CS220178B1

CS220178B1 - Bottom of the coil heat exchanger

Info

Publication number: CS220178B1
Application number: CS904781A
Authority: CS
Inventors: Miroslav Walis
Original assignee: Miroslav Walis
Priority date: 1981-12-07
Filing date: 1981-12-07
Publication date: 1983-03-25

Abstract

Jde o· konstrukční řešení spodní části vinutého výměníku tepla za účelem dvoustupňového odlučování kapalné fáze z proudu zchlazeného, kondenzujícího· plynu. Proud plynu je zchlazován v trubkovém prostoru při proudění shora dolů. Trubka jádra procházející trubkovnicí je prodloužena, po svém obvodě pod trubkovnicí je opatřena otvory a dole dělicím dnem, jímž prochází odtahová trubka pro odvod plynné fáze odloučené v obou stupních z parciálně kondenzujícího· zchlazeného· plynu, která svým horním koncem zasahuje do· duté spodní části trubky jádra a svým spodním koncem prochází spodním dnem; před otvory v trubce jádra je spuštěn krycí prstenec; potrubí pro odvod kapalné fáze z prvního stupně odlučování je provedeno ve spodním dnu; potrubí pro odvod kapalné fáze z druhého stupně odlučování je provedeno v dělicím dnu a ve spodním dnu.This is a design solution for the lower part of a coiled heat exchanger for the purpose of two-stage separation of the liquid phase from the stream of cooled, condensing gas. The gas stream is cooled in the tube space as it flows from top to bottom. The core tube passing through the tube sheet is extended, provided with openings along its circumference below the tube sheet and a dividing bottom at the bottom, through which passes the exhaust pipe for the removal of the gas phase separated in both stages from the partially condensing cooled gas, which extends with its upper end into the hollow lower part of the core tube and passes through the lower bottom with its lower end; a cover ring is lowered in front of the holes in the core tube; the pipeline for the removal of the liquid phase from the first stage of separation is made in the lower bottom; the pipeline for the removal of the liquid phase from the second stage of separation is made in the dividing bottom and in the lower bottom.

Description

(54 ) Spodní část vinutého výměníku tepla(54) Bottom of coil heat exchanger

Jde o· konstrukční řešení spodní části vinutého výměníku tepla za účelem dvoustupňového odlučování kapalné fáze z proudu zchlazeného, kondenzujícího· plynu. Proud plynu je zchlazován v trubkovém prostoru při proudění shora dolů. Trubka jádra procházející trubkovnicí je prodloužena, po svém obvodě pod trubkovnicí je opatřena otvory a dole dělicím dnem, jímž prochází odtahová trubka pro odvod plynné fáze odloučené v obou stupních z parciálně kondenzujícího· zchlazeného· plynu, která svým horním koncem zasahuje do· duté spodní části trubky jádra a svým spodním koncem prochází spodním dnem; před otvory v trubce jádra je spuštěn krycí prstenec; potrubí pro odvod kapalné fáze z prvního stupně odlučování je provedeno ve spodním dnu; potrubí pro odvod kapalné fáze z druhého stupně odlučování je provedeno v dělicím dnu a ve spodním dnu.It is a constructional solution of the bottom part of the coiled heat exchanger for the purpose of two-stage separation of the liquid phase from the cooled condensing gas stream. The gas stream is cooled in the tubular space as it flows from top to bottom. The core tube extending through the tube sheet is elongated, along its circumference below the tube sheet, is provided with openings and a separating bottom at the bottom through which the exhaust gas tube separated in both stages from the partially condensing cooled gas passes through its upper end. the core tube and through its lower end passes through the lower bottom; a cover ring is lowered in front of the holes in the core tube; the conduit for draining the liquid phase from the first separation stage is provided in the bottom bottom; the conduit for draining the liquid phase from the second separation stage is provided in the separating bottom and in the bottom bottom.

Vynález se týká spodní části dvoumédicvého vinutého výměníku tepla pro zchlazovaný proud plynu v trubkovém prostoru se smyslem jeho proudění shora dolů a řeší konstrukční provedení k odlučování kapalné fáze z proudu kondenzujícího plynu či odloučení vlhkosti vázané v plynu ve dvou stupních.The invention relates to the lower part of a two-coiled coil heat exchanger for a cooled gas stream in a tubular space with the purpose of flowing from top to bottom and solves a design for separating the liquid phase from the condensing gas stream or separating moisture bound in the gas in two stages.

Spodní trubkovnice je ve známých výměnících spojena s pláštěm výměníku a s trubkou jádra, případně též s koncovou trubkou jádra uloženou v nosném kříži. Trubka jádra i koncová trubka jádra jsou za účelem zamezení toku uvnitř jádra zaslepeny. Spodní část známého provedení výměníku tepla je opatřena potrubím pro· odvod ochlazené dvoufázové směsi. K odlučování kapalné fáze z této ochlazené dvoufázové směsi se používá separátně provedeného odlučovače. Konstrukce odlučovače vychází z využití převážně tangenciálního tahu ochlazené směsi. Odlučování se děje pomocí odstředivých a tíhových sil s odtahem kapalné fáze a plynné fáze.In the known exchangers, the lower tube plate is connected to the shell of the exchanger and to the core tube, possibly also to the core end tube housed in the support cross. The core tube and core end tube are blinded to prevent flow inside the core. The lower part of the known heat exchanger embodiment is provided with a conduit for the removal of the cooled two-phase mixture. A separate separator is used to separate the liquid phase from this cooled two-phase mixture. The design of the separator is based on the use of mostly tangential draft of the cooled mixture. Separation is effected by centrifugal and gravity forces with liquid phase and gas phase withdrawal.

Nevýhodné je právě to, že k odlučování kapalné fáze z dvoufázové ochlazené směsi je třeba samostatná nádoba odlučovače včetně spojovacího potrubí. Spodní část známých dvoumédiových či vícemédiových vinutých výměníků tepla bývá využita k hrubému odlučování kapalné frakce. Za tím účelem byly do prostoru uvnitř dna umístěny vestavby, například přepady či stříšky. Shromážděná kapalina je odváděna ze spodní části dna výměníku a plyn je odváděn hrdlem umístěným nad hladinou.The disadvantage is precisely that to separate the liquid phase from the two-phase cooled mixture a separate separator vessel including a connecting pipe is required. The lower part of the known two-medium or multi-medium wound heat exchangers is used for coarse separation of the liquid fraction. For this purpose, built-in areas, such as overflows or roofs, were placed in the space inside the bottom. The collected liquid is discharged from the bottom of the exchanger bottom and the gas is discharged through the throat located above the surface.

Uvedené nevýhody odstraňuje řešení spodní části vinutého výměníku tepla pro zchlazovaný proud plynu v trubkovém prostoru se smyslem proudění se shora dolů, sestávajícího z pláště, spodního- dna trubky jádra. Podstata vynálezu je v tom, že trubka jádra procházející trubkovnicí je prodloužena, po svém obvodě pod trubkovnicí je opatřena otvory a dole dělicím dnem, jímž prochází odtahová trubka pro· odvod plynné fáze odloučené v obou stupních z parciálně kondenzujícího zchlazeného plynu, která svým horním koncem zasahuje do duté spodní části trubky jádra a svým spodním koncem prochází spodním dnem; před otvory v trubce jádra je spuštěn krycí prstenec; potrubí pro odvod kapalné fáze z prvního- stupně odlučování je provedeno- ve spodním dnu; potrubí pro odvod kapalné fáze z druhého stupně odlučování je provedeno v dělicím dnu a ve spodním dnu.The above-mentioned disadvantages are eliminated by the solution of the lower part of the coiled heat exchanger for the cooled gas flow in the tubular space with the purpose of flowing from top to bottom, consisting of a jacket, the bottom of the core tube. The essence of the invention is that the core tube passing through the tube sheet is elongated, provided with openings at its periphery below the tube sheet and a separating bottom at the bottom through which the exhaust gas tube separated in both stages from the partially condensing cooled gas passes. extends into the hollow bottom of the core tube and passes through its bottom end at its lower end; a cover ring is lowered in front of the holes in the core tube; the conduit for draining the liquid phase from the first separation stage is provided at the bottom bottom; the conduit for draining the liquid phase from the second separation stage is provided in the separating bottom and in the bottom bottom.

Výhody vynálezu spočívají v tom, že odpadá použití samostatného· tělesa odlučovače a k tomu příslušejícího potrubního propojení, a dále v úspoře zastavěného prostoru. Zvýší se kompaktnost celku výměník tepla — odlučovač. Zlepšení odlučovací schopnosti se docílí využitím prostoru jádra k odlučování.Advantages of the invention are that the use of a separate separator body and the associated pipework connection is eliminated, as well as the saving of built-up space. The compactness of the heat exchanger-separator unit is increased. Improvement of the separation ability is achieved by utilizing the core space for separation.

Příklad provedení vynálezu je znázorněn na výkrese, kde je vidět spodní část dvoumédiového vinutého výměníku tepla řešená jako· dvoustupňový odlučovač kapalné fáze z proudu parciálně kondenzujícího plynu při zchlazování plynu v trubkovém prostoru, či vodní vlhkosti vykondenzované zchlazením v prostoru trubkového svazku.An example of an embodiment of the invention is shown in the drawing where the lower part of the two-medium coil heat exchanger is shown as a two-stage liquid phase separator from a partially condensing gas stream while cooling the gas in the tube space or water moisture condensed by cooling in the tube bundle space.

Spodní část dvoumédiového vinutého -výměníku tepla sestává z pláště 1 výměníku, ze spodního dna 2, z jádra 3 a trubkového svazku 4 parciálně kondenzujícího plynu. V plášti 1 je nad trubkovnicí 5 provedeno hrdlo 8 pro přívod chladicího média do mezitrubkového prostoru. Zchlazovaný proud plynu proudí v trubkových svazcích 4 se shora dolů, zatímco chladicí médium vstupuje do· mezitrubkového prostoru dole hrdlem 6, postupuje vzhůru a opouští výměník nahoře.The lower part of the two-medium coil heat exchanger consists of the shell 1 of the exchanger, the bottom bottom 2, the core 3 and the tube bundle 4 of the partially condensing gas. In the housing 1, a neck 8 is provided above the tube plate 5 for supplying coolant to the inter-tube space. The cooled gas stream flows in the tube bundles 4 from top to bottom while the coolant enters the inter-tube space down the throat 6, moves upwards and exits the exchanger at the top.

Plocha trubkovnice 5 odděluje pracovní prostor a odlučovací prostor spodní části dvoumédiového- výměníku tepla. Je pevně uchycena mezi pláštěm 1 a tru-bkou jádra 3.The surface of the tube plate 5 separates the working space and the separating space of the lower part of the two-medium heat exchanger. It is firmly clamped between the sheath 1 and the core 3.

-Za účelem odlučování kapalné fáze z ochlazené dvoufázové směsi je trubka jádra 3 prodloužena a je opatřena po svém obvodě pod trubkovnicí 5 otvory 7 a dole je opatřena dělicím dnem 8.In order to separate the liquid phase from the cooled biphasic mixture, the core tube 3 is elongated and has openings 7 along its circumference below the tube plate 5 and is provided with a separating bottom 8 at the bottom.

Odtahová trubka 9 pro odvod plynné fáze odloučené v obou stupních z parciálně kondenzujícího zchlazovaného plynu zasahuje do spodní části trubky jádra 3, prochází dělicím dnem 8 a spodním dnem 2. Kolem trubky jádra 3 je před otvory 7 spuštěn krycí prstenec 10. Potrubí 11 pro odvod kapalné fáze z prvního stupně odlučování je provedeno ve spodním dnu 2. Potrubí 12 p-ro. odvod kapalné fáze z druhého stupně odlučování je provedeno· v dělicím dnu 8 a spodním dnu 2.The exhaust pipe 9 for the removal of the gaseous phase separated in both stages from the partially condensed cooled gas extends into the bottom of the core tube 3, passes through the separating bottom 8 and the bottom bottom 2. A cover ring 10 is lowered around the core tube 3. The liquid phase from the first stage of separation is provided in the bottom bottom 2. Piping 12 p-ro. the liquid phase is removed from the second separation stage in the separating bottom 8 and the bottom bottom 2.

Zchlazený proud plynu s obsahem kapalné a plynné fáze vystupuje z ploché trubkovnice 5. Vlivem tíhových sil se oddělí kapalná fáze; shromažďuje se v prostoru spodního dna 2 a odvádí se potrubím 11. Takto částečně zpracovaný plyn vstupuje prostorem mezi krycím prstencem 10 a trubkou jádra 3 do otvorů 7 v trubce jádra 3. Po vstupu do: pro-st-oru trubky jádra 3 a dělicího dna 8 dochází opět k poklesu rychlosti proudu plynu a ke shromažďování případného úletu kapalné fáze v prostoru dělicího dna 8. Z prostoru dělicího- dna 8 je odloučená kapalná fáze odtahována potrubím 12. Plynná fáze proudí odtahovou trubkou 9 z prostoru trubky jádra 3. Toto dvoustupňové odloučení kapalné fáze z dvoufázové směsi slouží v případě přísného požadavku na oddělení obou fází.The cooled gas stream containing the liquid and gaseous phases exits the flat tube plate 5. Due to the gravity forces, the liquid phase is separated; The partially treated gas enters through the space between the cover ring 10 and the core tube 3 into the openings 7 in the core tube 3. Upon entering the core of the core tube 3 and the separating bottom 8, the velocity of the gas stream decreases again and the possible liquid phase is collected in the separating bottom space 8. From the separating floor space 8, the separated liquid phase is drawn off via line 12. The gaseous phase flows through the exhaust tube 9 from the core tube space. the liquid phases from the two-phase mixture serve in the case of a strict requirement for separation of the two phases.

Claims

SUBJECT

Bottom part of a coiled heat exchanger for a cooled gas stream in a tubular space with a sense of top-down flow consisting of a shell, a bottom bottom and a core tube, characterized in that the core tube (3j passing through the tube sheet) extends along its periphery under the tube sheet (5) is provided with openings (7j and downstream of the separating bottom (8) through which the exhaust gas pipe (9) passes in both stages from the partially condensed cooled gas of the invention, which extends into the hollow bottom of the core tube ( 3) and its lower end extends through the lower bottom (2), whereby a cover ring (10) is lowered in front of the openings (7J) in the core tube (3), the conduit (11) for draining the liquid phase from the first separation stage being (2), the conduit (12j) for draining the liquid phase from the second separation stage is provided in the separating bottom (8) and in the lower bottom (2).