EA017912B1 - Вертикальный комбинированный теплообменник типа "сырье/продукт" с переменным углом перегородок - Google Patents
Вертикальный комбинированный теплообменник типа "сырье/продукт" с переменным углом перегородок Download PDFInfo
- Publication number
- EA017912B1 EA017912B1 EA201071432A EA201071432A EA017912B1 EA 017912 B1 EA017912 B1 EA 017912B1 EA 201071432 A EA201071432 A EA 201071432A EA 201071432 A EA201071432 A EA 201071432A EA 017912 B1 EA017912 B1 EA 017912B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- spiral
- inclination
- angle
- fluid
- heat exchanger
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/16—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
- F28D7/1607—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation with particular pattern of flow of the heat exchange media, e.g. change of flow direction
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/22—Arrangements for directing heat-exchange media into successive compartments, e.g. arrangements of guide plates
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
- F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
- F28D2021/0061—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for phase-change applications
- F28D2021/0064—Vaporizers, e.g. evaporators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/22—Arrangements for directing heat-exchange media into successive compartments, e.g. arrangements of guide plates
- F28F2009/222—Particular guide plates, baffles or deflectors, e.g. having particular orientation relative to an elongated casing or conduit
- F28F2009/228—Oblique partitions
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)
- Helmets And Other Head Coverings (AREA)
Abstract
Кожухотрубный теплообменник, такой как вертикальный комбинированный теплообменник типа "сырье/продукт" (VCFE), включающий кожух, имеющий впуск для текучей среды и выпуск для текучей среды; множество перегородок, установленных в кожухе для направления текучей среды в спиралеобразное течение через кожух; в котором угол α наклона спиральной перегородки вблизи впуска является иным, чем угол β наклона спиральной перегородки вблизи выпуска.
Description
Раскрытые здесь варианты исполнения в основном относятся к теплообменнику. Более конкретно представленные здесь варианты исполнения относятся к теплообменнику, такому как кожухотрубный теплообменник, скомпонованный для эффективной обработки двухфазного потока.
Уровень техники
Множество конфигураций теплообменников известно и используется во множестве вариантов применения. Одна из широко распространенных компоновок, кожухотрубный теплообменник, показанный на фиг. 1, включает цилиндрический кожух 10, заключающий в себе пучок параллельных труб 12, проходящий между двумя торцевыми плитами 14 так, что первая текучая среда 16 может проходить по трубам 12. Между тем, вторая текучая среда 18 протекает в пространстве и через него между двумя торцевыми плитами так, что приходит в контакт с трубами. Для обеспечения улучшенного теплообмена между двумя текучими средами маршрут течения второй текучей среды 18 определяется промежуточными перегородками 20, формирующими соответствующие проходы, которые размещены так, что поток второй текучей среды изменяет свое направление при прохождении из одного прохода к следующему. Перегородки 20, скомпонованные либо как частичные круглые сегменты, как показано (частичные сегментные перегородки), либо как круговые кольца и диски, вмонтированы перпендикулярно продольной оси 22 кожуха 10 для создания зигзагообразного потока 24 второй текучей среды 18.
В этой компоновке вторая текучая среда должна резко менять направление своего течения несколько раз вдоль длины кожуха. Это вызывает снижение динамического давления второй текучей среды и неравномерную скорость ее течения, которые в сочетании оказывают вредное воздействие на производительность теплообменника. Например, перпендикулярное положение перегородок относительно продольной оси кожуха обусловливает относительно недостаточное отношение скорости теплопереноса к падению давления. Дополнительно, такое расположение перегородок создает обходное течение через зазоры между перегородками и кожухом и между трубами и перегородками, приводя к неравномерному распределению потока, завихрениям, обратному течению и повышенным скоростям засорения, помимо прочих нежелательных последствий.
Падение давления, распределение потока и эффективности теплообмена представляют собой важные переменные параметры, в особенности во многих промышленных химических процессах, где желательно взаимодействие в паровой фазе между подводимой жидкостной фазой и потоками продукта. Примерные процессы могут включать риформинг нафты, гидрообработку нафты, гидрообработку дизельного топлива и керосина, изомеризацию легких углеводородов и метатезис, и многие другие промышленно важные процессы. Такие процессы типично будут включать теплообменное оборудование типа сырье/продукт, где теплоту, необходимую для испарения подводимого в реактор потока, извлекают конденсацией или частичной конденсацией потока, выходящего из реактора. Такое теплообменное оборудование всегда ранее компоновали как традиционные горизонтальные кожухотрубные теплообменники.
Повышение проектных уровней производительности оборудования (для экономии габаритов) требует обеспечения высокой объемной пропускной способности с результирующим влиянием на число оболочек, необходимых для переноса теплоты при ограниченных разностях температур. Однако вследствие проблемных гидравлических параметров течения, т.е. двухфазного входного потока, варьирования состава и молекулярной массы паровой и жидкостной фаз, и переменных объемной скорости течения и падения давления, обусловленных фазовым превращением, компоновка традиционных кожухов теплообменников в виде нескольких параллельных и последовательных конструкций является проблематичной.
Симметричное размещение системы труб является ненадежным средством эффективного распределения двухфазного потока.
Поскольку молекулярная масса паров может быть гораздо меньшей, чем связанной с ней жидкости, в особенности в процессах гидрообработки, где пары главным образом состоят из водорода, неравномерное распределение паров и жидкости, поступающих в теплообменник, может оказывать заметное влияние на соответствующую кривую кипения и, следовательно, на среднюю разность температур (ΜΤΌ) в процессе кипения.
Концепция вертикального комбинированного теплообменника типа сырье/продукт (УСТЕ) была разработана для преодоления этих недостатков путем сведения воедино обширных поверхностей в единичном вертикальном кожухе. Такие устройства были реализованы в промышленном масштабе в различных конфигурациях, включающих компоновку с кипением в трубах и конденсацией на кожухе с единичной сегментной перегородкой; компоновку с конденсацией в трубах и кипением на кожухе с единичной сегментной перегородкой; компоновку с кипением в трубах и конденсацией на кожухе со спиральной конструкцией перегородки; компоновку с конденсацией в трубах и кипением на кожухе со спиральной конструкцией перегородки. Теплообменники со спиральными перегородками описаны, например, в патентах США № 5832991, 6513583 и 6827138.
Из теоретических соображений кипение на кожухе является благоприятным в плане сокращения
- 1 017912 необходимой поверхности, так как коэффициент теплоотдачи при кипении на кожухе повышается благодаря относительно большому объему пространства кожуха вследствие эффектов массопереноса. Однако следует также учитывать соображения в плане засорения, поскольку трубную систему обычно легче очищать.
Недостаток компоновки с кипением на кожухе проявляется при частичной нагрузке или при работе в условиях выведения из режима, где скорости в пространстве кожуха могут быть недостаточными для предотвращения разделения фаз и обратного течения жидкостной фракции обратно к впускному патрубку. Такое накопление тяжелой жидкостной фракции при длительном времени пребывания может приводить к засорению.
Главный недостаток любой компоновки с кипением в трубах состоит в том, что паровые и жидкостные фракции должны быть равномерно распределены на каждый из множества впусков труб, чтобы поддерживать ожидаемые характеристики кипения в каждой трубе, причем недорогой способ с низким падением давления для достижения такого распределения так и не был найден.
Соответственно этому существует потребность в теплообменнике и конструкциях перегородок для эффективной обработки двухфазного входного потока в вертикальных устройствах.
Сущность изобретения
В одном аспекте представленные здесь варианты исполнения относятся к теплообменнику, включающему кожух, имеющий впуск для текучей среды и выпуск для текучей среды; множество перегородок, установленных в кожухе для направления текучей среды в спиралеобразное течение через кожух; в котором угол α наклона спиральной перегородки вблизи впуска является иным, нежели угол β наклона спиральной перегородки вблизи выпуска.
В еще одном аспекте раскрытые здесь варианты исполнения относятся к кожухотрубному теплообменнику, включающему входной коллектор со стороны труб, имеющий размещенный в нем впуск для первой текучей среды; выходной коллектор со стороны труб, имеющий размещенный в нем выпуск для первой текучей среды; множество труб, проходящих между коллекторами и сообщающихся с ними по текучей среде; кожух, проходящий между коллекторами и охватывающий указанные трубы, причем кожух имеет впуск для второй текучей среды и выпуск для второй текучей среды; множество перегородок, установленных в кожухе для направления второй текучей среды в спиралеобразное течение через кожух; в котором угол α наклона спиральной перегородки вблизи впуска для второй текучей среды является иным, нежели угол β наклона спиральной перегородки вблизи выпуска для второй текучей среды.
В еще одном аспекте представленные здесь варианты исполнения относятся к способу теплообмена со смешанно-фазной текучей средой, причем способ включает стадии, на которых подают смешаннофазную текучую среду, включающую пар и по меньшей мере одно из увлекаемой жидкости и увлекаемого твердого вещества, в теплообменник, причем теплообменник включает кожух, имеющий впуск для текучей среды и выпуск для текучей среды; множество перегородок, установленных в кожухе для направления текучей среды в спиралеобразное течение через кожух; преобразуют смешанно-фазную текучую среду, по существу, полностью в пары и производят косвенный теплообмен между смешаннофазной текучей средой и теплообменной средой; в котором угол α наклона спиральной перегородки вблизи впуска поддерживает скорость смешанно-фазной текучей среды более высокой, чем предельная скорость увлеченных жидкости или твердого вещества; в котором угол β наклона спиральной перегородки вблизи выпуска является большим, чем угол α наклона спиральной перегородки вблизи впуска.
Другие аспекты и преимущества будут очевидными из нижеследующего описания и прилагаемых пунктов формулы изобретения.
Краткое описание фигур
Фиг. 1 представляет схематический вид распределения потока в традиционном кожухотрубном теплообменнике.
Фиг. 2 представляет схематическое изображение вертикального комбинированного теплообменника типа сырье/продукт с переменным углом наклона тепловых перегородок согласно раскрытым здесь вариантам исполнения.
Подробное описание
В одном аспекте представленные здесь варианты исполнения в основном относятся к теплообменнику. Более конкретно, раскрытые здесь варианты исполнения относятся к теплообменнику, такому как кожухотрубный теплообменник, скомпонованный для эффективной обработки двухфазного потока. Еще более конкретно, представленные здесь варианты исполнения относятся к теплообменнику, имеющему перегородки, скомпонованные для направления потока текучей среды в пространстве кожуха в виде спиралеобразного течения, где угол наклона спиральной перегородки вблизи впуска является иным, нежели угол наклона спиральной перегородки вблизи выпуска.
Было найдено, что теплообменники, имеющие перегородки с переменным углом наклона спирали согласно раскрытым здесь вариантам исполнения, применимы для фазового превращения текучих сред в кожухе, таких как испарение, конденсация, сгорание и т.п. Например, для двухфазного входного потока, такого как смесь испаряемой жидкости и паров, углы наклона спирали вблизи впуска могут быть созда
- 2 017912 ны для поддержания скорости течения текучей среды, достаточной, чтобы избежать разделения фаз паров и жидкости. Угол наклона спиральных перегородок вблизи впуска для текучей среды на кожухе может быть близким к положению, перпендикулярному трубам, тем самым обеспечивая завихрение поступающей плотной текучей среды с высокой скоростью. Когда жидкость испаряется в результате теплопереноса внутри теплообменника, угол наклона спиральных перегородок может быть более далеким от перпендикуляра, таких как перегородки вблизи выпуска на кожухе, обеспечивая теплообмен при пониженных скоростях для менее плотных паров и относительно низком падении давления в пределах теплообменника.
Поскольку разделение фаз (паровой и жидкостной, паровой и твердофазной и т.д.) является функцией относительных плотностей, размера частиц и/или капелек и скорости течения паровой фазы, теплообменники, имеющие перегородки с переменным углом наклона спирали согласно раскрытым здесь вариантам исполнения, не подвержены разделению фаз в кожухе при такой же пропускной способности, какая имела бы место для теплообменника, имеющего постоянный угол наклона перегородки. Соответственно этому теплообменники, имеющие перегородки с переменным углом наклона спирали согласно представленным здесь вариантам исполнения, могут быть использованы при значительно сниженных уровнях пропускной способности, тем самым избегая недостатков, типично связанных с вертикальными теплообменниками, работающими при частичной нагрузке или при работе в условиях выведения из режима.
Угол наклона спирали, используемый для перегородок вблизи впуска и выпуска на кожухе, может зависеть от типа технологической операции. Например, для смешенной текучей среды, включающей пары и испаряемую жидкость или сжигаемый твердый материал, угол наклона спиральных перегородок вблизи впуска может быть большим, чем угол наклона спиральных перегородок вблизи выпуска. Этим путем скорость двухфазной смеси можно поддерживать на более высоком уровне, чем скорость транспортирования увлеченного твердого вещества или жидкости, тем самым избегая разделения фаз. По мере того как текучая среда испаряется или твердый материал сгорает, может быть использован меньший угол наклона спирали. В других вариантах исполнения угол наклона спирали может постепенно уменьшаться вдоль продольной оси кожуха. В качестве еще одного примера для поступающего сырьевого материала, включающего пары, которые конденсируются внутри теплообменника, угол наклона спиральных перегородок вблизи впуска на кожухе может быть меньшим, чем угол наклона спиральных перегородок вблизи выпуска на кожухе, тем самым повышая скорость течения смеси во время технологической операции конденсации.
Теперь с привлечением фиг. 2 иллюстрировано схематическое изображение вертикального комбинированного теплообменника типа сырье/продукт, имеющего перегородки с переменными углами наклона спирали согласно раскрытым здесь вариантам исполнения. Теплообменник 30 может включать в себя входной коллектор 32 со стороны труб, имеющий впуск 34 для текучей среды. Входной коллектор 32 со стороны труб также может иметь размещенный в нем вентиляционный канал 36. Теплообменник 30 также может включать выходной коллектор 38 со стороны труб, имеющий выпуск 40 для текучей среды в нем. Между входным коллектором 32 со стороны труб и выходным коллектором 38 со стороны труб может проходить множество труб 42, обеспечивая транспортировку текучей среды из входного коллектора 32 к выходному коллектору 38 через трубы 42. Фиг. 2 иллюстрирует применение четырех труб, однако должно быть понятно, что может быть применено любое число труб.
Кожух 44 проходит между входным и выходным коллекторами 32, 38, охватывая трубы 42, и включает впуск 46 для текучей среды на кожухе и выпуск 48 для текучей среды на кожухе. Внутри кожуха 44 размещено множество перегородок 50. Перегородки 50 могут включать, например, спиральные перегородки, как описано в патентах США № 5832991, 6513583 и 6827138, полное содержание каждого из которых включено здесь ссылкой. Перегородки 50 могут включать отверстия для труб (не показаны), чтобы трубы 42 могли проходить сквозь перегородки 50 и чтобы перегородки 50 могли удерживать трубы 42 в выровненном и желательном положении. Перегородки 50 могут действовать как направляющие текучую среду в кожухе в спиралеобразное течение через кожух.
Перегородки 50 размещены внутри теплообменника 30 так, что перегородки 50 вблизи впуска 46 на кожухе имеют иной угол наклона спирали, чем перегородки 50 вблизи выпуска 48 на кожухе. Угол наклона спиральных перегородок может определяться, например, разматыванием спирали, формируя двумерное представление спиральной картины. Как показано на фиг. 2 для перегородки 50а, угол наклона спирали тогда определялся бы как арктангенс окружности С кожуха, деленный на шаг р (продольное расстояние, которое проходит дуга перегородки, протяженная на 360°). Шаг равен
где β представляет угол наклона спирали; поэтому угол β наклона спирали равен арктангенсу (р/С).
Как иллюстрировано, теплообменник 30 оснащен спиральными перегородками 50, ориентированными вертикально. Перегородки 50 вблизи впуска 46 на кожухе могут иметь угол α наклона спирали. Перегородки 50 вблизи выпуска 48 на кожухе могут иметь угол β наклона спирали относительно продольной оси А-А кожуха 44. Так, например, для испаряемого двухфазного сырьевого потока, поступаю
- 3 017912 щего в кожух через впуск 46 на кожухе, перегородки 50 вблизи впуска 46 размещены с малым углом α наклона; т.е. ближе к перпендикуляру относительно оси А-А, чем перегородки 50 вблизи выпуска 48 на кожухе, имеющие угол β наклона, где, как предполагается, происходит газо-газовый теплообмен с более высоким объемным расходом потока в кожухе, такой как в результате испарения, сгорания и/или нагревания текучей среды в кожухе. Малый угол α наклона спирали тем самым может обусловливать завихрение поступающего двухфазного потока по спиральному маршруту со скоростью, достаточной для того, чтобы избежать разделения фаз. Поскольку текучая среда в кожухе представляет собой газо-газовое сочетание вблизи выпуска 48, может быть использован угол β наклона спирали, больший, чем угол α наклона спирали, тем самым приводя к меньшему падению давления, чем там, где угол α используют вдоль всей длины кожуха 44.
В некоторых вариантах исполнения перегородки, находящиеся между впуском 46 на кожухе и выпуском 48 кожуха, могут иметь угол γ наклона спирали, промежуточный между углами α, β наклона спирали. Например, углы наклона спиральных перегородок 50 могут постепенно увеличиваться или уменьшаться от впуска 46 до выпуска 48, в зависимости от типа технологической операции (например, конденсация, испарение и т.д.). В других вариантах исполнения углы наклона спиральных перегородок 50 могут иметь одно или более ступенчатых изменений.
Как упомянуто выше, теплообменники, имеющие перегородки с переменным углом наклона спирали согласно представленным здесь вариантам исполнения, могут быть применимыми там, где предполагается двухфазный поток текучей среды. Меньшие углы наклона спирали, где ожидается двухфазное течение, могут обеспечивать более высокую скорость течения паровой фазы во избежание разделения фаз в кожухе. Углы наклона спиральных перегородок вблизи впуска и выпуска могут представлять собой функцию относительных плотностей двух фаз, размера частиц или капелек твердых веществ и/или жидкостей (относящихся к скорости транспортирования частиц или капелек), типичных скоростей подачи, величин расхода подачи при частичной нагрузке или при работе в условиях выведения из режима, повышения температуры текучей среды в кожухе и прочих переменных параметров, как известно квалифицированным специалистам в этой области технологии.
В описанных здесь вертикальных комбинированных теплообменниках типа сырье/продукт могут быть применены перегородки, имеющие приблизительный угол наклона спирали в пределах диапазона от около 5 до 45° включительно. Любая комбинация углов α, β и γ наклона перегородок (если таковые присутствуют), которая создает надлежащий угол наклона спирали, может быть использована в соответствии с представленными здесь вариантами исполнения.
Например, в некоторых вариантах исполнения угол α наклона спирали может быть в пределах диапазона от около 5 до около 45°; в пределах диапазона от около 5 до около 35° в других вариантах исполнения и от около 5 до около 25° в других дополнительных вариантах исполнения.
В других вариантах исполнения угол β наклона перегородки может быть в пределах диапазона от 15 до около 45°; в пределах диапазона от около 25 до около 45° в других вариантах исполнения и от около 35 до около 45° в других дополнительных вариантах исполнения.
Теплообменники согласно представленным здесь вариантам исполнения преимущественно могут быть использованы с текучими средами в кожухе, имеющими две или более фаз. Преимущественно теплообменники согласно раскрытым здесь вариантам исполнения могут предусматривать такую скорость течения текучей среды в кожухе, чтобы свести к минимуму или избежать разделения фаз текучих сред, протекающих через кожух, например, с помощью перегородок с малым углом наклона спирали, где предполагается двухфазное течение. Дополнительно, применение увеличенных углов наклона спирали, где ожидается однофазное течение, может преимущественно обеспечивать меньшее падение давления, чем там, где по всему кожуху используют постоянный угол наклона. Таким образом, по сравнению с традиционными теплообменниками, имеющими перегородки с постоянным углом наклона спирали, теплообменники согласно раскрытым здесь вариантам исполнения могут поддерживать двухфазное течение даже при значительно сниженных уровнях пропускной способности, тем самым преимущественно обеспечивая более широкий диапазон величин пропускной способности.
В то время как описание включает ограниченное число вариантов исполнения, квалифицированным специалистам в этой области техники, для которых настоящее изобретение будет полезным, будет понятно, что могут быть разработаны другие варианты исполнения, которые не выходят за пределы области настоящего изобретения. Соответственно этому данная область должна быть ограничена только прилагаемыми пунктами формулы изобретения.
Claims (20)
1. Теплообменник, включающий кожух, имеющий впуск для текучей среды и выпуск для текучей среды;
множество перегородок, установленных в кожухе для направления текучей среды в спиралеобразное течение через кожух;
причем угол α наклона спиральных перегородок вблизи впуска является иным, чем угол β наклона спиральных перегородок вблизи выпуска.
2. Теплообменник по п.1, в котором угол β наклона спирали является меньшим, чем угол α наклона спирали.
3. Теплообменник по п.1, в котором угол α наклона спирали является меньшим, чем угол β наклона спирали.
4. Теплообменник по п.1, в котором угол наклона спирали множества перегородок уменьшается от впуска для текучей среды до выпуска для текучей среды.
5. Теплообменник по п.1, в котором угол наклона спирали множества перегородок увеличивается от впуска для текучей среды до выпуска для текучей среды.
6. Теплообменник по п.1, в котором перегородка, находящаяся между перегородкой вблизи впуска и перегородкой вблизи выпуска, имеет угол γ наклона спирали, промежуточный между углами α и β наклона спирали.
7. Теплообменник по п.1, в котором угол α наклона спирали является меньшим, чем угол β наклона спирали, причем угол α наклона спирали находится в пределах диапазона от около 5 до около 35°, и угол β наклона спирали находится в пределах диапазона от около 15 до около 45°.
8. Теплообменник по п.7, в котором угол α наклона спирали находится в пределах диапазона от около 5 до около 25°.
9. Кожухотрубный теплообменник, включающий входной коллектор со стороны труб, имеющий в нем впуск для первой текучей среды; выходной коллектор со стороны труб, имеющий в нем выпуск для первой текучей среды; множество труб, проходящих между коллекторами и сообщающихся с ними по текучей среде; кожух, проходящий между коллекторами и охватывающий указанные трубы, причем кожух имеет впуск для второй текучей среды и выпуск для второй текучей среды;
множество перегородок, установленных в кожухе для направления второй текучей среды в спиралеобразное течение через кожух;
причем угол α наклона спиральной перегородки вблизи впуска для второй текучей среды является иным, чем угол β наклона спиральной перегородки вблизи выпуска для второй текучей среды.
10. Теплообменник по п.9, в котором угол β наклона спирали является меньшим, чем угол α наклона спирали.
11. Теплообменник по п.9, в котором угол α наклона спирали является меньшим, чем угол β наклона спирали.
12. Теплообменник по п.9, в котором угол наклона спирали множества перегородок уменьшается от впуска для текучей среды до выпуска для текучей среды.
13. Теплообменник по п.9, в котором угол наклона спирали множества перегородок увеличивается от впуска для текучей среды до выпуска для текучей среды.
14. Теплообменник по п.9, в котором перегородка, находящаяся между перегородкой вблизи впуска и перегородкой вблизи выпуска, имеет угол γ наклона спирали, промежуточный между углами α и β наклона спирали.
15. Теплообменник по п.9, в котором угол α наклона спирали является меньшим, чем угол β наклона спирали, и в котором угол α наклона спирали находится в пределах диапазона от около 5 до около 35° и в котором угол β наклона спирали находится в пределах диапазона от около 15 до около 45°.
16. Теплообменник по п.15, в котором угол α наклона спирали находится в пределах диапазона от около 5 до около 25°.
17. Способ теплообмена со смешанно-фазной текучей средой, причем способ включает стадии, на которых подают смешанно-фазную текучую среду, включающую пар и по меньшей мере одно из увлекаемой жидкости и увлекаемого твердого вещества, в теплообменник, причем теплообменник включает кожух, имеющий впуск для текучей среды и выпуск для текучей среды;
множество перегородок, установленных в кожухе для направления текучей среды в спиралеобразное течение через кожух;
преобразуют смешанно-фазную текучую среду, по существу, полностью в пар и производят косвенный теплообмен между смешанно-фазной текучей средой и теплообменной средой;
- 5 017912 причем угол α наклона спиральной перегородки вблизи впуска поддерживает скорость смешаннофазной текучей среды более высокой, чем предельная скорость увлеченных жидкости или твердого вещества;
угол β наклона спиральной перегородки вблизи выпуска является большим, чем угол α наклона спиральной перегородки вблизи впуска.
18. Способ по п.17, в котором стадия преобразования включает испарение увлеченной жидкости.
19. Способ по п.17, в котором стадия преобразования включает сгорание увлеченного твердого вещества.
20. Способ по п.17, в котором угол α наклона спирали находится в пределах диапазона от около 5 до около 35° и в котором угол β наклона спирали находится в пределах диапазона от около 15 до около 45°.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US12/133,917 US20090301699A1 (en) | 2008-06-05 | 2008-06-05 | Vertical combined feed/effluent heat exchanger with variable baffle angle |
| PCT/US2009/044605 WO2009148822A2 (en) | 2008-06-05 | 2009-05-20 | Vertical combined feed/effluent heat exchanger with variable baffle angle |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201071432A1 EA201071432A1 (ru) | 2011-06-30 |
| EA017912B1 true EA017912B1 (ru) | 2013-04-30 |
Family
ID=41398773
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201071432A EA017912B1 (ru) | 2008-06-05 | 2009-05-20 | Вертикальный комбинированный теплообменник типа "сырье/продукт" с переменным углом перегородок |
Country Status (28)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20090301699A1 (ru) |
| EP (1) | EP2315994B1 (ru) |
| JP (2) | JP5237444B2 (ru) |
| KR (1) | KR101256733B1 (ru) |
| CN (1) | CN102047062A (ru) |
| AR (1) | AR072067A1 (ru) |
| AU (1) | AU2009255450B2 (ru) |
| BR (1) | BRPI0911382B1 (ru) |
| CA (1) | CA2726121C (ru) |
| CL (1) | CL2009001364A1 (ru) |
| CO (1) | CO6311036A2 (ru) |
| DK (1) | DK2315994T3 (ru) |
| EA (1) | EA017912B1 (ru) |
| EC (1) | ECSP11010743A (ru) |
| ES (1) | ES2585566T3 (ru) |
| IL (1) | IL209550A0 (ru) |
| MX (1) | MX2010013229A (ru) |
| MY (1) | MY159341A (ru) |
| NZ (1) | NZ589501A (ru) |
| PE (1) | PE20100437A1 (ru) |
| PH (1) | PH12013501095B1 (ru) |
| PL (1) | PL2315994T3 (ru) |
| PT (1) | PT2315994T (ru) |
| SG (1) | SG191645A1 (ru) |
| TW (1) | TWI372232B (ru) |
| UA (1) | UA101194C2 (ru) |
| WO (1) | WO2009148822A2 (ru) |
| ZA (1) | ZA201008783B (ru) |
Families Citing this family (38)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL2006776C2 (en) * | 2011-05-13 | 2012-11-14 | Friesland Brands Bv | Evaporator system. |
| EP2600092A1 (en) | 2011-12-01 | 2013-06-05 | Cockerill Maintenance & Ingenierie S.A. | Vertical heat exchanger |
| DK177774B1 (en) | 2013-04-11 | 2014-06-23 | Spx Flow Technology Danmark As | HYGIENIC HEAT EXCHANGE AND METHOD FOR PREPARING A HYGIENIC HEAT EXCHANGE |
| US20150083382A1 (en) * | 2013-09-24 | 2015-03-26 | Zoneflow Reactor Technologies, LLC | Heat exchanger |
| EP2887001A1 (en) | 2013-12-18 | 2015-06-24 | Casale Sa | Tube heat exchange unit for internals of heat exchangers or reactors |
| DE102014201908A1 (de) * | 2014-02-03 | 2015-08-06 | Duerr Cyplan Ltd. | Verfahren zur Führung eines Fluidstroms, Strömungsapparat und dessen Verwendung |
| KR20210031769A (ko) * | 2014-05-13 | 2021-03-22 | 에어 프로덕츠 앤드 케미칼스, 인코오포레이티드 | 합성 가스를 냉각시키기 위한 열 교환 디바이스 및 그의 조립 방법 |
| US9783431B2 (en) * | 2014-05-28 | 2017-10-10 | Katz Water Tech, Llc | Apparatus and method to remove contaminates from a fluid |
| CN104048530B (zh) * | 2014-06-24 | 2016-04-20 | 中建材（合肥）粉体科技装备有限公司 | 弯道缓流式粉体冷却器 |
| US20160018168A1 (en) * | 2014-07-21 | 2016-01-21 | Nicholas F. Urbanski | Angled Tube Fins to Support Shell Side Flow |
| AU2015350516B2 (en) | 2014-11-17 | 2018-08-02 | Exxonmobil Upstream Research Company | Liquid collection system |
| EP3115734A1 (en) | 2015-07-06 | 2017-01-11 | Casale SA | Shell-and-tube equipment with antivibration baffles and related assembling method |
| EP3159649B1 (en) * | 2015-10-23 | 2020-03-04 | Hamilton Sundstrand Corporation | Heat exchangers |
| KR102072087B1 (ko) | 2015-11-19 | 2020-01-31 | 주식회사 엘지화학 | 고진공 직렬 응축기 |
| RU2727110C2 (ru) * | 2016-04-14 | 2020-07-20 | Линде Акциенгезельшафт | Спирально закрученный теплообменник |
| KR102444996B1 (ko) * | 2016-07-19 | 2022-09-20 | 러머스 테크놀러지 인코포레이티드 | 공급 유출 열교환기 |
| EP3851782A1 (en) | 2016-10-07 | 2021-07-21 | Hamilton Sundstrand Corporation | Heat exchangers |
| WO2018144499A1 (en) | 2017-01-31 | 2018-08-09 | Sierra Nevada Corporation | Low-gravity water capture device |
| US10371422B2 (en) | 2017-02-13 | 2019-08-06 | Daikin Applied Americas Inc. | Condenser with tube support structure |
| ES2844382T3 (es) | 2017-05-24 | 2021-07-22 | Cockerill Maintenance & Ingenierie Sa | Intercambiador de calor para generador de vapor de sal fundida en una planta de energía solar concentrada |
| CA3073808A1 (en) * | 2017-08-28 | 2019-03-07 | Watlow Electric Manufacturing Company | Continuous helical baffle heat exchanger |
| WO2019115306A1 (en) | 2017-12-11 | 2019-06-20 | Cockerill Maintenance & Ingenierie S.A. | Heat exchanger for a molten salt steam generator in a concentrated solar power plant (iii) |
| ES2885829T3 (es) | 2017-12-22 | 2021-12-15 | Cockerill Maintenance & Ingenierie Sa | Intercambiador de calor para un generador de vapor de sal fundida en una planta de energía solar concentrada (III) |
| CN111397405B (zh) * | 2018-07-20 | 2020-12-25 | 山东大学 | 一种汽液两相流换热管 |
| US11660557B2 (en) | 2018-08-27 | 2023-05-30 | Sierra Space Corporation | Low-gravity water capture device with water stabilization |
| CN109595952A (zh) * | 2018-12-20 | 2019-04-09 | 佛山市天地元净化设备有限公司 | 一种压缩空气冷冻式干燥机换热的结构 |
| EP3689433A1 (en) * | 2019-01-29 | 2020-08-05 | Yara International ASA | High pressure strippers for use in urea plants |
| CN109776376A (zh) * | 2019-03-15 | 2019-05-21 | 湘潭大学 | 连续合成4-溴-2-对氯-5-三氟甲基吡咯-3-腈的装置及合成方法 |
| CH716236A2 (de) * | 2019-05-28 | 2020-11-30 | Streiff Felix | Rohrbündel-Wärmeübertrager mit Einbauelementen aus Umlenkflächen und Leitstegen. |
| US11287196B2 (en) * | 2019-05-31 | 2022-03-29 | Lummus Technology Llc | Helically baffled heat exchanger |
| CN110373315A (zh) * | 2019-07-04 | 2019-10-25 | 乐山勤力农业开发有限公司 | 一种新型沼气发酵的进料加热方法 |
| RU2734614C1 (ru) * | 2019-09-18 | 2020-10-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Калининградский государственный технический университет" | Кожухотрубный теплообменник |
| KR102214267B1 (ko) * | 2019-12-05 | 2021-02-10 | (주)대주기계 | 흡착식 에어 드라이어 재생히터 |
| WO2021220125A1 (en) * | 2020-04-30 | 2021-11-04 | Forbes Marshall Private Limited | A device for separating moisture from wet steam |
| CN116057344A (zh) | 2020-08-10 | 2023-05-02 | 法国德西尼布能源简化股份公司 | 管壳式热交换器、热交换方法和热交换器的用途 |
| CN112710169B (zh) * | 2020-12-07 | 2022-07-29 | 上海中器环保科技有限公司 | 一种废油再生精馏催化系统余热利用装置 |
| CN114405413B (zh) * | 2021-12-09 | 2023-04-28 | 西安航天华威化工生物工程有限公司 | 一种正丁烷法生产顺酐的反应装置 |
| CN117266954A (zh) * | 2023-09-18 | 2023-12-22 | 北京博睿鼎能动力科技有限公司 | 液态二氧化碳储能系统 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4454911A (en) * | 1980-11-11 | 1984-06-19 | Morteza Arbabian | Waste water heat recovery apparatus |
| KR200206338Y1 (ko) * | 2000-07-19 | 2000-12-01 | 아텍 엔지니어링주식회사 | 열교환기 |
| WO2005019758A1 (en) * | 2003-08-20 | 2005-03-03 | Abb Lummus Global Inc. | Heat exchanger |
| JP2005536706A (ja) * | 2002-06-24 | 2005-12-02 | アブ リサーチ リミテッド | 熱交換器 |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US948835A (en) * | 1910-02-08 | Bruce Walter | Ammonia-condenser. | |
| US1525094A (en) * | 1921-03-05 | 1925-02-03 | Griscom Russell Co | Multivane cooler |
| US3400758A (en) * | 1966-05-16 | 1968-09-10 | United Aircraft Prod | Helical baffle means in a tubular heat exchanger |
| US3498370A (en) * | 1968-05-06 | 1970-03-03 | Joseph E Raggs | Heat exchanger |
| JPS5214858B2 (ru) * | 1971-12-13 | 1977-04-25 | ||
| JPS51119049U (ru) * | 1975-03-24 | 1976-09-27 | ||
| JPS5912294A (ja) * | 1982-07-12 | 1984-01-21 | Kamui Sangyo Kk | 多管式熱交換器の製造方法 |
| JPS59173695A (ja) * | 1983-03-22 | 1984-10-01 | Osamu Fukuya | 熱交換器におけるらせんバツフル |
| JPS6036854A (ja) * | 1983-08-10 | 1985-02-26 | 株式会社荏原製作所 | 凝縮器 |
| JP2573806Y2 (ja) * | 1991-07-23 | 1998-06-04 | 三菱重工業株式会社 | シェル・アンド・チューブ式吸収凝縮器 |
| US5454429A (en) * | 1992-05-23 | 1995-10-03 | Neurauter; Peter | Rods and mandrel turbulators for heat exchanger |
| JPH08261686A (ja) * | 1995-03-28 | 1996-10-11 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 熱交換器及び該熱交換器における邪魔板の製造方法 |
| US5832991A (en) * | 1995-12-29 | 1998-11-10 | Cesaroni; Joseph Anthony | Tube and shell heat exchanger with baffle |
| GB9820712D0 (en) * | 1998-09-24 | 1998-11-18 | Btr Industries Ltd | Heat exchanger |
| CA2384375A1 (en) * | 1999-09-10 | 2001-03-15 | Martin R. Kasprzyk | Insert for a radiant tube |
| ATE351941T1 (de) * | 2000-03-14 | 2007-02-15 | Walzen Irle Gmbh | Rotierbare walze |
| US7740057B2 (en) * | 2007-02-09 | 2010-06-22 | Xi'an Jiaotong University | Single shell-pass or multiple shell-pass shell-and-tube heat exchanger with helical baffles |
-
2008
- 2008-06-05 US US12/133,917 patent/US20090301699A1/en not_active Abandoned
-
2009
- 2009-05-15 TW TW098116182A patent/TWI372232B/zh active
- 2009-05-20 CA CA2726121A patent/CA2726121C/en active Active
- 2009-05-20 BR BRPI0911382A patent/BRPI0911382B1/pt active IP Right Grant
- 2009-05-20 JP JP2011512523A patent/JP5237444B2/ja active Active
- 2009-05-20 CN CN2009801205044A patent/CN102047062A/zh active Pending
- 2009-05-20 DK DK09758983.2T patent/DK2315994T3/en active
- 2009-05-20 ES ES09758983.2T patent/ES2585566T3/es active Active
- 2009-05-20 EP EP09758983.2A patent/EP2315994B1/en active Active
- 2009-05-20 EA EA201071432A patent/EA017912B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2009-05-20 KR KR1020107028913A patent/KR101256733B1/ko active IP Right Grant
- 2009-05-20 PL PL09758983T patent/PL2315994T3/pl unknown
- 2009-05-20 MX MX2010013229A patent/MX2010013229A/es active IP Right Grant
- 2009-05-20 MY MYPI2010005774A patent/MY159341A/en unknown
- 2009-05-20 PT PT97589832T patent/PT2315994T/pt unknown
- 2009-05-20 NZ NZ589501A patent/NZ589501A/en not_active IP Right Cessation
- 2009-05-20 WO PCT/US2009/044605 patent/WO2009148822A2/en active Application Filing
- 2009-05-20 AU AU2009255450A patent/AU2009255450B2/en active Active
- 2009-05-20 UA UAA201014495A patent/UA101194C2/ru unknown
- 2009-05-20 SG SG2013043112A patent/SG191645A1/en unknown
- 2009-06-04 PE PE2009000772A patent/PE20100437A1/es not_active Application Discontinuation
- 2009-06-05 CL CL2009001364A patent/CL2009001364A1/es unknown
- 2009-06-05 AR ARP090102048A patent/AR072067A1/es not_active Application Discontinuation
-
2010
- 2010-11-24 IL IL209550A patent/IL209550A0/en unknown
- 2010-12-07 ZA ZA2010/08783A patent/ZA201008783B/en unknown
- 2010-12-09 CO CO10154861A patent/CO6311036A2/es active IP Right Grant
-
2011
- 2011-01-05 EC EC2011010743A patent/ECSP11010743A/es unknown
-
2013
- 2013-03-27 JP JP2013066371A patent/JP5671087B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2013-05-29 PH PH12013501095A patent/PH12013501095B1/en unknown
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4454911A (en) * | 1980-11-11 | 1984-06-19 | Morteza Arbabian | Waste water heat recovery apparatus |
| KR200206338Y1 (ko) * | 2000-07-19 | 2000-12-01 | 아텍 엔지니어링주식회사 | 열교환기 |
| JP2005536706A (ja) * | 2002-06-24 | 2005-12-02 | アブ リサーチ リミテッド | 熱交換器 |
| WO2005019758A1 (en) * | 2003-08-20 | 2005-03-03 | Abb Lummus Global Inc. | Heat exchanger |
Also Published As
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EA017912B1 (ru) | Вертикальный комбинированный теплообменник типа "сырье/продукт" с переменным углом перегородок | |
| KR101335479B1 (ko) | 파이프 | |
| JP2014504199A (ja) | 交液流デバイス用のインサイチュでの蒸発器および復熱器 | |
| CN1192187C (zh) | 燃烧矿物燃料的蒸汽发生器 | |
| CN113701137B (zh) | 一种均温板分布优化的蒸汽锅炉 | |
| WO2019045599A1 (ru) | Кожухотрубные теплообменники в процессах дегидрирования углеводородов с3-с5 (варианты) | |
| CN113137883A (zh) | 一种直线均温板夹角高度变化的重力热管 | |
| BR112013013082B1 (pt) | processador de partícula gasosa e método para processar partícula gasosa | |
| JP6487048B2 (ja) | 高真空直列凝縮器 | |
| RU2749474C1 (ru) | Вертикальный кожухотрубчатый теплообменник | |
| CN113669712B (zh) | 一种上升管均温板间距控制的蒸汽锅炉 | |
| RU2769704C2 (ru) | Теплоотводящий кластер катализатора и конструкция трубки | |
| CN114370778B (zh) | 一种多弧形壁速度场引流重力热管 | |
| FI115466B (fi) | Nestemäisiä ja kaasumaisia hiilivetyjä sisältävän seoksen termisesti hajottava laitteisto | |
| US20140231027A1 (en) | Compact total evaporator and device for carrying out the controlled mixing, evaporating and/or reaction of a number of fluids | |
| CN113137881A (zh) | 一种流通面积高度变化的重力热管 | |
| CN113137884A (zh) | 一种下角沿着高度变化重力热管 | |
| CN113280358A (zh) | 一种烟道分配器热管均温的换热计算方法 | |
| CN113804021A (zh) | 一种直线引流板总弧度沿着长度变化的管壳式换热器 | |
| CN113790618A (zh) | 一种管壳式换热器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): KG MD TJ |
|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY TM |