ES2381609T3 - Heat exchanger shell assembly and mounting method - Google Patents
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Abstract
Description
Montaje de coraza de intercambiador de calor y método de montaje Heat exchanger shell assembly and mounting method
La presente invención se refiere a un montaje de coraza de intercambiador de calor y a un método de montaje de la estructura de coraza del intercambiador de calor. The present invention relates to a heat exchanger shell assembly and a method of mounting the heat exchanger shell structure.
Un intercambiador de calor de coraza y tubo es un intercambiador de calor indirecto. El calor se transfiere entre un fluido que pasa a través de los tubos de un haz de tubos (el lado del tubo) que se extiende en una coraza de intercambiador de calor, y un fluido que pasa a través del espacio fuera de los tubos (el lado de la coraza). Los A shell and tube heat exchanger is an indirect heat exchanger. Heat is transferred between a fluid that passes through the tubes of a bundle of tubes (the side of the tube) that extends into a heat exchanger shell, and a fluid that passes through the space outside the tubes ( the side of the shell). The
15 detalles de los intercambiadores de calor de coraza y tubo pueden encontrarse, por ejemplo, en Perry’s Chemical Engineers’ Handbook, 7ª edición, 1997, McGraw-Hill Inc., página 11-33 a 11-46. 15 details of the shell and tube heat exchangers can be found, for example, in Perry’s Chemical Engineers ’Handbook, 7th edition, 1997, McGraw-Hill Inc., page 11-33 to 11-46.
Los intercambiadores de calor de coraza y tubo pueden distinguirse de acuerdo con el número de pases para fluido en el lado de la coraza y en el lado del tubo. En cada pase, el fluido respectivo fluye sustancialmente a lo largo de la longitud completa del intercambiador de calor, que típicamente es horizontalmente alargado. En los múltiples pases de la coraza, el flujo de fluido serpentea una pluralidad de veces de un lado a otro la longitud de la coraza. Shell and tube heat exchangers can be distinguished according to the number of fluid passes on the side of the shell and on the side of the tube. In each pass, the respective fluid flows substantially along the entire length of the heat exchanger, which is typically horizontally elongated. In the multiple passes of the shell, the fluid flow snakes a plurality of times from side to side the length of the shell.
La coraza del intercambiador de calor tiene una boquilla de entrada y una boquilla de salida para el fluido del lado de la coraza. Para un intercambiador de calor con un único pase del lado de la coraza, una boquilla de entrada está The heat exchanger shell has an inlet nozzle and an outlet nozzle for the shell side fluid. For a heat exchanger with a single shell side pass, an inlet nozzle is
25 típicamente dispuesta en un extremo de la coraza, en particular en la parte superior de la coraza, y una boquilla de salida está dispuesta en el lado opuesto, en particular en la parte inferior. Lo mismo ocurre para un número impar de pases. En el caso de dos pases de coraza (o de hecho un número par), la boquilla de entrada y la de salida están adecuadamente dispuestas en el mismo extremo. 25 typically disposed at one end of the shell, in particular at the top of the shell, and an outlet nozzle is disposed on the opposite side, in particular at the bottom. The same goes for an odd number of passes. In the case of two shell passes (or indeed an even number), the inlet and outlet nozzle are properly disposed at the same end.
Cuando se actualiza un intercambiador de calor tal como para un uso modificado o para una actuación mejorada, puede desearse adaptar el número de pases. Por ejemplo, si se quiere instalar un haz de tubos con soportes transversales que comprenden deflectores metálicos expandidos, puede ser preferente un mayor número de pases del lado de la coraza para una actuación óptima. El metal expandido se produce a partir de una lámina metálica que se corta y se expande. Los deflectores metálicos expandidos son conocidos por ejemplo por las solicitudes 35 internacionales de patente con números de publicación WO 2003/067170, WO 2005/015107 y WO 2005/061982, incorporados en el presente documento a modo de referencia, y resultan tener ventajas significativas en la práctica, tales como menos tendencia a contaminarse, caída de baja presión, y una mejor transferencia de calor debido a la turbulencia creada en el fluido de la coraza. En deflectores metálicos expandidos que abarcan la sección transversal del pase disponible de coraza, el flujo del fluido de la coraza es longitudinal. En un intercambiador de calor convencional que usa deflectores segmentarios, el flujo serpentea incluso con un pase del lado de la coraza a lo largo del recorrido principal de flujo en la coraza, de manera que la longitud efectiva del flujo del lado de la coraza es más larga que la extensión longitudinal de la coraza. Cuando se usan los deflectores metálicos expandidos, es preferente usar un número mayor de pases del lado de la coraza para optimizar la longitud del recorrido del flujo de la coraza, y esto puede hacerse particularmente a la vista de la caída de baja presión provocada por los deflectores When updating a heat exchanger such as for modified use or for improved performance, it may be desired to adapt the number of passes. For example, if a beam of tubes with transverse supports comprising expanded metal baffles is to be installed, a larger number of passes on the side of the shell may be preferred for optimum performance. The expanded metal is produced from a metal sheet that is cut and expanded. Expanded metal baffles are known, for example, from international patent applications with publication numbers WO 2003/067170, WO 2005/015107 and WO 2005/061982, incorporated herein by reference, and prove to have significant advantages in practice, such as less tendency to contaminate, low pressure drop, and better heat transfer due to the turbulence created in the shell fluid. In expanded metal baffles that span the cross section of the available shell pass, the flow of the shell fluid is longitudinal. In a conventional heat exchanger that uses segmental baffles, the flow snakes even with a shell side pass along the main flow path in the shell, so that the effective length of the shell side flow is more long than the longitudinal extension of the shell. When expanded metal baffles are used, it is preferred to use a larger number of passes on the shell side to optimize the length of the shell flow path, and this can be done particularly in view of the low pressure drop caused by the baffles
45 metálicos expandidos. 45 expanded metal.
Un problema aparece cuando el número de pases del lado de la coraza quiere cambiarse entre par e impar, ya que entones una de las boquillas está colocada inadecuadamente. En principio, puede preverse disponer un recorrido interno de flujo para el fluido del lado de la coraza desde un extremo de la coraza al otro. Es un objeto de la invención proporcionar una disposición de coraza de intercambiador de calor que permita modificar el número de pases del lado de la coraza. A problem appears when the number of passes on the side of the shell wants to change between odd and even, since then one of the nozzles is placed improperly. In principle, it is possible to provide an internal flow path for the fluid on the side of the shell from one end of the shell to the other. It is an object of the invention to provide a heat exchanger shell arrangement that allows modifying the number of passes on the side of the shell.
55 Con este fin la presente invención proporciona una disposición de coraza de intercambiador de calor que comprende una coraza externa que tiene una boquilla en su lado inferior; un miembro de coraza interna dentro de la coraza externa y que forma un espacio intermedio con la coraza externa, teniendo el miembro de coraza interna una abertura en su lado inferior; en el que la disposición comprende además un miembro sello dispuesto para encajar en el espacio intermedio, proporcionando el miembro sello un pasillo sellado para el fluido entre la abertura y la boquilla. For this purpose the present invention provides a heat exchanger shell arrangement comprising an outer shell having a nozzle on its lower side; an inner shell member within the outer shell and forming an intermediate space with the outer shell, the inner shell member having an opening in its lower side; wherein the arrangement further comprises a seal member arranged to fit in the intermediate space, the seal member providing a sealed passage for fluid between the opening and the nozzle.
Al disponer un miembro de coraza interna, es posible dirigir el fluido del lado de la coraza desde un extremo de la coraza al otro, usando el espacio intermedio. El espacio de coraza interna, en que se colocará el intercambio real de calor con un haz de tubos, necesita estar sellado contra el espacio intermedio, ya que de otra manera el fluido del 65 lado de la coraza podría fluir a lo largo de una ruta con atajo, disminuyendo la eficiencia de transferencia de calor. Se proporciona un miembro sello entre el miembro de coraza interna y la coraza externa con este fin. By arranging an inner shell member, it is possible to direct the fluid from the side of the shell from one end of the shell to the other, using the intermediate space. The internal shell space, in which the actual heat exchange with a tube bundle will be placed, needs to be sealed against the intermediate space, since otherwise the fluid on the side of the shell could flow along a path with shortcut, decreasing heat transfer efficiency. A seal member is provided between the inner shell member and the outer shell for this purpose.
Preferentemente, el miembro sello es un miembro sello de gravedad, en el que la fuerza de la gravedad ejercida sobre el miembro sello por el miembro de coraza interna proporciona la fuerza de sellado. En particular, el miembro sello no está conectado al menos a uno de la coraza externa y el miembro de coraza interna, preferentemente no está conectado a la coraza externa y al miembro de coraza interna. Esto permite una instalación particularmente fácil Preferably, the seal member is a gravity seal member, in which the force of gravity exerted on the seal member by the inner shell member provides the sealing force. In particular, the seal member is not connected to at least one of the outer shell and the inner shell member, preferably not connected to the outer shell and to the inner shell member. This allows a particularly easy installation
5 de la disposición de la coraza, ya que el miembro de sellado puede empujarse al espacio intermedio después de que el miembro de coraza interna se haya dispuesto en la coraza externa, y el sellado se realiza de manera simple descendiendo la coraza interna de manera que su peso, adecuadamente junto con el peso del haz de tubos, ejerza la fuerza de sellado para el miembro de sellado. Además, al no conectar la coraza interna y externa a través del medio de sellado, puede satisfacerse la diferente expansión de temperatura entre la coraza externa y el miembro de coraza interna. 5 of the shell arrangement, since the sealing member can be pushed into the intermediate space after the inner shell member has been disposed in the outer shell, and the sealing is performed simply by lowering the inner shell so that its weight, suitably together with the weight of the tube bundle, exert the sealing force for the sealing member. Furthermore, by not connecting the inner and outer shell through the sealing means, the different temperature expansion between the outer shell and the inner shell member can be satisfied.
Los intercambiadores de calor como los definidos en el preámbulo de la reivindicación 1 son conocidos por los documentos BE-A-449817, US-A-2006/0289153, DE-A-102005049067 y NL-A-7212921, ninguno de estos describe un miembro sello que proporciona un pasillo sellado de acuerdo con la presente invención. Heat exchangers as defined in the preamble of claim 1 are known from documents BE-A-449817, US-A-2006/0289153, DE-A-102005049067 and NL-A-7212921, none of which describes a seal member that provides a sealed passage in accordance with the present invention.
15 En una realización adecuada, el miembro sello es una placa que tiene una superficie superior y una superficie inferior que están dispuestas para ajustarse a la coraza externa y al miembro de coraza interna que rodean la boquilla y la abertura, preferentemente comprendiendo una junta en la superficie superior y/o inferior. In a suitable embodiment, the seal member is a plate having an upper surface and a lower surface that are arranged to fit the outer shell and inner shell member surrounding the nozzle and the opening, preferably comprising a gasket in the upper and / or lower surface.
En una realización particular, la boquilla forma una primera boquilla de la coraza externa y la abertura forma la primera abertura del miembro de coraza interna, la coraza externa comprende además una segunda boquilla y el miembro de coraza interna comprende una segunda abertura, y la segunda boquilla y la segunda abertura están dispuestas para estar en comunicación fluida a través del espacio intermedio. In a particular embodiment, the nozzle forms a first nozzle of the outer shell and the opening forms the first opening of the inner shell member, the outer shell further comprises a second nozzle and the inner shell member comprises a second opening, and the second nozzle and the second opening are arranged to be in fluid communication through the intermediate space.
25 La invención proporciona además un método de montaje de un intercambiador de calor, que comprende proporcionar una coraza externa que tiene una boquilla en su lado inferior y una miembro de coraza interna que tiene una abertura; deslizar el miembro de coraza interna a la coraza externa para formar un espacio intermedio con la coraza externa y para alcanzar una posición en la que la abertura esté por encima de la boquilla; disponer el miembro de coraza interna en una posición elevada en la coraza externa; deslizar un miembro sello al espacio intermedio, proporcionando el miembro sello un pasillo para el fluido entre la abertura y la boquilla; y descender el miembro de coraza interna para que la fuerza de la gravedad ejercida sobre el miembro sello actúe como una fuerza de sellado. The invention further provides a method of mounting a heat exchanger, which comprises providing an outer shell having a nozzle on its lower side and an inner shell member having an opening; sliding the inner shell member to the outer shell to form an intermediate space with the outer shell and to reach a position where the opening is above the nozzle; arranging the inner shell member in an elevated position in the outer shell; sliding a seal member to the intermediate space, the seal member providing a passage for fluid between the opening and the nozzle; and lowering the inner shell member so that the force of gravity exerted on the seal member acts as a sealing force.
35 El método es particularmente útil para reformar un intercambiador de calor, en el que la coraza externa se mantiene y un nuevo haz de tubos se dispone dentro del miembro de coraza interna. The method is particularly useful for reforming a heat exchanger, in which the outer shell is maintained and a new tube bundle is disposed within the inner shell member.
La invención se describirá ahora con más detalle y con referencia a los dibujos acompañantes, en los que The invention will now be described in more detail and with reference to the accompanying drawings, in which
La Figura 1 muestra esquemáticamente un intercambiador de calor con un montaje de coraza de intercambiador de calor de acuerdo con la invención; Figure 1 schematically shows a heat exchanger with a heat exchanger shell assembly according to the invention;
45 La Figura 2 muestra el intercambiador de calor de la Figura 1 en sección transversal a lo largo de la línea II-II; La Figura 3 muestra esquemáticamente una vista superior del miembro sello 25 en las Figuras 1 y 2. Figure 2 shows the heat exchanger of Figure 1 in cross section along the line II-II; Figure 3 schematically shows a top view of the seal member 25 in Figures 1 and 2.
En las que se usan los mismos números de referencia en diferentes Figuras, refiriéndose a los mismos objetos u objetos similares. In which the same reference numbers are used in different Figures, referring to the same objects or similar objects.
Se hace referencia a las Figuras 1-3 que muestran esquemáticamente un intercambiador de calor 1 que incluye un montaje o estructura de coraza de intercambiador de calor 2 de acuerdo con la invención. El montaje de coraza de Reference is made to Figures 1-3 schematically showing a heat exchanger 1 that includes a heat exchanger shell assembly or structure 2 according to the invention. The shell assembly of
55 intercambiador de calor 2 comprende una coraza externa 4 y un miembro de coraza interna 5. La coraza externa 4 tiene una boquilla de entrada 8 (segunda boquilla) en su lado superior y una boquilla de salida 9 (primera boquilla) en su lado inferior. El miembro de coraza interna 5 se extiende cilíndricamente entre una lámina de tubo 12 y una cabeza flotante 14, formando de este modo un espacio intermedio 16 con la coraza externa. El miembro de coraza interna tiene una abertura de entrada (segunda abertura) 21 en forma de una pluralidad de agujeros alrededor de su lado superior cerca del lado opuesto a la boquilla de entrada 8, y una abertura de salida 23 (primera abertura) en su lado inferior en el mismo extremo. Para su manejo durante la instalación, el miembro de coraza interna 5 está preferentemente provisto de barras deslizantes longitudinales 24 sobre las que el miembro de coraza interna puede deslizarse a la coraza externa 4. Heat exchanger 2 comprises an outer shell 4 and an inner shell member 5. The outer shell 4 has an inlet nozzle 8 (second nozzle) on its upper side and an outlet nozzle 9 (first nozzle) on its lower side . The inner shell member 5 extends cylindrically between a tube sheet 12 and a floating head 14, thereby forming an intermediate space 16 with the outer shell. The inner shell member has an inlet opening (second opening) 21 in the form of a plurality of holes around its upper side near the side opposite the inlet nozzle 8, and an outlet opening 23 (first opening) in its bottom side at the same end. For handling during installation, the inner shell member 5 is preferably provided with longitudinal sliding bars 24 over which the inner shell member can slide to the outer shell 4.
65 Un miembro sello 25 está colocado en el espacio intermedio 16, proporcionando el miembro sello un pasillo de sellado 26 para el fluido entre la abertura de salida 23 y la boquilla de salida 9. 65 A seal member 25 is placed in the intermediate space 16, the seal member providing a sealing passage 26 for the fluid between the outlet opening 23 and the outlet nozzle 9.
El miembro sello 25 se muestra sólo muy esquemáticamente en la Figura 1, y se ve mejor en las Figuras 2 y 3. Su estructura básica está formada por una placa arqueada 28 que conforma la coraza externa y el miembro de coraza interna. Una asa 31 sirve para manejar el miembro sello durante la instalación. El miembro de coraza interna está provisto de una placa 30 que está soldada alrededor de la salida 23, para formar una superficie de contacto para el The seal member 25 is shown only very schematically in Figure 1, and is best seen in Figures 2 and 3. Its basic structure is formed by an arcuate plate 28 that forms the outer shell and the inner shell member. A handle 31 serves to handle the seal member during installation. The inner shell member is provided with a plate 30 that is welded around the outlet 23, to form a contact surface for the
5 miembro sello. 5 member seal.
Para el sellado óptimo el miembro sello está provisto de un anillo superior y un anillo inferior de junta 32, 33, adecuadamente dispuestos en un asiento con ranura circular trabajada a máquina en la placa 28 del miembro sello. Un material adecuado para la junta es politetrafluoroetileno (PTFE) para una resistencia a temperatura de hasta 250 ºC. Se han obtenido buenos resultados con PTFE 100% expandido (e-PTFE), estructura de fibra orientada en múltiples direcciones, tipo Gore-Tex Serie 300. El intervalo de temperatura de este material está entre -240 ºC y +250 ºC, con picos permisibles de temperatura de hasta 315 ºC. Se usó una cinta de PTFE de 3 mm de grosor. Para el sellado de la cabeza flotante y deflector se usó una cinta de sellado de 2 mm. Antes de colocar los anillos de junta, el asiento se limpió con alcohol y la junta se pegó al asiento. For optimum sealing the seal member is provided with an upper ring and a lower seal ring 32, 33, suitably arranged in a seat with a machined circular groove in the plate 28 of the seal member. A suitable material for the joint is polytetrafluoroethylene (PTFE) for a temperature resistance of up to 250 ° C. Good results have been obtained with 100% expanded PTFE (e-PTFE), fiber structure oriented in multiple directions, type Gore-Tex Series 300. The temperature range of this material is between -240 ° C and +250 ° C, with peaks permissible temperature of up to 315 ° C. A 3 mm thick PTFE tape was used. A 2 mm sealing tape was used to seal the floating head and baffle. Before placing the seal rings, the seat was cleaned with alcohol and the seal was attached to the seat.
15 De este modo, el miembro sello 25 está dispuesto para sellar por gravedad. Puede introducirse sin apretar en el espacio intermedio 16 mientras la coraza interna se eleva. La fuerza de la gravedad ejercida sobre el miembro coraza por el miembro de coraza interna proporciona la fuerza de sellado, y el sellado se consigue sin que el miembro sello se fije a ninguna de las corazas 4, 5. Después de la instalación del miembro sello, el miembro de coraza interna no descansa sobre las tiras deslizantes 24 alrededor de la abertura de salida 23. 15 Thus, the seal member 25 is arranged to seal by gravity. It can be introduced without pressing in the intermediate space 16 while the inner shell rises. The force of gravity exerted on the shell member by the inner shell member provides the sealing force, and the sealing is achieved without the seal member being fixed to any of the jaws 4, 5. After the installation of the seal member , the inner shell member does not rest on the sliding strips 24 around the outlet opening 23.
El miembro de coraza interna aloja los tubos 35, 36 que se extienden desde la lámina de tubo 12 a la cabeza flotante 16, y los tubos contribuyen a la presión del peso sobre el miembro sello. El peso puede ser por ejemplo superior a The inner shell member houses the tubes 35, 36 extending from the tube sheet 12 to the floating head 16, and the tubes contribute to the pressure of the weight on the seal member. The weight may be for example greater than
1.000 kg, tal como 5.000 kg. Un deflector longitudinal 38 con una abertura 39 sirve para proporcionar una 1,000 kg, such as 5,000 kg. A longitudinal deflector 38 with an opening 39 serves to provide a
25 configuración de dos pases del lado de la coraza. Para montar mecánicamente el deflector longitudinal, el miembro de coraza interna puede construirse con una media coraza superior y una media coraza inferior, entre las que el deflector longitudinal se sujeta con abrazaderas. 25 configuration of two passes on the side of the shell. To mechanically mount the longitudinal deflector, the inner shell member can be constructed with a half upper shell and a lower half shell, between which the longitudinal deflector is clamped.
Volviendo ahora al lado del tubo del intercambiador de calor 1, solamente se muestran unos pocos tubos 35, 36 por motivos de claridad. El lado del tubo del intercambiador de calor 31 está indicado con puntos. En esta realización el lado del tubo tiene una disposición de dos pases de tubo. El lado del tubo tiene una entrada 41 a un cabezal de entrada de tubo 43. El cabezal de entrada de tubo está en comunicación fluida con la parte inferior del haz de tubos, los tubos 36 que se extienden a la lámina del extremo del tubo 44 conectada con la cabeza flotante 14 que a su vez está en comunicación fluida con la parte superior del haz de tubos, tubos 35 que se extienden en el cabezal de la Turning now to the side of the heat exchanger tube 1, only a few tubes 35, 36 are shown for reasons of clarity. The side of the heat exchanger tube 31 is indicated with dots. In this embodiment the tube side has an arrangement of two tube passes. The tube side has an inlet 41 to a tube inlet head 43. The tube inlet head is in fluid communication with the bottom of the tube bundle, the tubes 36 extending to the tube end sheet 44 connected with the floating head 14 which in turn is in fluid communication with the upper part of the tube bundle, tubes 35 extending in the head of the
35 salida de tubo 47 donde está dispuesta la salida 49 del lado del tubo. Las cabezas del tubo de entrada y salida 43, 47 están separadas por una placa horizontal 51 que se extiende horizontalmente a lo largo en el centro de la coraza externa 4 desde el extremo de la coraza a la lámina de tubo 12 en la que los tubos se fijan. La lámina de tubo está asegurada a la coraza mediante rebordes (no mostrados), a través de los cuales el extremo de entrada de la coraza puede abrirse para insertar y extraer los elementos internos. Los rebordes a través de los cuales la parte final de la coraza puede extraerse también están dispuestos en el extremo trasero cerca de la cabeza flotante 14. 35 tube outlet 47 where outlet 49 is arranged on the side of the tube. The heads of the inlet and outlet tube 43, 47 are separated by a horizontal plate 51 that extends horizontally along the center of the outer shell 4 from the end of the shell to the tube sheet 12 in which the tubes Are fixed. The tube sheet is secured to the shell by flanges (not shown), through which the inlet end of the shell can be opened to insert and remove the internal elements. The flanges through which the final part of the shell can be removed are also arranged at the rear end near the floating head 14.
La lámina del extremo del tubo 44 en el extremo opuesto también fija los tubos, pero a diferencia de la lámina de tubo 12, la lámina del extremo del tubo 44 y la cabeza flotante 14 a la que está conectada, no están conectadas a la coraza 34, es decir, el cabezal del extremo está flotando. Esto permite la expansión térmica de los tubos dentro de la The tube end sheet 44 at the opposite end also fixes the tubes, but unlike the tube sheet 12, the tube end sheet 44 and the floating head 14 to which it is connected, are not connected to the shell 34, that is, the end head is floating. This allows thermal expansion of the tubes within the
45 coraza. En lugar de un cabezal del extremo, que recibe y distribuye todo el fluido del tubo, también podrían aplicarse tubos en forma de U. 45 armor Instead of an end head, which receives and distributes all the fluid in the tube, U-shaped tubes could also be applied.
Los tubos están apoyados en una pluralidad de deflectores transversales 65. Estos pueden ser en particular deflectores metálicos expandidos, pero deflectores de barra, u otros deflectores también pueden aplicarse. En la Figura 2, se ilustra una rejilla metálica expandida 66 que sostiene los tubos 35 en la mitad superior. Solamente se muestran unos pocos tubos que se extienden y apoyan a través de las ventanas de la estructura metálica expandida. Adecuadamente los tubos 36 en la mitad inferior están apoyados de la misma manera. The tubes are supported by a plurality of transverse baffles 65. These may in particular be expanded metal baffles, but bar baffles, or other baffles can also be applied. In Figure 2, an expanded metal grid 66 is illustrated which holds the tubes 35 in the upper half. Only a few tubes are shown that extend and support through the windows of the expanded metal structure. Suitably the tubes 36 in the lower half are supported in the same manner.
El funcionamiento normal del intercambiador de calor montado 1 se discutirá ahora. Cuando el intercambiador de The normal operation of the mounted heat exchanger 1 will now be discussed. When the exchanger of
55 calor se usa en un tren precalentado crudo de una unidad de destilación cruda, el fluido del lado del tubo puede ser aceite crudo (frío) y el fluido del lado de la coraza puede ser un residuo largo (cliente) de la unidad de destilación curda. Para tal aplicación con considerable riesgo de contaminación, los deflectores metálicos expandidos en el lado de la coraza son ventajosos porque suprimen la contaminación. El fluido del lado del tubo pasa a través de la entrada 41 y el cabezal de entrada del tubo 43 a lo largo de los tubos 36, y después a través de la cabeza flotante 14 a lo largo de la parte superior del haz de tubos hasta el cabezal de salida 47 y la salida 49. Durante este paso, se calienta intercambiando calor con el fluido del lado de la coraza. Heat is used in a crude preheated train of a crude distillation unit, the fluid on the side of the tube can be crude (cold) oil and the fluid on the side of the shell can be a long (customer) residue from the distillation unit curda For such an application with considerable risk of contamination, expanded metal baffles on the side of the shell are advantageous because they suppress contamination. The fluid from the side of the tube passes through the inlet 41 and the inlet head of the tube 43 along the tubes 36, and then through the floating head 14 along the top of the tube bundle up to the outlet head 47 and the outlet 49. During this step, it is heated by exchanging heat with the shell side fluid.
El fluido caliente de lado de la coraza se introduce a través de una boquilla 8 a la coraza externa, donde fluye a lo largo del espacio intermedio hacia la entrada 21 del miembro de coraza interna. Eta entrada está formada por una 65 pluralidad de agujeros extendidos alrededor de la parte superior del miembro de coraza interna. De esta manera se consigue una óptima distribución del fluido de la coraza alrededor de los tubos 35. El fluido del lado de la coraza The hot fluid on the side of the shell is introduced through a nozzle 8 to the outer shell, where it flows along the intermediate space towards the inlet 21 of the inner shell member. The entrance is formed by a plurality of holes extended around the upper part of the inner shell member. In this way an optimal distribution of the shell fluid around the tubes 35 is achieved. The shell side fluid
fluye hacia la lámina del tubo 12, gira a través de la abertura 38 y continúa hacia la salida 23. Desde la salida 23 pasa a través del pasillo 26 formado por el miembro sello a la boquilla de salida 9, con una temperatura inferior que la de boquilla de entrada 8. it flows to the sheet of the tube 12, rotates through the opening 38 and continues to the exit 23. From the exit 23 it passes through the passageway 26 formed by the seal member to the outlet nozzle 9, with a temperature lower than the of inlet nozzle 8.
5 La mitad inferior del espacio intermedio (espacio anular) entre el miembro de coraza externa 4 y el miembro de coraza interna 5 está lleno de fluido de coraza que no fluye o que fluye muy despacio. Este fluido adoptará una temperatura en alguna parte cerca de la temperatura de la entrada del lado del tubo. Debido a que le miembro sello no interconecta con la coraza externa 4 y el miembro de coraza interna 5, pueden expandirse térmicamente de manera diferente en respuesta a diferentes temperatura que tendrán en el curso del funcionamiento. 5 The lower half of the intermediate space (annular space) between the outer shell member 4 and the inner shell member 5 is filled with shell fluid that does not flow or flows very slowly. This fluid will adopt a temperature somewhere near the temperature of the tube side inlet. Because the seal member does not interconnect with the outer shell 4 and the inner shell member 5, they can be thermally expanded differently in response to different temperatures that they will have in the course of operation.
10 Ahora se discutirá el método de montaje de la estructura de la coraza del intercambiador de calor 2 de la Figura 1. Primero se proporciona la coraza externa, que no incluye las partes del extremo del cabezal de la entrada/salida del tubo y la cabeza flotante, de manera que adecuadamente ambos extremos longitudinales están abiertos. En el caso de una reforma, la coraza externa del intercambiador de calor original se mantiene, y se proporcionan los nuevos 10 The method of assembling the shell structure of the heat exchanger 2 of Figure 1 will now be discussed. First, the outer shell is provided, which does not include the end portions of the head of the tube inlet / outlet and head floating, so that both longitudinal ends are properly open. In the case of a reform, the outer shell of the original heat exchanger is maintained, and new ones are provided
15 elementos internos, típicamente el haz de tubos y la coraza interna. Las láminas de tubo, los cabezales de entrada/salida, la cabeza flotante pueden necesitar modificarse o sustituirse. El miembro de coraza interna 5, que adecuadamente incluye el haz de tubos, se desliza sobre las barras deslizantes 24 en la coraza externa hasta que la abertura 23 esté directamente por encima de la boquilla de salida 9. Después, el miembro de coraza interna se eleva suficientemente para que el miembro sello pueda pasar al espacio intermedio entre la abertura de salida 23 y la 15 internal elements, typically the tube bundle and the inner shell. Tube sheets, inlet / outlet heads, floating head may need to be modified or replaced. The inner shell member 5, which suitably includes the tube bundle, slides over the slide bars 24 in the outer shell until the opening 23 is directly above the outlet nozzle 9. Then, the inner shell member is sufficiently raised so that the seal member can pass into the intermediate space between the outlet opening 23 and the
20 boquilla de salida 3. El miembro de coraza interna desciende, para que la fuerza de la gravedad ejercida sobre el miembro sello actúe como fuerza de sellado. Después, el intercambiador de calor puede completarse uniendo las partes de los extremos con rebordes. 20 outlet nozzle 3. The inner shell member descends, so that the force of gravity exerted on the seal member acts as a sealing force. Then, the heat exchanger can be completed by joining the end portions with flanges.
Si se necesita limpiar el intercambiador de calor, puede desmontarse en el orden inverso, limpiarse y volver a 25 montar. If the heat exchanger needs to be cleaned, it can be disassembled in the reverse order, cleaned and reassembled.
Claims (3)
- 15 3. El montaje de coraza de intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 1 ó 3, caracterizado porque el miembro sello (25), durante el funcionamiento normal, no está conectado al menos a uno de la coraza externa (4) y el miembro de coraza interna (5), preferentemente no está conectado a la coraza externa (4) y al miembro de coraza interna (5). The heat exchanger shell assembly according to claim 1 or 3, characterized in that the seal member (25), during normal operation, is not connected to at least one of the outer shell (4) and the inner shell member (5), preferably not connected to the outer shell (4) and the inner shell member (5).
- 20 4. El montaje de coraza de intercambiador de calor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizado porque el miembro sello (25) es una placa (28) que tiene una superficie superior y una superficie inferior que están dispuestas para ajustarse a la coraza externa y al miembro de coraza interna que rodean la boquilla y la abertura, que preferentemente comprende una junta en la superficie superior y/o inferior. The heat exchanger shell assembly according to any one of claims 1-3, characterized in that the seal member (25) is a plate (28) having an upper surface and a lower surface that are arranged for fit the outer shell and the inner shell member surrounding the nozzle and the opening, which preferably comprises a gasket on the upper and / or lower surface.
- 25 5. El montaje de coraza de intercambiador de calor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizado porque la boquilla forma una primera boquilla (9) y en el que la abertura forma una primera abertura (23), comprendiendo además la coraza externa (4) una segunda boquilla (8) y comprendiendo el miembro de coraza interna (5) una segunda abertura (21), y en el que la segunda boquilla (8) y la segunda abertura (21) están dispuestas para estar en comunicación fluida a través del espacio intermedio (6). The heat exchanger shell assembly according to any one of claims 1-4, characterized in that the nozzle forms a first nozzle (9) and wherein the opening forms a first opening (23), further comprising the outer shell (4) a second nozzle (8) and the inner shell member (5) comprising a second opening (21), and wherein the second nozzle (8) and the second opening (21) are arranged to be in fluid communication through the intermediate space (6).
- --
- proporcionar una coraza externa (4) que tiene una boquilla (9) en su lado inferior y una miembro de coraza interna (5) que tiene una abertura (23); providing an outer shell (4) having a nozzle (9) on its lower side and an inner shell member (5) having an opening (23);
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