbuis te vergroten, en daarmee de grenslaag te vernietigen en het doel van het verbeteren van de warmteoverdracht te bereiken. Daarbij kunnen fluïda uit verschillende richtingen alle eenvoudigerwijs door deze gaten gaan en stroomafwaarts stromen, waarbij daarbij de stroomweerstand van de fluïda wordt verminderd en het drukverlies wordt verminderd. Cokesstukken die worden gedragen in de fluïda kunnen eveneens door deze gaten gaan om stroomafwaarts te bewegen wat de afvoer van de cokesstukkei?01 vergemakkelijkt.

In een voorkeursuitvoeringsvorm, ligt de verhouding tussen het opgetelde oppervlak van de meerdere gaten en het oppervlak van het gedraaide schot in een gebied van 0,05:1 t/m 0,95:1. Wanneer de verhouding een kleine waarde in het bovengenoemde gebied heeft, dan is de warmteoverdrachtsbuis van hoge capaciteit, maar de drukval van het fluïdum is groot. Wanneer de waarde van de verhouding groter wordt, zal de warmteoverdrachtsbuis van een lagere capaciteit zijn, maar de drukval van het fluïdum wordt overeenkomstig kleiner. Wanneer de verhouding in het gebied ligt van 0,6:1 t/m 0,8:1, vallen de capaciteit van de warmteoverdrachtsbuis en de drukval van het fluïdum beide binnen een geschikt bereik. De verhouding tussen een axiale afstand tussen de middellijnen van twee naast elkaar gelegen gaten en een axiale lengte van het gedraaide schot ligt in een gebied van 0,2:1 t/m 0,8:1.

In een uitvoeringsvorm heeft het gedraaide schot een draaihoek tussen 90° en 1080°. Wanneer de draaihoek relatief klein is, zijn de drukval van het fluïdum en de tangentiële snelheid van het roterende fluïdum beide klein. Daarom heeft de warmteoverdrachtsbuis weinig effect. Wanneer de draaihoek groter wordt, zal de tangentiële snelheid van de roterende stroom toenemen zodat het effect van de warmteoverdrachtsbuis wordt verbeterd, maar de drukval van het fluïdum zal worden vergroot. Wanneer de draaihoek in een gebied ligt van 120°-360°, vallen de capaciteit van de warmteoverdrachtsbuis en de drukval van het fluïdum beide binnen een geschikt gebied. Een enkel gedeelte van de warmteoverdrachtsbuis kan worden voorzien van meerdere gedraaide schotten evenwijdig aan elkaar, die een gesloten cirkel definiëren gezien vanaf een uiteinde van de warmteoverdrachtsbuis. In een voorkeursuitvoeringsvorm, valt de diameterverhouding tussen de cirkel en de warmteoverdrachtsbuis in een gebied van 0,05:1 t/m 0,95:1. Wanneer deze verhouding relatief klein is, is de warmteoverdrachtsbuis van hoge capaciteit maar de drukval van het fluïdum is groot. Wanneer de waarde van verhouding geleidelijk aan toeneemt, zal de capaciteit van de warmteoverdrachtsbuis worden verminderd, maar de drukval van het fluïdum zal overeenkomstig kleiner worden. Wanneer deze verhouding ligt in een gebied van 0,6:1 t/m 0,8:1, zullen zowel de capaciteit van de warmteoverdrachtsbuis als de drukval van het fluïdum beide binnen respectieve geschikte bereiken vallen. Deze opstelling maakt dat slechts het deel dicht bij de warmteoverdrachtsbuiswand is voorzien van een gedraaid schot, terwijl het centrale deel van de warmteoverdrachtsbuis in wezen een kanaal vormt. Op deze wijze kan, wanneer het fluïdum door de warmteoverdrachtsbuis stroomt, een deel van het fluïdum direct uit de buis stromen door het kanaal, zodat niet alleen een beter warmteoverdrachtseffect kan worden bereikt, maar dat het drukverlies eveneens klein is. Bovendien maakt het kanaal ook mogelijk de cokesstukken snel daaruit af te voeren.

In een voorkeursuitvoeringsvorm ligt de verhouding tussen de axiale lengte van het gedraaide schot en een binnendiameter van de warmteoverdrachtsbuis in een gebied van 1:f0 t/m 10:1. Wanneer deze verhouding relatief klein is, is de tangentiële snelheid van de roterende stroom relatief groot zodat de warmteoverdrachtsbuis van hoge capaciteit is, maar de drukval van het fluïdum relatief groot is. Wanneer de waarde van de verhouding geleidelijk aan toeneemt, zal de tangentiële snelheid van de roterende stroom kleiner worden, en zal dus de capaciteit van de warmteoverdrachtsbuis worden verminderd, maar de drukval van het fluïdum zal verminderen. Wanneer deze verhouding in een gebied ligt van 2:1 t/m 4:1, zullen zowel de capaciteit van de warmteoverdrachtsbuis als de drukval van het fluïdum binnen respectieve geschikte bereiken vallen. Het gedraaide schot van een dergelijke grootte maakt verder mogelijk dat het fluïdum in de warmteoverdrachtsbuis een tangentiële snelheid heeft die voldoende is om de grenslaag te vernietigen zodat een beter warmteoverdrachtseffect kan worden bereikt en er zal een kleinere neiging zijn voor cokes om te worden gevormd op de warmteoverdrachtswand.

In een uitvoeringsvorm is langs het traject van de cirkel een huis aangebracht en vast verbonden mat een radiaal binnenuiteinde van het gedraaide schot. Met het aanbrengen van het huis, zal de roterende stroom van het fluïdum niet worden beïnvloed door de stroom in het huis, wat de tangentiële snelheid van het fluïdum verder verbetert, de warmteoverdracht vergroot en cokes op de warmteoverdrachtswand vermindert. Bovendien verbetert het huis eveneens de sterkte van het gedraaide schot. Bijvoorbeeld kan het huis effectief het gedraaide schot ondersteunen waarmee de stabiliteit en impactweerstand ervan wordt verbeterd.

Volgens een tweede aspect van de onderhavige openbaarmaking openbaart deze een kraakfornuis, waarvan een stralingspijp (“radiant coil") ten minste een, bij voorkeur 2 t/m 10 warmteoverdrachtsbuizen omvat volgens het eerste aspect van de onderhavige openbaarmaking.

In een uitvoeringsvorm zijn de meerdere warmteoverdrachtsbuizen aangebracht in de stralingspijp in een axiale richting daarvan op een wijze waarbij ze op afstand van elkaar zijn geplaatst. De verhouding tussen de tussenruimteafstand en de diameter van de warmteoverdrachtsbuis ligt in een gebied van 15:1 t/m 75:1, bij voorkeur van 25:1 t/m 50:1. De meerdere warmteoverdrachtsbuizen die op afstand van elkaar geplaatst zijn, kunnen continu het fluïdum in de stralingspijp veranderen van zuigerstroom (“piston flow") in roterende stroom (“rotating flow”), waarmee de warmteoverdrachtsefficiëntie wordt verbeterd.

In de context van de onderhavige openbaarmaking, betekent de term "zuigerstroom" ideaal dat fluïda met elkaar mengen in de stroomrichting maar in geen geval in de radiale richting. Praktisch kan echter alleen bij benadering zuigerstroom worden bereikt in plaats van een absolute zuigerstroom.

Vergeleken met de stand van de techniek blinkt de onderhavige openbaarmaking uit in de volgende aspecten. Om te beginnen brengt de plaatsing van het gedraaide schot in d£01 warmteoverdrachtsbuis het fluïdum dat stroomt langs het gedraaide schot in een roterend fluïdum, waarmee de tangentiële snelheid van het fluïdum wordt verbeterd, wat de grenslaag vernietigt en het doel van het verbeteren van de warmteoverdracht bereikt. Vervolgens kunnen de meerdere gaten die zijn voorzien in het gedraaide schot de stroomrichting van het fluïdum veranderen om zo de turbulentie in de warmteoverdrachtsbuis te versterken en het doel van het verbeteren van warmteoverdracht te bereiken. Daarnaast verminderen deze gaten verder de stroomweerstand van het fluïdum, zodat het drukverlies verder is verminderd. Bovendien kunnen cokesstukken die worden gedragen in het fluïdum eveneens stroomafwaarts door deze gaten bewegen wat de afvoer van de cokesstukken verbetert. Wanneer een enkel gedeelte van de warmteoverdrachtsbuis is voorzien van meerdere gedraaide schotten evenwijdig aan elkaar, die een gesloten cirkel definiëren gezien van een uiteinde van de warmteoverdrachtsbuis, vormt een centraal gedeelte van de warmteoverdrachtsbuis in wezen een kanaal, dat het drukverlies kan verlagen en van voordeel is voor snelle afvoer van de cokesstukken. Bovendien is langs het traject van de cirkel een huis aangebracht. Daarmee vormen het huis, het gedraaide schot en de binnenwand van de warmteoverdrachtsbuis samen een spiraalruimte, waarin het fluïdum wordt gebracht in een volledige roterende stroom die verder de tangentiële snelheid van het fluïdum verbetert, en dus verder de warmteoverdracht verbetert en het vormen van cokes op de wand van de warmteoverdrachtsbuis vermindert. Bovendien kan het huis het gedraaide schot ondersteunen, waarmee de stabiliteit en impactweerstand van het gedraaide schot wordt verbeterd.

Korte Beschrijving van de Tekeningen

In het volgende zal de onderhavige openbaarmaking worden in detail beschreven ten aanzien van specifieke uitvoeringsvormen en met verwijzing naar de tekeningen, waarin:

Fig. 1 schematisch een perspectivisch aanzicht van een eerste uitvoeringsvorm van de warmteoverdrachtsbuis volgens de onderhavige openbaarmaking toont;

Fig. 2 en 3 schematisch perspectivische aanzichten van een tweede uitvoeringsvorm van de warmteoverdrachtsbuis volgens de onderhavige openbaarmaking tonen;

Fig. 4 schematisch een dwarsdoorsnedeaanzicht van de tweede uitvoeringsvorm van de warmteoverdrachtsbuis volgens de onderhavige openbaarmaking toont;

Fig. 5 schematisch een dwarsdoorsnedeaanzicht van een derde uitvoeringsvorm van de warmteoverdrachtsbuis volgens de onderhavige openbaarmaking toont;

Fig. 6 schematisch een perspectivisch aanzicht van een vierde uitvoeringsvorm van de warmteoverdrachtsbuis volgens de onderhavige openbaarmaking toont;

Fig. 7 schematisch een perspectivisch aanzicht van een warmteoverdrachtsbuis volgens de stand van de techniek toont; en

Fig. 8 schematisch een stralingspijp van een kraakfornuis toont dat gebruik maakt van de warmteoverdrachtsbuizen volgens de onderhavige openbaarmaking.

In de tekeningen wordt dezelfde component aangeduid met hetzelfde verwijzingscijfer. De tekeningen zijn niet getekend in overeenstemming met een werkelijke schaal.

Gedetailleerde Beschrijving van Uitvoeringsvormen

De onderhavige openbaarmaking zal hiernavolgend ten aanzien van de tekeningen verder worden toegelicht.

Fig. 1 toont schematisch een perspectivisch aanzicht van een eerste uitvoeringsvorm van een warmteoverdrachtsbuis volgens de onderhavige openbaarmaking. De warmteoverdrachtsbuis 10 is voorzien van twee gedraaide schotten 11 en 11' om te veroorzaken dat een fluïdum roterend gaat stromen. De gedraaide schotten 11 en 11' zijn evenwijdig aan elkaar en strekken zich spiraalvormig uit in axiale richting van de warmteoverdrachtsbuis 10, waarbij de constructie ervan overeenkomstig is aan de dubbelhelixstructuur van DNA-moleculen. De gedraaide schotten 11 en 11' hebben een draaihoek tussen 90 en 1080° zodat zij een doorgaande verticale doorgang 12 definiëren (dat wil zeggen een cirkel 12 zoals getoond in fig. 4) in de axiale richting van de warmteoverdrachtsbuis 10. Echter kunnen de gedraaide schotten eveneens een plaatlichaam zijn in plaats van het definiëren van de verticale doorgang 12, wat in het volgende zal worden beschreven.

De gedraaide schotten die niet de verticale doorgang definiëren kunnen worden begrepen als een trajectoppervlak dat wordt bereikt door het roteren van een diameterlijn van de warmteoverdrachtsbuis 10 rondom een middelpunt daarvan en tegelijkertijd deze opwaarts en neerwaarts te transleren in de axiale richting van de warmteoverdrachtsbuis 10. In contrast kunnen de gedraaide schotten die de verticale doorgang definiëren worden gevormd door het verwijderen uit een cilinder coaxiaal met de warmteoverdrachtsbuis 10 een centraal deel van de gedraaide schotten die niet de verticale doorgang definiëren, waardoor twee identieke evenwijdige gedraaide schotten, zoals getoond in fig. 1 kunnen worden gevormd. Op deze wijze omvatten de twee gedraaide schotten 11 en 11' beide een bovenrand en een onderrand evenwijdig aan elkaar alsook een paar gedraaide zijranden die altijd contact hebben met een binnenwand van de warmteoverdrachtsbuis 10.

Een uitvoeringsvorm van het gedraaide schot zoals aangeduid in fig. 1 zal worder?0 beschreven met het gedraaide schot 11 als een voorbeeld in het hierna volgende. De verhouding tussen de axiale lengte van het gedraaide schot 11 en een binnendiameter van de warmteoverdrachtsbuis 10 ligt in een gebied van 1:1 t/m 10:1. De axiale lengte van het gedraaide schot 11 kan worden aangeduid als een "steek", en de verhouding tussen de "steek" en de binnendiameter van de warmteoverdrachtsbuis 10 kan worden aangeduid als een "draaiverhouding". De draaihoek en draaiverhouding zullen beide de mate van draaiing van het fluïdum in de warmteoverdrachtsbuis 10 beïnvloeden. Wanneer de draaiverhouding is bepaald, hoe groter de draaihoek is, hoe groter de tangentiële snelheid van het fluïdum zal zijn, maar de drukval van het fluïdum zal eveneens overeenkomstig hoger zijn. Het gedraaide schot 11 is gekozen met een draaiverhouding en een draaihoek die het mogelijk maken dat het fluïdum in de warmteoverdrachtsbuis 10 een voldoende hoge tangentiële snelheid hebben om de grenslaag te vernietigen zodat een goed warmteoverdrachtseffect kan worden bereikt. In dit geval kan een kleinere neiging voor cokes om te worden gevormd op de binnenwand van de warmteoverdrachtsbuis worden bereikt en de drukval van het fluïdum kan worden geregeld binnen een acceptabel bereik.

Aangezien de gedraaide schotten 11 en 11' zich spiraalvormig uitstrekken, zal het fluïdum van een zuigerstroom in roterende stroom veranderen onder de geleiding van de gedraaide schotten 11 en 11'. Met een tangentiële snelheid zal het fluïdum de grenslaag vernietigen om zo de warmteoverdracht te verbeteren. Bovendien zal er een kleinere neiging zijn voor cokes om te worden gevormd op de binnenwand van de warmteoverdrachtsbuis 10 gezien de tangentiële snelheid van het fluïdum. Verder naast het verbeteren van het warmteoverdrachtseffect, kan het kanaal dat is gedefinieerd door de gedraaide schotten 11 en 11' (dat wil zeggen de verticale doorgang zoals bovengenoemd of de cirkel 12 zoals aangeduid in fig. 4) de weerstand van het fluïdum dat stroomt door de warmteoverdrachtsbuis 10 verminderen. Daarbij is het kanaal eveneens van voordeel voor de afvoer van de loslatende cokesstukken.

Fig. 2 en 3 tonen schematisch een tweede uitvoeringsvorm van het gedraaide schot.

In deze uitvoeringsvorm zijn de gedraaide schotten 11 en 11' beide voorzien van gaten 41. Wanneer het gedraaide schot 11 als een voorbeeld wordt genomen, kunnen de fluïda die axiaal of radiaal stromen beide door de gaten 41 stromen. Op deze wijze kan, onder de geleiding van het gedraaide schot 11, het fluïdum niet alleen in een roterende stroom veranderen om zo de dikte van de grenslaag te verminderen, maar ook gemakkelijk door de gaten 41 gaan om stroomafwaarts te stromen wat aanzienlijk het drukverlies van het fluïdum vermindert. Bovendien kunnen cokesstukken in het fluïdum eveneens door de gaten 41 gaan wat het uitvoeren van mechanische decoking of hydraulische decoking vergemakkelijkt. Fig. 4 is een dwarsdoorsnedeaanzicht van de fig. 2 en 3, die expliciet de constructie van de warmteoverdrachtsbuis 10 laat zien.

Fig. 5 toont schematisch een derde uitvoeringsvorm van de warmteoverdrachtsbuis 10. De constructie van de derde uitvoeringsvorm is in hoofdzaak hetzelfde als die van de tweede uitvoeringsvorm. De verschillen daartussen liggen in de volgende punten. Ten eerste, in de derde uitvoeringsvorm is langs het traject van de verticale doorgang (dat wil zeggen de cirkel 12 in fig. 4) een huis 20 aangebracht, dat vast is verbonden met de radiale binnenuiteinden van de gedraaide schotten 11 en 1T om zo de gedraaide schotten 11 en 11' te ondersteunen en eveneens de stabiliteit en impactweerstand daarvan te verbeteren. Daarbij sluiten het huis 20, de gedraaide schotten 11 en 11' en een binnenwand van de warmteoverdrachtsbuis 10 samen spiraalvormige ruimten 21 en 2T in. Wanneer een fluïdum in de spiraalvormige ruimtes 21 en 2T binnengaat zal het veranderen van een zuigerstroom in een roterende stroom en worden afgezonderd door het huis 20, waarbij de roterende stroom niet wordt beïnvloed door de zuigerstroom in het huis, zodat de roterende stroom een hogere tangentiële snelheid heeft, wat de warmteoverdracht verbetert en het afzetten van cokes op de wand van de warmteoverdrachtsbuis vermindert. Wanneer de roterende stromen uit de spiraalvormige ruimen 21 en 21' stromen, kunnen deze de turbulentie van het fluïdum in de warmteoverdrachtsbuis 10 door het injectie-effect ervan vergroten, wat dus verder het warmteoverdrachtseffect vergroot. In een voorkeursuitvoeringsvorm ligt de binnendiameterverhouding tussen het huis 20 en de warmteoverdrachtsbuis 10 in een gebied van 0,05:1 t/m 0,95:1, zodat cokesplaten door het huis 20 kunnen gaan wat de afvoer van de cokesplaten vergemakkelijkt.

Het dient te worden begrepen dat alhoewel de gedraaide schotten 11 en 1T in de uitvoeringsvorm zoals aangeduid in fig. 5 zijn voorzien van gaten 41, de gedraaide schotten in wezen ook kunnen worden voorzien zonder gaten in sommige uitvoeringsvormen die eenvoudigheidshalve niet hier zullen worden uitgelegd.

Fig. 6 toont schematisch een vierde uitvoeringsvorm van de warmteoverdrachtsbuis 10. Er dient te worden opgemerkt dat een gedraaid schot 40 in fig. 6 anders is van een van de gedraaide schotten in fig. 1 t/m 5 gezien het gedraaide schot 40 niet een verticale doorgang insluit zoals getoond in de fig. 1 t/m 5. Het spiraalvormig gedraaide schot 40 kan de dikte van de grenslaag verminderen en, tegelijkertijd, verkleinen gaten 42 die zijn voorzien in het gedraaide schot 40 de weerstand van het fluïdum dat stroomt in axiale richting om zo het drukverlies ervan te verminderen. In een specifieke uitvoeringsvorm ligt de verhouding tussen het opgetelde oppervlak van de meerdere gaten 42 en het oppervlak van het gedraaide schot 40 in het gebied van 0,05:1 t/m 0,95:1. En de verhouding tussen een axiale afstand tussen de middellijnen van twee naast elkaar gelegen gaten 42 en een axiale lengte van het gedraaide schot 40 ligt in een gebied van 0,2:1 t/m 0,8:1.

De onderhavige openbaarmaking heeft verder betrekking op een kraakfornuis (niet getoond in de tekening) dat gebruikmaakt van de warmteoverdrachtsbuis 10 zoals hierbove?P13 genoemd. Een kraakfornuis is welbekend voor de vakman en zal daarom niet verder worden besproken. Een stralingspijp 50 van het kraakfornuis is voorzien van ten minste een warmteoverdrachtsbuis 10 zoals hierboven is beschreven. Fig. 8 toont schematisch drie warmteoverdrachtsbuizen 10. Bij voorkeur zijn deze warmteoverdrachtsbuizen 10 voorzien in de axiale richting in de stralingspijp op een wijze waarbij ze op afstand van elkaar zijn geplaatst. Bijvoorbeeld kan de verhouding tussen een axiale afstand van twee naast elkaar gelegen warmteoverdrachtsbuizen 10 en de binnendiameter van de warmteoverdrachtsbuis 10 liggen in een gebied van 15:1 t/m 75:1, bij voorkeur van 25:1 t/m 50:1, zodat het fluïdum in de stralingspijp continu zal veranderen van een zuigerstroom naar een roterende stroom waarmee de warmteoverdrachtsefficiëntie wordt verbeterd. Het dient te worden opgemerkt dat wanneer er meerdere warmteoverdrachtsbuizen zijn deze warmteoverdrachtsbuizen kunnen worden aangebracht op een wijze zoals getoond in een willekeurige van fig. 1 t/m 6.

Hiernavolgend zullen specifieke voorbeelden worden gebruikt om de warmteoverdrachtsefficiëntie en drukval van de stralingspijp van het kraakfornuis toe te lichten wanneer de warmteoverdrachtsbuis 10 volgens de onderhavige openbaarmaking wordt gebruikt.

Voorbeeld 1

De stralingspijp van het kraakfornuis is voorzien van 6 warmteoverdrachtsbuizen 10 zoals aangeduid in fig. 1. De binnendiameter van elk van de warmteoverdrachtsbuizen 10 is 51 mm. De diameterverhouding tussen de ingesloten cirkel en de warmteoverdrachtsbuis is 0,6:1. Het gedraaide schot heeft een draaihoek van 180° en een draaiverhouding van 2,5. De afstand tussen naast elkaar gelegen warmteoverdrachtsbuizen 10 is 50 keer zo groot als de binnendiameter van de warmteoverdrachtsbuis. Experimenten hebben aangetoond dat de warmteoverdrachtsbelasting van de stralingspijp 1.270,13 KW is en de drukval 70.180,7 Pa is.

Voorbeeld 2

De stralingspijp van het kraakfornuis is voorzien van 6 warmteoverdrachtsbuizen 10 zoals aangeduid in fig. 2. De binnendiameter van elk van de warmteoverdrachtsbuizen 10 is 51 mm. De diameterverhouding tussen de ingesloten cirkel en de warmteoverdrachtsbuis is 0,6:1. Het gedraaide schot heeft een draaihoek van 180° en een draaiverhouding van 2,5. De afstand tussen twee naast elkaar gelegen warmteoverdrachtsbuizen 10 is 50 keer zo groot als de binnendiameter van de warmteoverdrachtsbuis. Experimenten hebben aangetoond dat de warmteoverdrachtsbelasting van de stralingspijp 1.267,59 KW is en de drukval01 70.110,5 Pa is.

Vergelijkend Voorbeeld 1

De stralingspijp van het kraakfornuis is voorzien van 6 stand van de techniek warmteoverdrachtsbuizen 50’. De warmteoverdrachtsbuis 50' is vormgegeven als zijnde voorzien van een gedraaid schot 51' in een huis van de warmteoverdrachtsbuis 50', waarbij het gedraaide schot 51' de warmteoverdrachtsbuis 50 verdeelt in twee materiaaldoorgangen die niet met elkaar communiceren zoals aangeduid in fig. 7. De binnendiameter van de warmteoverdrachtsbuis 50’ is 51 mm. Het gedraaide schot 51' heeft een draaihoek van 180° en een draaiverhouding van 2,5. De afstand tussen twee naast elkaar gelegen warmteoverdrachtsbuizen 50' is 50 keer zo groot als de binnendiameter van de warmteoverdrachtsbuis. Experimenten hebben aangetoond dat de warmteoverdrachtsbelasting van de stralingspijp 1.264,08 KW is en de drukval 71.140 Pa is.

Gezien de voorbeelden hierboven en het vergelijkende voorbeeld, kan het worden afgeleid dat vergeleken met de warmteoverdrachtsefficiëntie van de stralingspijp in het kraakfornuis dat gebruik maakt van de stand van de techniek warmteoverdrachtsbuis volgens de stand van de techniek, de warmteoverdrachtsefficiëntie van de stralingspijp in het kraakfornuis dat gebruik maakt van de warmteoverdrachtsbuis volgens de onderhavige openbaarmaking aanzienlijk is verbeterd. Het warmteoverdrachtsvermogen van de stralingspijp is verbeterd tot zo hoog als 1.270,13 KW en de drukval is eveneens goed beheerst om zo laag te zijn als 6.573,8 Pa. De kenmerken hierboven zijn van groot voordeel voor een hydrocarbon-kraakreactie.

Alhoewel deze openbaarmaking is besproken ten opzichte van voorkeursvoorbeelden, strekt deze zich uit voorbij de specifiek geopenbaarde voorbeelden naar andere alternatieve voorbeelden en/of gebruik van de openbaarmaking en voor de hand liggende modificaties en equivalenten daarvan. In het bijzonder, zolang er geen structurele conflicten zijn, kunnen de technische kenmerken geopenbaard in elk voorbeeld van de onderhavige openbaarmaking worden gecombineerd met een andere op elke wijze. De omvang van de onderhavige openbaarmaking hierin geopenbaard dient niet te worden beperkt door de specifiek geopenbaarde voorbeelden zoals hierboven beschreven, maar omvat alle technische oplossingen die volgen uit de omvang van de volgende conclusies.

Claims

CONCLUSIES

1. Een warmteoverdrachtsbuis omvattende een gedraaid schot dat is aangebracht op een binnenwand van de buis, waarbij het gedraaide schot zich spiraalvormig in een axiale richting van de warmteoverdrachtsbuis uitstrekt.
2. De warmteoverdrachtsbuis volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het gedraaide schot is voorzien van meerdere gaten.
3. De warmteoverdrachtsbuis volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de verhouding tussen het opgetelde oppervlak van de meerdere gaten en het oppervlak van het gedraaide schot in een gebied van 0,05:1 t/m 0,95:1 ligt, bij voorkeur van 0,6:1 t/m 0,8:1.
4. De warmteoverdrachtsbuis volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de verhouding tussen een axiale afstand tussen de middellijnen van twee naast elkaar gelegen gaten en een axiale lengte van het gedraaide schot ligt een gebied van 0,2:1 t/m 0,8:1.
5. De warmteoverdrachtsbuis volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het gedraaide schot een draaihoek heeft tussen 90° en 1080°, bij voorkeur tussen 120° en 260°.
6. De warmteoverdrachtsbuis volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat een enkel gedeelte van de warmteoverdrachtsbuis is voorzien van meerdere gedraaide schotten evenwijdig aan elkaar die een ingesloten cirkel definiëren gezien van een uiteinde van de warmteoverdrachtsbuis.
7. De warmteoverdrachtsbuis volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de diameterverhouding tussen de cirkel en de warmteoverdrachtsbuis ligt in een gebied van 0,05:1 t/m 0,95:1, bij voorkeur van 0,6:1 t/m 0,8:1.
8. De warmteoverdrachtsbuis volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat langs het traject van de cirkel een huis is aangebracht, dat vast is verbonden met een radiaal binnenuiteinde van het gedraaide schot.
9. De warmteoverdrachtsbuis volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de verhouding tussen de axiale lengte van het gedraaide schot en een binnendiameter van de warmteoverdrachtsbuis ligt in een gebied van 1:1 t/m 10:1, bij voorkeur van 2:1 t/m 4:1.
10. Een kraakfornuis met een stralingspijp, met het kenmerk, dat de stralingspijp t6r^< minste een, bij voorkeur 2 t/m 10 warmteoverdrachtsbuizen volgens conclusie 1 omvat.
11. Het kraakfornuis volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de meerdere warmteoverdrachtsbuizen zijn aangebracht in de stralingspijp in een axiale richting daarvan op een wijze waarbij ze op afstand van elkaar zijn geplaatst, waarbij de verhouding tussen een tussenruimteafstand en de diameter van de warmteoverdrachtsbuis in een gebied ligt van 15:1 t/m 75:1, bij voorkeur van 25:1 t/m 50:1.