FR2614685A1 - Echangeur de chaleur pour gaz chauds en ecoulement, notamment des gaz provenant du craquage d'hydrocarbures - Google Patents

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Abstract

A) ECHANGEUR DE CHALEUR POUR GAZ CHAUDS DE PROCESSUS. B) POUR OBTENIR LE CHOIX OPTIMAL DE MATERIAU EN FONCTION DES CONDITIONS DU GAZ DE PROCESSUS ET DE L'UTILISATION DE VAPEUR D'EAU, ON PROPOSE UN ECHANGEUR DE CHALEUR POUR GAZ CHAUDS EN ECOULEMENT CONSTITUE D'UN TUBE GAZODUC 1 DISPOSE DANS L'AXE AVEC UNE ENVELOPPE DE REFROIDISSEMENT FORMEE DE DIFFERENTS TUBES 2, LES TUBES ENVELOPPES 2 ETANT RELIES, AVEC CONDUCTION DE LA CHALEUR, ENTRE EUX ET AVEC LA PAROI DU TUBE GAZODUC, ET LE MATERIAU DE LIAISON 3 POSSEDANT UNE CONDUCTIBILITE THERMIQUE SUPERIEURE A CELLE DU MATERIAU DES TUBES ENVELOPPES. C) L'INVENTION S'APPLIQUE EN PARTICULIER AU CRAQUAGE DES HYDROCARBURES ET PERMET UN CHOIX MIEUX APPROPRIE DES MATERIAUX CONSTITUANTS.

Description

ECHANGEUR DE CHALEUR
La présente invention se rapporte à un échangeur de chaleur pour gaz chauds en écoulement, constitué d'un tube gazoduc qui est disposé dans l'axe et qui, sur la plus grande partie de sa longueur, est entouré par une enveloppe de refroidissement
qui présente une entrée et une sortie pour le réfrigérant.
On utilise des échangeurs de chaleur de ce type pour le refroidissement de gaz de processus, en particulier de gaz dé craquage provenant du craquage thermique d'hydrocarbures gazeux et liquides. Ils sont exécutés, entre autres, sous forme d'appareils monotubulaires qui se raccordent à chaque sortie différente du tube de craquage et dont la section, côté gaz, correspond à celle de la sortie du four de craquage, tels qu'ils
ont été par exemple connus par le document DE-PS 19 29 479.
Les échangeurs de chaleur de ce type ont une structure telle que le tube intérieur dans lequel s'écoule le gaz est entouré par une enveloppe tubulaire. Dans la fente annulaire située entre les deux tubes se trouve comme fluide de refroidissement de l'eau en cours de vaporisation, généralement sous haute pression. Par.conséquent, le tube intérieur gazoduc est-exposé à la pression élevée de production de vapeur de façon telle
que cette pression sollicite le tube de l'extérieur.
L'inconvénient de cette structure réside dans le fait que le tube du processus doit être dimensionné pour la pression extérieure élevée de production de vapeur et qu'on lui donne
donc une épaisseur de paroi élevée. Dans le cas des sollici-
tations prédominantes pour surfaces chaudes sur la plage de à 500 kW/m2, ceci conduit à des contraintes thermiques trop élevées dans la paroi tubulaire et à une température moyenne élevée de la paroi tubulaire. Ceci implique un risque potentiel pour le tube et éventuellement sa mise au rebut prématurée. Il est en outre désavantageux que, du fait de l'exposition à deux fluides, il ne soit pas possible d'effectuer un choix optimal du matériau en tenant compte des conditions du gaz de
processus et de l'emploi de la vapeur d'eau.
Le but de l'invention est d'éviter ou de réduire largement,
les inconvénients mentionnés ci-dessus..
On atteint ce but par le moyen que l'enveloppe de refroi- dissement est formée de différents tubes qui sont respectivement reliés, avec conduction de la chaleur, entre eux et avec la paroi du tube gazoduc, étant précisé que le matériau de liaison possède une conductibilité thermique qui est supérieure à celle
du matériau des tubes enveloppes. Dans un autre mode de réali-
sation de l'invention, les enveloppes tubulaires et le tube gazoduc disposé dans l'axe sont reliés l'un à l'autre avec
conduction thermique au moyen d'une brasure forte coulable.
Cette solution présente l'avantage que les parties du dispositif de production de vapeur qui sont au contact de l'eau, c'est-à-dire les tubes extérieurs de petit diamètre, peuvent être fabriqués en un matériau approprié et que le tube gazoduc du processus peut être fabriqué en un matériau approprié pour les conditions du processus (résistance à la chaleur, résistance
à la corrosion, résistance à l'érosion).
En outre, il suffit de dimensionner le tube gazoduc du processus, de grand diamètre, pour la pression du gaz de craquage, relativement faible, d'environ 2 à 5 bars. De ce fait on peut prendre une épaisseur de paroi notablement plus faible que si ce tube se trouvait sous une surpression extérieure allant jusqu'à 150 bars. En outre, l'épaisseur de paroi faible est avantageuse pour la transmission de la chaleur. Les tubes du dispositif de production de vapeur, qui entourent le tube gazoduc du processus, sont reliés à ce tube au moyen d'une brasure forte coulable ou d'un autre matériau approprié qui, généralement, possède une conductibilité thermique supérieure
à celle de l'acier non allié. Cette liaison garantit un refroi-
dissement intensif et régulier du tube du gaz de processus
à paroi mince.
On va expliquer en détail l'invention à l'aide de la
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description et du dessin:
- la figure 1 est une coupe de l'échangeur de chaleur; - la figure 2 est une coupe A-A sur la figure 1; - la figure 3 est une coupe d'une autre forme de réalisation de l'échangeur de chaleur;
- la figure 4 est une coupe B-B sur la figure 2.
Le tube gazoduc 1 est constitué d'une longueur d'entrée 4 (Cr-Ni ou Niacier) et de la longueur de refroidissement 9 (acier au carbone). L'entrée du gaz 7 est raccordée à une conduite, non représentée, de gaz évacué. Les tubes enveloppes 2 sont reliés, avec conduction de la chaleur, entre eux et avec le tube gazoduc 1 au moyen d'une brasure dure 3. Les tubes enveloppes 2 sont reliés, côté haut et côté vapeur, à leurs
extrémités inférieures par le distributeur 5 et à leurs extré-
mités supérieures par le collecteur 6, avec un tambour à vapeur
non représenté.

Claims (2)

REVENDICATIONS R E V E N D I C A T I O N S
1. Echangeur de chaleur pour gaz chauds en écoulement, constitué d'un tube gazoduc qui est disposé dans l'axe et qui, sur la plus grande partie de sa longueur, est entouré par une enveloppe de refroidissement qui présente une entrée et une sortie pour le réfrigérant, caractérisé en ce que l'enveloppe de refroidissement est formée de différents tubes (2), parallèles à l'axe, qui sont respectivement reliés, avec conduction de la chaleur, entre eux et avec la paroi (4) du tube gazoduc (1),
étant précisé que le matériau de liaison (3) possède une conduc-
tibilité thermique qui est supérieure à celle du matériau des
tubes enveloppes.
2. Echangeur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les tubes enveloppes et le tube gazoduc (1) disposé dans l'axe sont reliés entre eux, avec conduction
de la chaleur, au moyen d'une brasure dure (3).
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