KR101660349B1 - Heat exchanger structure - Google Patents

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셴안 장
젠량 왕
싱먀오 후
리장 류
리쥔 우
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전하이 페트로캐미칼 지아난 엔지니어링 컴퍼니 리미티드
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Abstract

본 발명의 열교환기 구조는, 폐쇄된 쉘(1)과 상기 쉘 내에 설치된 다수의 열교환 튜브(3)를 포함하며, 상기 쉘 내에 제1 튜브 플레이트와 제2 튜브 플레이트가 평행되게 설치되며, 각 상기 열교환 튜브의 양단은 각각 제1 튜브 플레이트와 제2 튜브 플레이트(13)에 제한되어 있고, 각 상기 열교환 튜브는 다층의 나선관을 형성하고, 각 층의 나선관은 순차적으로 내외로 간격을 두고 이중 설치되며, 각 층의 나선관 중에는 또한 제1 가스 튜브(4)가 동일한 방향으로 나선으로 감겨있고, 각 상기 제1 가스 튜브의 상기 쉘 아래쪽을 향하는 튜브 벽에는 다수의 제1 통기공(41)이 분포되어 있으며, 각 상기 제1 가스 튜브의 가스 유입구와 가스 유출구는 모두 외부의 가스 공급원과 연통되어 있다. 상기 열교환기 구조는 내부로부터 쉘측 내의 유체에 대하여 전방위적 교란을 진행할 수 있으며, 유체 매질이 비교적 더럽고, 비교적 끈적이고 심지어 튜브 사이 간격, 층 사이 간격이 모두 긴밀한 상황에서도 유체 매질의 혼합이 부단히 균일해지게 할 수 있어, 유체가 쉘 내에서 침적되는 것을 효과적으로 방지하고 열전도 효율을 향상시킬 수 있으며, 열교환 효과를 개선하고 또한 설비의 세정, 퍼징 및 유지보수에 편리를 가져다 준다.The heat exchanger structure of the present invention includes a closed shell (1) and a plurality of heat exchange tubes (3) installed in the shell, wherein a first tube plate and a second tube plate are provided in parallel in the shell, Both ends of the heat exchange tube are respectively limited to the first tube plate and the second tube plate 13. Each of the heat exchange tubes forms a multi-layered helical tube, and the helical tube of each layer is sequentially And a plurality of first ventilation holes 41 are formed in the tube wall of each of the first gas tubes facing the shell below the first gas tubes 4, And the gas inlet and the gas outlet of each of the first gas tubes are in communication with an external gas supply source. The heat exchanger structure can be subjected to omnidirectional disturbances from the inside to the fluid in the shell side, and the fluid medium is relatively dirty, relatively sticky, and even when the tube-to-tube spacing and the inter- It is possible to effectively prevent the fluid from being deposited in the shell, to improve the heat conduction efficiency, to improve the heat exchange effect, and to facilitate the cleaning, purging and maintenance of the equipment.

Description

열교환기 구조{HEAT EXCHANGER STRUCTURE}Heat Exchanger Structure {HEAT EXCHANGER STRUCTURE}

본 발명은 화학공업 설비 분야에 관한 것으로서, 특히 열교환기 구조에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the field of chemical industry equipment, and more particularly to heat exchanger structure.

에너지 절약과 오염물 배출 감소 및 원유 저질화의 큰 배경하에서, 열교환기 등 냉각 및 열교환 설비에 사용되는 원료 매질은 일반적으로 비교적 더럽고, 비교적 끈적이고, 열교환기를 흘러지날 때 비교적 더럽고 끈적이는 매질은 열교환기 내벽 상에 침적될 뿐 아니라, 중요한 것은 매질의 열교환기 내에서의 유동성 및 유동장(flow field) 분포 균일성에 영향을 미치는 것이다. 만일 열교환기의 쉘측(shell side) 매질이 기체, 액체의 2상 매질이고, 또한 기체, 액체의 2상 매질이 두 개의 튜브 입구로부터 각각 열교환기의 쉘측으로 진입한다면, 큰 점도의 매질은 필연코 2상 매질의 균일 혼합에 영향을 미치게 될 것이다. 혼합이 불균일하게 이루어지면 유체의 편류를 발생시킬 뿐 아니라, 더욱이 열교환기의 열교환 효율에 영향을 미쳐 열교환 효과가 공정 요구를 만족시킬 수 없게 되어, 설비의 장기적인 안정적 작동에 위험을 가져다 주게 된다. 아울러, 설비의 열교환 효율을 향상시키기 위하여 튜브 번들 등 열교환 부품의 배치가 모두 비교적 긴밀하고, 간격도 일반적으로 모두 작기 때문에, 열교환기의 쉘측 유체의 혼합이 불균일하게 이루어질 수도 있어 열교환 효율에 영향을 미친다.Under the background of energy conservation, reduced pollutant emissions and crude oil degradation, the raw materials used in cooling and heat exchange facilities, such as heat exchangers, are generally relatively dirty, relatively sticky, and relatively dirty and sticky when flowing in heat exchangers, As well as affecting the fluidity and uniformity of the flow field distribution in the heat exchanger of the medium. If the shell side medium of the heat exchanger is a gaseous, liquid two phase medium and the gaseous and liquid two phase mediums enter the shell side of the heat exchanger from the two tube openings respectively, Which will affect the homogeneous mixing of the phase medium. If the mixing is nonuniform, not only the fluid drift occurs but also the heat exchange efficiency of the heat exchanger is affected and the heat exchange effect can not satisfy the process demand, which poses a risk to the long-term stable operation of the equipment. In addition, since the arrangements of the heat exchange parts such as the tube bundles are all relatively tight and the intervals are generally small in order to improve the heat exchange efficiency of the equipment, the mixing of the shell side fluids of the heat exchanger may be uneven, .

본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제는 종래 기술의 현재 상황에 비추어 안정적으로 작동하고, 주기가 길며 또한 열교환 효율이 좋고, 적용 범위가 넓은 열교환기 구조를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a heat exchanger structure that stably operates in the light of the current state of the art, has a long cycle, has good heat exchange efficiency, and has a wide application range.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 열교환기 구조는, 폐쇄된 쉘과 상기 쉘 내에 설치된 다수의 열교환 튜브를 포함하며, 상기 쉘 내에 제1 튜브 플레이트와 제2 튜브 플레이트가 평행되게 설치되며, 각 상기 열교환 튜브의 양단은 각각 상기 제1 튜브 플레이트와 제2 튜브 플레이트에 제한되고,According to an aspect of the present invention, there is provided a heat exchanger structure including a closed shell and a plurality of heat exchange tubes installed in the shell, wherein a first tube plate and a second tube plate are installed in parallel in the shell, Both ends of the heat exchange tube are respectively restricted to the first tube plate and the second tube plate,

각 상기 열교환 튜브는 다층의 나선관을 형성하고, 각 층의 나선관은 순차적으로 내외(內外)로 간격을 두고 이중 설치되며, 각 층의 나선관 중에는 또한 제1 가스 튜브가 동일한 방향으로 나선으로 감겨있고, 각 상기 제1 가스 튜브의 상기 쉘 아래쪽을 향하는 튜브 벽에는 다수의 제1 통기공이 분포되어 있으며, 각 상기 제1 가스 튜브의 가스 유입구와 가스 유출구는 모두 외부의 가스 공급원과 연통되어 있는 것을 특징으로 한다.Each of the heat exchange tubes forms a multi-layered helical tube, and the helical tubes of each layer are sequentially installed in a spaced-apart manner inside and outside, and the first gas tube is also spirally wound in the same direction And a plurality of first air vents are distributed in the tube wall of each of the first gas tubes below the shell, and the gas inlet and the gas outlet of each of the first gas tubes are in communication with an external gas supply source .

개선된 열교환기 구조로서, 각 층의 나선관 중에는 제2 가스 튜브가 동일한 방향으로 나선으로 감겨있고, 각 상기 제2 가스 튜브의 상기 쉘 위쪽을 향하는 튜브 벽에는 다수의 제2 통기공이 분포되어 있으며, 각 상기 제2 가스 튜브의 가스 유입구와 가스 유출구는 모두 외부의 가스 공급원과 연통되어 있고, 또한 제2 가스 튜브와 외부 가스 공급원 사이에는 밸브가 구비된다. 이 구조는 시스템 압력이 강하되거나 또는 핫 엔드(hot end) 온도차가 뚜렷하게 상승할 때 선택적으로 가동되어 교란을 강화시키는 효과에 도달한다.In an improved heat exchanger structure, a second gas tube is wound in a spiral in the same direction in a spiral tube of each layer, and a plurality of second air vents are distributed in a tube wall of each of the second gas tubes above the shell And the gas inlet and the gas outlet of each of the second gas tubes are both in communication with the external gas supply source and a valve is provided between the second gas tube and the external gas supply source. This structure is selectively activated when the system pressure drops or when the hot end temperature difference rises significantly to reach the effect of enhancing disturbance.

바람직하게, 상기 제2 가스 튜브는 개공율이 2% ~ 10%이고 또한 균일하게 분포되는 것으로서, 이때 비교적 훌륭한 교란 효과를 갖는다.Preferably, the second gas tube has an aperture ratio of 2% to 10% and is uniformly distributed, with a relatively good disturbing effect at this time.

열교환 효과를 확보하기 위하여, 인접된 층의 상기 나선관의 나선 방향은 반대된다.In order to ensure the heat exchange effect, the spiral direction of the helical tube of the adjacent layer is reversed.

상기 각 열교환기 구조에 있어서, 바람직하게 상기 제1 가스 튜브의 개공율이 2% ~ 10%이고 또한 균일하게 분포되는 것으로서, 마찬가지 원리로 이러한 개공 구조는 비교적 훌륭한 교란 효과를 갖는다.In each of the heat exchanger structures, preferably, the opening ratio of the first gas tube is 2% to 10% and is uniformly distributed. On the same principle, such a pore structure has a relatively good disturbing effect.

열교환의 수요에 따라, 각 층의 상기 나선관 중에는 다수의 동일한 방향으로 나선으로 감기는 열교환 튜브가 포함되고, 그리고 각 층의 나선관은 또한 단 하나의 열교환 튜브로 나선으로 감길 수도 있음은 물론이다.Depending on the demand for heat exchange, the spiral tube of each layer may include a heat exchange tube wound in a plurality of identical directions and the spiral tube of each layer may also be spirally wound into a single heat exchange tube .

코어를 더 포함할 수 있고, 상기 코어는 상기 제1 튜브 플레이트와 제2 튜브 플레이트 사이에 위치하며, 또한 양단이 각각 상기 제1 튜브 플레이트와 제2 튜브 플레이트에 지지되고, 상기 각 층의 나선관은 상기 코어를 중심으로 나선으로 감겨 각 층의 나선관으로 하여금 감긴 후 더욱 안정적이고 또한 간편하게 설치될 수 있도록 한다.Wherein the core is positioned between the first tube plate and the second tube plate and both ends thereof are respectively supported by the first tube plate and the second tube plate, Is wound around the core by a spiral so that the helical tube of each layer is wound and can be installed more stably and easily.

종래 기술에 비하여, 본 발명은 쉘 내에 제1 가스 튜브를 구비하는 바, 이는 내부로부터 쉘측 내의 유체에 대하여 교란을 진행하고, 또한 제1 가스 튜브가 전체 나선관 내부에 구비되기 때문에 커버하는 면적이 크고, 공정 가스가 각 통기공 내로부터 3차원 입체적으로, 그물 모양의 형식으로 분출되어 쉘측 유체에 대하여 전방위적 교란을 진행할 수 있으며, 유체 매질이 비교적 더럽고, 비교적 끈적이고 심지어 튜브 사이 간격, 층 사이 간격이 모두 긴밀한 상황에서도 유체 매질의 혼합이 부단히 균일해지게 할 수 있어, 유체가 쉘 내에서 침적되는 것을 효과적으로 방지하여 열전도 효율을 향상시키고, 열교환 효과를 개선할 수 있다. 특히 쉘측 내의 열교환 매질이 2상 혼합 매질일 때, 열교환 매질에 대하여 더욱 균일하게 혼합하는 작용을 하고 편류가 발생하는 것을 방지하며, 설비의 장기적인 안정적 작동을 효과적으로 확보한다.Compared with the prior art, the present invention has a first gas tube in the shell, which disturbs the fluid in the shell side from the inside, and because the first gas tube is provided in the entire spiral tube, A large, process gas can be ejected in three-dimensional, three-dimensional, mesh-like fashion from within each vent hole to cause omnidirectional disturbance to the shell-side fluid, and the fluid medium is relatively dirty, relatively sticky, It is possible to uniformly mix the fluid medium even under tight conditions, thereby effectively preventing the fluid from depositing in the shell, thereby improving the heat conduction efficiency and improving the heat exchange effect. In particular, when the heat exchange medium in the shell side is a two-phase mixture medium, it acts to more uniformly mix with the heat exchange medium, prevents drift, and ensures long-term stable operation of the facility.

아울러, 본 발명에서 제공하는 두 개의 가스 튜브는 또한 설비를 정지시키고 유지보수를 진행할 때, 퍼징 튜브로 사용할 수 있어 퍼징 효과가 좋고, 설비의 막힘으로 인한 실효 가능성을 효과적으로 낮추며, 설비 저부의 불순물 침강 공간 및 맨홀을 결합 사용하면 종래의 일반 퍼징 구조로 제거하기 어려운 불순물을 제거할 수 있어, 분리/해체가 불가능한 열교환 설비 내의 세정, 퍼징과 유지보수에 특히 적합하다.In addition, the two gas tubes provided in the present invention can also be used as purging tubes when the equipment is stopped and maintenance is carried out, so that the purging effect is good, effectively reducing the possibility of clogging due to clogging of the equipment, By combining the space and the manhole, it is possible to remove impurities which are difficult to remove by the conventional general purging structure, and are particularly suitable for cleaning, purging and maintenance in heat exchange facilities which can not be separated and disassembled.

그리고 열교환 튜브가 나선형으로 내외로 이중 설치되는 구조를 이용함으로써, 여러 가지 점도의 물질로 하여금 충분히 균일하게 혼합될 수 있도록 하여, 혼합 효과가 좋아 열교환 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.By using a structure in which the heat exchange tubes are spirally arranged in the inside and outside, the materials having various viscosities can be mixed sufficiently uniformly, and the heat exchange efficiency can be further improved because of the good mixing effect.

도 1은 본 발명의 실시예의 조립 구조를 나타낸 평면 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예의 제1(제2) 가스 튜브의 평면 구조를 나타낸 개략도이다.1 is a schematic plan view showing an assembling structure of an embodiment of the present invention.
2 is a schematic view showing a planar structure of a first (second) gas tube of an embodiment of the present invention.

아래, 첨부된 도면과 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 더욱 상세한 설명을 진행하도록 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings and embodiments.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예는 수직형 열교환기를 예로 들어 설명을 진행하나, 본 발명의 기술은 수평형 열교환기에도 마찬가지로 적용된다. 상기 열교환기 구조에는 하기 구성 요소가 포함된다.As shown in FIGS. 1 and 2, the present embodiment describes a vertical type heat exchanger as an example, but the technique of the present invention is applied to a horizontal type heat exchanger as well. The heat exchanger structure includes the following components.

쉘(1): 쉘(1)은 폐쇄 구조이고, 직립된 통체(筒體)(11)와 통체(11) 양단에 구비된 상부 쉘커버(미도시), 하부 쉘커버(12)를 포함하여 이루어지며, 쉘(1) 내의 통체(11)의 양단에는 또한 서로 평행되는 제1 튜브 플레이트(미도시)와 제2 튜브 플레이트(13)가 구비되고, 쉘(1) 상에는 튜브측 입구(미도시), 튜브측 출구(14), 쉘측 기체상 매질 입구(15), 쉘측 액체상 매질 입구(16), 쉘측 출구(미도시)와 응결수 배출구(17)가 구비되며, 상기 응결수 배출구(17)는 설비 정지시키고 검사를 진행할 때 검사용 맨홀로 사용될 수 있으며; 쉘(1) 상에는 또한 기체 입구(18)와 기체 출구(미도시)가 구비된다. 제1 튜브 플레이트와 제2 튜브 플레이트(13) 상에는 하기 열교환 튜브(3)의 양단이 관통 삽입되도록 하는 다수의 튜브 삽입홀이 구비된다.Shell 1: The shell 1 has a closed structure and includes an upright tubular body 11 and an upper shell cover (not shown) provided at both ends of the cylinder 11 and a lower shell cover 12 A first tube plate (not shown) and a second tube plate 13 which are parallel to each other are provided at both ends of the cylinder 11 in the shell 1, and on the shell 1, Side liquid phase medium inlet 15 and a shell side liquid phase medium inlet 16 and a shell side outlet (not shown) and a condensed water outlet 17, and the condensed water outlet 17 is provided with a tube side outlet 14, a shell side gas phase medium inlet 15, Can be used as a manhole for inspection when the facility is stopped and the inspection is carried out; A gas inlet 18 and a gas outlet (not shown) are also provided on the shell 1. On the first tube plate and the second tube plate 13, there are provided a plurality of tube insertion holes through which both ends of the following heat exchange tube 3 are inserted.

코어(2): 코어(2)는 제1 튜브 플레이트와 제2 튜브 플레이트(13) 사이에 위치하고, 코어(2)의 양단은 각각 제1 튜브 플레이트와 제2 튜브 플레이트(13)에 지지된다.Core 2: The core 2 is positioned between the first tube plate and the second tube plate 13 and both ends of the core 2 are supported by the first tube plate and the second tube plate 13, respectively.

열교환 튜브(3): 열교환 튜브(3)는 다수 개가 구비되고, 이러한 열교환 튜브(3)들은 여러 그룹으로 구분되며, 각 그룹에는 하나의 열교환 튜브(3)가 포함될 수도 있고, 다수의 열교환 튜브(3)가 포함될 수도 있으며, 실제 수요에 따라 설정될 수 있다. 각 그룹의 열교환 튜브(3)는 코어(2)를 중심으로 나선으로 감기어 다층의 내외 이중으로 순차적으로 이격 설치되는 나선관을 형성하며, 본 실시예에서 내외로 인접되는 층의 나선관의 나선 방향은 반대된다. 이러한 열교환 튜브(3)들의 입구단과 출구단은 각각 제1 튜브 플레이트와 제2 튜브 플레이트(13) 상의 대응되는 튜브 삽입홀을 관통한 후 튜브측 입구와 튜브측 출구(14)에 연결된다. 나선관의 층 수는 열교환기의 규모 및 실제 수요에 따라 설정될 수 있는 바, 예를 들면 두 층, 다섯 층 내지는 더욱 많은 층으로 설정될 수 있다.Heat exchange tubes 3: There are a plurality of heat exchange tubes 3, and these heat exchange tubes 3 may be divided into several groups, each group including one heat exchange tube 3, 3) may be included and may be set according to actual demand. The heat exchange tubes 3 of the respective groups are wound around the core 2 in a spiral manner to form a helical tube which is sequentially spaced apart from the inner and outer sides of the multilayer. In this embodiment, The direction is reversed. The inlet and outlet ends of the heat exchange tubes 3 are respectively connected to the tube side inlet and the tube side outlet 14 after passing through the corresponding tube insertion holes on the first tube plate and the second tube plate 13, respectively. The number of layers of the spiral tube may be set according to the size and actual demand of the heat exchanger, for example, two, five or more layers.

제1 가스 튜브(4): 제1 가스 튜브(4)는 쉘측으로 기체를 퍼징(purging)하기 위한 것으로서, 핫 엔드 온도차에 영향을 미치지 않는 전제 하에서, 설비 작동 시 상시 열려 있으며, 쉘측 유체에 대하여 교란을 진행하여 쉘측 내를 흘러 지나는 유체로 하여금 난류를 형성하도록 함으로써, 쉘측 내 유체의 혼합 상태를 개선하고 또한 쉘측 유체가 쉘(1) 내에 침적되지 않도록 저지한다. 제1 가스 튜브(4)는 코어(2)를 중심으로 나선으로 감기고, 여러 개일 수 있으며, 이의 수량은 나선관의 층 수와 같은 바, 즉 각 층의 나선관 중에 하나의 제1 가스 튜브(4)가 구비되고, 또한 제1 가스 튜브(4)는 위치하고 있는 층의 열교환 튜브(3)와 나선 방향이 같다. 제1 가스 튜브(4)의 쉘(1) 아래쪽을 향하는 튜브 벽 상에는 다수의 제1 통기공(41)이 균일하게 분포되어 있다. 도 2에서는 일부의 제1 통기공(41)만 보여주고 있으며, 본 실시예에서 각 제1 가스 튜브(4) 상의 제1 통기공(41)의 개공율은 7%이다. 개공율은 구체적인 상황에 따라 구체적으로 설정할 수 있는 바, 예를 들면 튜브측 내의 유체 성분, 조성, 열교환기 규모 등 구체적인 상황에 따라 2% ~ 10%로 설정할 수 있다. 제1 가스 튜브(4)의 가스 유입구는 제2 튜브 플레이트(13)를 관통하여 쉘(1) 상의 기체 입구(18)와 연통되고, 제1 가스 튜브(4)의 가스 유출구는 제1 튜브 플레이트를 관통하여 쉘(1) 상의 기체 출구와 연통되며, 기체 입구(18)와 기체 출구는 모두 외부의 가스 공급원과 연결되는 바, 본 실시예에서는 공정 가스와 연통된다.First gas tube 4: The first gas tube 4 is for purging the gas toward the shell side, and is always open during operation of the apparatus under the premise that it does not affect the hot-end temperature difference, And the turbulent flow is caused to flow through the shell side by proceeding the disturbance to improve the mixed state of the fluid in the shell side and also to prevent the shell side fluid from being immersed in the shell 1. [ The first gas tube 4 may be wound several times around the core 2 and the number thereof may be the same as the number of layers of the helical tube, 4, and the first gas tube 4 has the same spiral direction as the heat exchange tube 3 of the layer in which it is located. A plurality of first ventilation holes (41) are uniformly distributed on the tube wall of the first gas tube (4) and directed downward to the shell (1). In FIG. 2, only a part of the first vent hole 41 is shown. In this embodiment, the aperture ratio of the first vent hole 41 on each first gas tube 4 is 7%. The rate of opening can be specifically set according to the specific situation. For example, it can be set at 2% to 10% depending on the specific conditions such as the fluid component in the tube side, the composition, and the scale of the heat exchanger. The gas inlet of the first gas tube 4 communicates with the gas inlet 18 on the shell 1 through the second tube plate 13 and the gas outlet of the first gas tube 4 communicates with the gas inlet 18 on the shell 1, And communicates with the gas outlet on the shell 1, and both the gas inlet 18 and the gas outlet are connected to an external gas supply source, which in this embodiment is in communication with the process gas.

제2 가스 튜브(5): 제2 가스 튜브(5)는 튜브측 내로 기체를 퍼징하기 위한 것으로서, 주로 시스템 압력 강하가 증가되거나 또는 핫 엔드 온도차가 뚜렷하게 상승할 때 선택적으로 가동되어, 제1 가스 튜브(4) 내에서 분출되는 기류와 배합하여 교란을 강화시키는 효과를 이룬다. 제2 가스 튜브(5)도 코어(2)를 중심으로 나선으로 감기고, 여러 개일 수 있으며, 이의 수량은 나선관의 층 수와 같은 바, 즉 각 층의 나선관 중에 하나의 제2 가스 튜브(5)가 구비되고 또한 제2 가스 튜브(5)는 위치하고 있는 층의 열교환 튜브(3)와 나선 방향이 같다. 제2 가스 튜브(5)의 쉘(1) 위쪽을 향하는 튜브 벽 상에는 다수의 제2 통기공(51)이 균일하게 분포되어 있고, 본 실시예에서 각 제2 가스 튜브(5) 상의 제2 통기공(51)의 개공율은 7%이다. 개공율은 구체적인 상황에 따라 구체적으로 설정할 수 있는 바, 예를 들면 쉘측 내의 유체의 조성, 열교환기 규모 등 구체적인 상황에 따라 구체적으로 2% ~ 10%로 설정할 수 있다. 제2 가스 튜브(5)의 가스 유입구는 제2 튜브 플레이트(13)를 관통하여 쉘(1) 상의 기체 입구(18)와 연통되고, 제2 가스 튜브(5)의 가스 유출구는 제1 튜브 플레이트를 관통하여 쉘(1) 상의 기체 출구와 연통되며, 또한 제2 가스 튜브(5) 상의 기체의 흐름을 온/오프시키는 밸브(미도시)가 구비되어 선택적으로 가동된다.Second gas tube 5: The second gas tube 5 is for purging the gas into the tube side, and is selectively activated when the system pressure drop is mainly increased or the hot-end temperature difference rises significantly, It is combined with the air stream ejected from the tube 4 to enhance the disturbance. The second gas tube 5 may also be wound several times around the core 2 and the number thereof may be the same as the number of layers of the helical tube, 5 and the second gas tube 5 has the same spiral direction as the heat exchange tube 3 of the layer in which it is located. A plurality of second ventilation holes 51 are uniformly distributed on the tube wall of the second gas tube 5 facing the upper side of the shell 1. In the present embodiment, The porosity of the pores 51 is 7%. The rate of opening can be specifically set according to the specific situation. For example, it can be set to 2% to 10% specifically depending on the specific conditions such as the composition of the fluid in the shell side and the scale of the heat exchanger. The gas inlet of the second gas tube 5 communicates with the gas inlet 18 on the shell 1 through the second tube plate 13 and the gas outlet of the second gas tube 5 communicates with the first tube plate 13, (Not shown) that communicates with the gas outlet on the shell 1 through the first gas tube 5 and also turns on / off the flow of gas on the second gas tube 5, and is selectively activated.

상기 열교환기의 작동 원리는 하기와 같다.The operation principle of the heat exchanger is as follows.

열교환기가 정상적으로 작동할 때, 제1 가스 튜브(4)가 상시 열려 있고, 공정 가스는 제1 통기공(41) 내로부터 분출되어 쉘측 유체에 대하여 3차원의 입체적으로, 전방위적으로 교란을 진행하여 쉘측 유체로 하여금 충분하고 균일하게 혼합되도록 하며, 아울러 더러운 물질이 각 열교환 튜브(3) 표면 및 쉘(1) 내벽 상에 침적될 가능성을 낮추어, 열교환 효율을 효과적으로 향상시키며 설비의 장기적인 안정적 작동을 확보한다.When the heat exchanger is normally operated, the first gas tube 4 is always opened, and the process gas is ejected from the first vent hole 41, and the three-dimensional, three-dimensional, (3) surface and the inner wall of the shell (1), thereby effectively improving the heat exchange efficiency and ensuring long-term stable operation of the equipment. do.

시스템 압력 강하가 증가되거나 또는 핫 엔드 온도차가 뚜렷하게 상승할 때, 제2 가스 튜브(5)를 제어하는 밸브를 열어 공정 가스로 하여금 동시에 제1 통기공(41)와 제2 통기공(51) 내로부터 분출되도록 하여, 쉘측 유체의 교란을 강화시켜 시스템 압력 강하를 안정시키고, 핫 엔드 온도차가 균형을 이루게 한다.When the system pressure drop is increased or the hot-end temperature difference rises sharply, the valve controlling the second gas tube 5 is opened to allow the process gas to flow into the first vent hole 41 and the second vent hole 51 simultaneously Thereby enhancing disturbance of the shell-side fluid to stabilize the system pressure drop and to balance the hot-end temperature difference.

작동 정지 상태에서 쉘측에 대하여 퍼징을 진행하여야 할 때, 공정 가스 또는 퍼징 가스를 제1 통기공(41)과 제2 통기공(51)를 통하여 직접 불어넣어 설비에 대하여 퍼징을 진행한다. 하지만 종래 기술 중의 퍼징 튜브는 일반적으로 열교환 튜브(3)의 아래쪽에 구비되기 때문에, 아래쪽의 퍼징 튜브와 가까운 영역은 퍼징 효과가 좋지만, 퍼징 튜브와 멀리 떨어져 있는 영역은 퍼징 효과가 좋지 않으며, 특히 열교환 튜브(3) 외벽 상에 침적된 더러운 물질을 제거할 수 없다. 본 출원의 기술방안은 이러한 문제를 완전히 해결하여, 퍼징 면적이 클 뿐 아니라 퍼징 효과도 좋으며, 아울러 사각 지대가 없어 열교환 튜브(3) 외부에 더러운 물질이 침적되어 막히는 것으로 인한 열교환 튜브(3) 번들(bundle)의 효력 상실 가능성을 크게 낮춘다. 검사용 맨홀을 결합 사용함으로써, 일반 퍼징 구조가 제거할 수 없는 불순물을 제거할 수 있다.When purging is to be carried out with respect to the shell side in the halt state, the process gas or the purging gas is directly blown through the first vent hole (41) and the second vent hole (51) to purging the equipment. However, since the purging tube in the prior art is generally provided below the heat exchange tube 3, the region close to the lower purging tube has a purging effect, but the region far from the purging tube has a poor purging effect, It is impossible to remove dirty substances deposited on the outer wall of the tube 3. The technical solution of the present application completely solves this problem, and the purging effect is good as well as the purging effect. In addition, the heat exchange tube 3 bundle (not shown) due to the clogging of the dirty material outside the heat exchange tube 3 the possibility of loss of the bundle is greatly reduced. By using the manhole for inspection in combination, impurities that can not be removed by the general purging structure can be removed.

작동 정지 상태에서, 설비에 대하여 화학 세정을 진행하여야 할 때, 쉘(1)의 기체 입구(18)를 세정액 도관에 연결시켜 세정액이 제1 통기공(41)과 제2 통기공(51)을 통하여 분출되도록 할 수 있는 바, 이로써 세정액의 유동 속도를 향상시키고 화학 세정의 효과를 향상시킬 수 있다.
The gas inlet 18 of the shell 1 is connected to the cleaning liquid conduit so that the cleaning liquid can flow through the first vent hole 41 and the second vent hole 51 Whereby the flow rate of the cleaning liquid can be improved and the effect of the chemical cleaning can be improved.

Claims (7)

폐쇄된 쉘(1)과 상기 쉘(1) 내에 설치된 다수의 열교환 튜브(3)를 포함하며, 상기 쉘(1) 내에는 제1 튜브 플레이트와 제2 튜브 플레이트(13)가 평행되게 설치되며, 각 상기 열교환 튜브(3)의 양단은 각각 상기 제1 튜브 플레이트와 제2 튜브 플레이트(13)에 제한되어 있는 열교환기 구조에 있어서,
각 상기 열교환 튜브(3)는 다층의 나선관을 형성하고, 각 층의 상기 나선관은 순차적으로 내외로 간격을 두고 이중 설치되며, 각 층의 상기 나선관 중에는 또한 제1 가스 튜브(4)가 동일한 방향으로 나선으로 감겨있고, 각 상기 제1 가스 튜브(4)의 상기 쉘(1) 아래쪽을 향하는 튜브 벽에는 다수의 제1 통기공(41)이 분포되어 있으며, 각 상기 제1 가스 튜브(4)의 가스 유입구와 가스 유출구는 모두 외부의 가스 공급원과 연통되어 있고,
각 층의 나선관 중에는 또한 제2 가스 튜브(5)가 동일한 방향으로 나선으로 감겨있고, 각 상기 제2 가스 튜브(5)의 상기 쉘(1) 위쪽을 향하는 튜브 벽에는 다수의 제2 통기공(51)이 분포되어 있으며, 각 상기 제2 가스 튜브(5)의 가스 유입구와 가스 유출구는 모두 외부의 가스 공급원과 연통되어 있고, 또한 상기 제2 가스 튜브(5)와 외부의 가스 공급원 사이에는 밸브가 구비되는,
열교환기 구조.And a plurality of heat exchange tubes 3 installed in the shell 1. The first and second tube plates 13 and 13 are installed in parallel in the shell 1, Wherein each of the heat exchange tubes (3) is limited to the first tube plate and the second tube plate (13), respectively,
Each of the heat exchange tubes (3) forms a multi-layered helical tube, and the helical tubes of each layer are sequentially installed in the interior and the exterior of the helical tube. The first gas tube (4) A plurality of first ventilation holes 41 are distributed in the tube wall of each of the first gas tubes 4 toward the lower side of the shell 1, and each of the first gas tubes 41 4) and the gas outlet are both in communication with the external gas supply source,
The second gas tube 5 is wound in a spiral in the same direction in the spiral tube of each layer and the tube wall of each of the second gas tubes 5 facing the shell 1 is provided with a plurality of second air holes And the gas inlet and the gas outlet of each of the second gas tubes 5 are communicated with an external gas supply source, and between the second gas tube 5 and the external gas supply source In addition,
Heat Exchanger Structure. 제1항에 있어서,
상기 제2 가스 튜브(5)는 개공율(開孔率)이 2% ~ 10%이고 또한 균일하게 분포되어 있는, 열교환기 구조.The method according to claim 1,
Wherein the second gas tube (5) has an opening ratio of 2% to 10% and is uniformly distributed. 제1항 또는 제2항에 있어서,
인접된 층의 상기 나선관의 나선 방향이 서로 반대되는, 열교환기 구조.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the helical directions of the helical tubes of the adjacent layers are opposite to each other. 제3항에 있어서,
상기 제1 통기공(41)의 개공율이 2% ~ 10%이고 또한 균일하게 분포되어 있는, 열교환기 구조.The method of claim 3,
Wherein an opening ratio of the first vent hole (41) is 2% to 10% and is uniformly distributed. 제4항에 있어서,
각 층의 상기 나선관 중에는 다수의 동일한 방향으로 나선으로 감기는 열교환 튜브(3)가 포함되는, 열교환기 구조.5. The method of claim 4,
Wherein said spiral tube of each layer comprises a heat exchange tube (3) wound in a plurality of identical directions in a spiral. 제3항에 있어서,
코어(2)를 더 포함되고, 상기 코어(2)는 상기 제1 튜브 플레이트와 제2 튜브 플레이트(13) 사이에 위치하며, 또한 상기 코어의 양단(兩端)이 각각 상기 제1 튜브 플레이트와 제2 튜브 플레이트(13)에 지지되고, 상기 각 층의 나선관은 상기 코어(2)를 중심으로 나선으로 감기는, 열교환기 구조.The method of claim 3,
Wherein the core (2) is positioned between the first tube plate and the second tube plate (13), and both ends of the core are connected to the first tube plate Is supported on a second tube plate (13), and the helical tube of each layer is wound in a spiral around the core (2). 삭제delete
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102927837A (en) * 2012-11-02 2013-02-13 镇海石化建安工程有限公司 Heat exchanger structure
CN105444593A (en) * 2015-12-16 2016-03-30 南京正源搪瓷设备制造有限公司 PTFE (Polytetrafluoroethylene) heat exchanger
CN106091748A (en) * 2016-08-23 2016-11-09 关朋伟 A kind of novel heat exchanger
FR3075942B1 (en) * 2017-12-22 2020-07-17 Axens COIL HEAT EXCHANGER FOR HYDROTREATMENT OR HYDROCONVERSION
FR3075941B1 (en) * 2017-12-22 2021-02-26 Axens COIL HEAT EXCHANGER FOR HYDRO-TREATMENT OR HYDROCONVERSION
CN108160006B (en) * 2018-02-13 2023-11-14 镇海石化建安工程股份有限公司 Propane dehydrogenation device and propane dehydrogenation method
CN108745261B (en) * 2018-06-04 2020-03-17 西安交通大学 Multi-unit metal hydride heat storage reactor
US20210387239A1 (en) * 2020-06-12 2021-12-16 The Boeing Company Cleaning systems and methods of use thereof
CN111853844A (en) * 2020-07-03 2020-10-30 安徽南都华铂新材料科技有限公司 Waste heat recycling device and using method
CN113432454B (en) * 2021-07-14 2022-12-06 哈尔滨锅炉厂有限责任公司 Non-circular cross-section double-tube-pass spiral heat exchanger tube bundle structure
CN115090250A (en) * 2022-07-18 2022-09-23 濮阳市远东科技有限公司 Propane dehydrogenation reaction device
CN115628628B (en) * 2022-10-31 2023-07-21 镇海石化建安工程股份有限公司 Heat exchanger and polycrystalline silicon production system using same
CN117516216B (en) * 2023-12-05 2024-04-16 武汉东海石化重型装备有限公司 Winding tube type heat exchanger and descaling method thereof

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2216537B1 (en) * 1973-02-06 1975-03-07 Gaz De France
JPS60111897U (en) * 1983-12-29 1985-07-29 株式会社　ダイクレ cylindrical heat exchanger
WO1988001362A1 (en) * 1986-08-21 1988-02-25 Emil Bader Countercurrent heat-exchanger with helical bank of tubes
US4983353A (en) * 1989-03-13 1991-01-08 General Electric Company Novel passive approach to protecting the primary containment barrier formed by the intermediate heat exchanger from the effects of an uncontrolled sodium water reaction
JPH0320591A (en) * 1989-04-14 1991-01-29 Hitachi Ltd Multiple tube type heat exchanger
JPH0655056U (en) * 1992-12-14 1994-07-26 石川島播磨重工業株式会社 Helical coil heat exchanger
JPH09287889A (en) * 1996-04-24 1997-11-04 Miura Co Ltd Soot blower device of fluid heater
CN2251125Y (en) * 1996-08-01 1997-04-02 李建军 High-efficient energy-saving heat-exchanger
US6047767A (en) * 1998-04-21 2000-04-11 Vita International, Inc. Heat exchanger
JP2003014397A (en) * 2001-06-27 2003-01-15 Babcock Hitachi Kk Soot blower
US6679083B1 (en) * 2002-08-02 2004-01-20 Donald C. Erickson Opposed slant tube diabatic sorber
US7033135B2 (en) * 2003-11-10 2006-04-25 General Electric Company Method and apparatus for distributing fluid into a turbomachine
CN1657860B (en) * 2004-02-16 2010-05-12 湖南工业大学 Vertical tubulation heat-transfer equipment with on-line fluidization cleaning function for dirt on outer of pipe
AT504287B1 (en) * 2006-08-23 2008-07-15 Vaillant Austria Gmbh METHOD FOR CLEANING EXHAUST HEATER OF A HEATER
JP5214527B2 (en) * 2009-04-24 2013-06-19 三菱重工メカトロシステムズ株式会社 Cleaning device for exhaust gas heat recovery unit
CN201724581U (en) * 2010-07-06 2011-01-26 徐复昌 Spiral tubular heat exchanger
CN201926338U (en) * 2010-12-27 2011-08-10 青岛磐石容器制造有限公司 Volume-type coil-pipe heater
CN202902937U (en) * 2012-11-02 2013-04-24 镇海石化建安工程有限公司 Heat exchanger structure
CN102927837A (en) * 2012-11-02 2013-02-13 镇海石化建安工程有限公司 Heat exchanger structure

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KR20150079898A (en) 2015-07-08
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