NO173352B - HEAT EXCHANGE - Google Patents

HEAT EXCHANGE Download PDF

Info

Publication number
NO173352B
NO173352B NO90901810A NO901810A NO173352B NO 173352 B NO173352 B NO 173352B NO 90901810 A NO90901810 A NO 90901810A NO 901810 A NO901810 A NO 901810A NO 173352 B NO173352 B NO 173352B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
sections
heat exchanger
flow space
axis
exchanger according
Prior art date
Application number
NO90901810A
Other languages
Norwegian (no)
Other versions
NO173352C (en
NO901810D0 (en
NO901810L (en
Inventor
Manfred Steinbauer
Dieter Mihailowitsch
Helmut Kreis
Original Assignee
Linde Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Linde Ag filed Critical Linde Ag
Publication of NO901810D0 publication Critical patent/NO901810D0/en
Publication of NO901810L publication Critical patent/NO901810L/en
Publication of NO173352B publication Critical patent/NO173352B/en
Publication of NO173352C publication Critical patent/NO173352C/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02Header boxes; End plates
    • F28F9/026Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits
    • F28F9/0265Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits by using guiding means or impingement means inside the header box
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/0066Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/0066Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids
    • F28D7/0083Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids with units having particular arrangement relative to a supplementary heat exchange medium, e.g. with interleaved units or with adjacent units arranged in common flow of supplementary heat exchange medium
    • F28D7/0091Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids with units having particular arrangement relative to a supplementary heat exchange medium, e.g. with interleaved units or with adjacent units arranged in common flow of supplementary heat exchange medium the supplementary medium flowing in series through the units
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/16Heat-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
    • F28D7/163Heat-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 conduit assemblies having a particular shape, e.g. square or annular; with assemblies of conduits having different geometrical features; with multiple groups of conduits connected in series or parallel and arranged inside common casing
    • F28D7/1638Heat-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 conduit assemblies having a particular shape, e.g. square or annular; with assemblies of conduits having different geometrical features; with multiple groups of conduits connected in series or parallel and arranged inside common casing with particular pattern of flow or the heat exchange medium flowing inside the conduits assemblies, e.g. change of flow direction from one conduit assembly to another one
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/007Auxiliary supports for elements
    • F28F9/013Auxiliary supports for elements for tubes or tube-assemblies
    • F28F9/0131Auxiliary supports for elements for tubes or tube-assemblies formed by plates
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2265/00Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction
    • F28F2265/28Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction for preventing noise

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)
  • Gloves (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)

Description

Oppfinnelsen omfatter en varmeveksler med et i det vesentlige sylinderformet strømningsrom som er begrenset av en mantel, med et antall rør som går gjennom strømningsrommet i en retning som i det vesentlige er parallell med sylinderaksen og med minst ett par stusser som er anordnet motsatt til hverandre på mantelens sylinderflate og som fører inn i strømningsrommet. The invention comprises a heat exchanger with an essentially cylindrical flow space which is limited by a jacket, with a number of pipes passing through the flow space in a direction which is essentially parallel to the cylinder axis and with at least one pair of nozzles which are arranged opposite to each other on the cylinder surface of the mantle and which leads into the flow space.

Slike varmevekslere brukes for mange anvendelsesområder for avkjøling eller oppvarming av væsker og/eller gasser gjennom indirekte varmeveksling. Et fluid strømmer da inn i strømnings-rommet gjennom en av stussene, omspyler der rørene i en strøm-ningsretning som i det vesentlige forløper loddrett på sylinderaksen og strømmer igjen ut gjennom en annen stuss. Ofte er strømningsrommet oppdelt i flere avsnitt som hvert har et eget par innfyllings- og utløpsstusser. En slik konstruksjonsform hvor fluidet i strømningsrommet strømmer på tvers av et andre fluid som føres gjennom det indre av rørene gir den fordel at det første fluid bare utsettes for et svært lite trykktap ved gjennomgang gjennom varmeveksleren. Dette bevirkes gjennom en relativt direkte gjennomgang gjennom strømningsrommet som riktignok forutsetter en forholdsvis åpen konstruksjon uten strømningshindrende innbygg i strømningsrommet. Such heat exchangers are used for many areas of application for cooling or heating liquids and/or gases through indirect heat exchange. A fluid then flows into the flow space through one of the nozzles, washes the pipes there in a direction of flow which essentially runs vertically to the cylinder axis and flows out again through another nozzle. Often, the flow space is divided into several sections, each of which has its own pair of filling and outlet nozzles. Such a construction form where the fluid in the flow space flows across a second fluid which is carried through the interior of the pipes gives the advantage that the first fluid is only exposed to a very small pressure loss when passing through the heat exchanger. This is achieved through a relatively direct passage through the flow space, which admittedly requires a relatively open construction without flow-obstructing built-ins in the flow space.

Dette forringer i sin tur innretningens mekaniske stabilitet og stivhet, slik at varmevekslere av denne type til nå bare kunne benyttes ved relativt lave strømningshastigheter i strømningsrommet. Dessuten er problemet med fordelingen av det første fluid i strømningsrommet loddrett til strømningsretningen til nå ikke løst på tilfredsstillende måte når det gjelder slike krysstrømsvarmevekslere. This in turn impairs the device's mechanical stability and rigidity, so that heat exchangers of this type could only be used until now at relatively low flow rates in the flow space. Moreover, the problem of the distribution of the first fluid in the flow space perpendicular to the direction of flow has not yet been satisfactorily solved in the case of such cross-flow heat exchangers.

Det er nå oppfinnelsens oppgave å forbedre en varmeveksler av den innledningsvis nevnte. type på en slik måte at varmevekslerens mekaniske stabilitet også er tilstrekkelig for anvendelse ved større strømningshastigheter. En gunstig varmeovergangsytelse og en god fordeling av det første fluid i strømningsretningen skal også sikres. It is now the task of the invention to improve a heat exchanger of the type mentioned at the outset. type in such a way that the heat exchanger's mechanical stability is also sufficient for use at higher flow rates. A favorable heat transfer performance and a good distribution of the first fluid in the flow direction must also be ensured.

Denne oppgave løses ved hjelp av støtteplater som i det vesentlige er bygget inn i strømningsrommet i rett vinkel til sylinderaksen. Disse støtteplater gir en mekanisk konstruksjon som er vesentlig stabilere og stivere og som forsterker den sylinderformede mantels stivhet omkring strømningsrommet. Varmeveksleren ifølge oppfinnelsen kan derfor i strømningsrommet tåle strømningshastigheter på inntil ca. 10% av lydhastigheten. This task is solved with the help of support plates which are essentially built into the flow space at right angles to the cylinder axis. These support plates provide a mechanical construction which is substantially more stable and stiffer and which reinforces the rigidity of the cylindrical mantle around the flow space. The heat exchanger according to the invention can therefore withstand flow rates of up to approx. 10% of the speed of sound.

Ved siden av den mekaniske stabilitet i lengderetningen kan det, når det gjelder varmevekslere, også oppstå problemer på grunn av akustiske svingninger som bygges opp av stående bølger i et plan i rett vinkel til sylinderaksen. In addition to the mechanical stability in the longitudinal direction, in the case of heat exchangers, problems can also arise due to acoustic oscillations built up by standing waves in a plane at right angles to the cylinder axis.

Ifølge en spesiell utforming av oppfinnelsen vil disse vanskeligheter overvinnes ved at det bygges inn minst én støydempende plate som i det vesentlige er anordnet parallelt med sylinderaksen i strømningsrommet. Det kan videre anvendes to parallelle støydempende plater, en på hver sider av sylinderaksen, og som forløper gjennom strømningsrommets fulle lengde. Eventuelt kan det også være gunstig med et ulikt antall og en asymmetrisk anordning av slike støydempende plater. Ved en slik spesiell utforming av oppfinnelsen er det i hver tverrsnittsflate innebygget forhindringer som motvirker dannelse av stående akustiske bølger. According to a special design of the invention, these difficulties will be overcome by incorporating at least one noise-damping plate which is essentially arranged parallel to the cylinder axis in the flow chamber. Two parallel noise dampening plates can also be used, one on each side of the cylinder axis, and which extend through the full length of the flow chamber. Optionally, it may also be advantageous to have an unequal number and an asymmetrical arrangement of such noise-absorbing plates. With such a special design of the invention, there are built-in obstacles in each cross-sectional surface which counteract the formation of standing acoustic waves.

For ytterligere forhøyelse av varmevekslerens stabilitet og for underletting av varmevekslerens fremstilling er det gunstig dersom støydempende plater og støtteplater er material-messig forbundet med hverandre, eksempelvis ved at berøringsfla-tene sveises sammen. To further increase the stability of the heat exchanger and to facilitate the production of the heat exchanger, it is advantageous if the noise-absorbing plates and support plates are materially connected to each other, for example by welding the contact surfaces together.

Ved denne konstruksjonsmåte er riktignok en fluidut-veksling på tvers i strømningsrommet mellom forskjellige celler ikke lenger mulig, slik at en jevn fluidfordeling ikke uten videre er garantert. Spesielt forhindres utveksling mellom det område som er oppdelt i celler og strømningsrommets randområde sterkt, slik at varmeoverføringsytelsen fremfor alt i dette randområde ikke er optimal. With this method of construction, it is true that a fluid exchange across the flow space between different cells is no longer possible, so that an even fluid distribution is not immediately guaranteed. In particular, exchange between the area divided into cells and the edge area of the flow space is strongly prevented, so that the heat transfer performance above all in this edge area is not optimal.

Ved en ytterligere spesiell utforming av oppfinnelsen er en slagplate anordnet i det vesentlige i rett vinkel til forbindelseslinjen mellom to stusser som parvis ligger overfor hverandre og gjennomgående over hele.strømningsrommets lengde parallelt til sylinderaksen. Det er gunstig med et mellomrom mellom slagplatens langsgående sider og mantelen. In a further special design of the invention, an impact plate is arranged essentially at right angles to the connecting line between two nozzles which lie opposite each other in pairs and throughout the entire length of the flow space parallel to the cylinder axis. It is advantageous to have a space between the longitudinal sides of the impact plate and the mantle.

I forhold til slagplater som vanligvis anvendes og som bare anbringes på en liten flate under inngangsstussen og derfor kun utgjør et svært simpelt tiltak for fordeling av det fluid som strømmer gjennom inngangsstussen, bevirker slagplaten ifølge oppfinnelsen målrettet en bedre tilførsel av fluid i strøm-ningsrommets randområder. In relation to impact plates that are usually used and which are only placed on a small surface below the inlet nozzle and therefore only constitute a very simple measure for the distribution of the fluid that flows through the inlet nozzle, the impact plate according to the invention purposefully causes a better supply of fluid in the peripheral areas of the flow space .

Det er videre gunstig dersom slagplaten i retning av sylinderaksen er oppdelt i avsnitt med forskjellige relative hulltverrsnitt. På denne måte kan det oppnås en målrettet fordeling av det fluid som føres gjennom strømningsrommet også i retning av sylinderaksen. It is also advantageous if the strike plate in the direction of the cylinder axis is divided into sections with different relative hole cross-sections. In this way, a targeted distribution of the fluid that is carried through the flow space can also be achieved in the direction of the cylinder axis.

Det er fordelaktig dersom slagplaten er oppdelt i delstykker som oppviser et helt antall n avsnitt og som på hver side begrenses enten av en ende i strømningsrommet eller av en flate som ligger nøyaktig mellom to par stusser loddrett på sylinderaksen. Stussene er fortrinnsvis anordnet på en slik måte at delstykkene er like store. En varmeveksler kan oppvise flere eller bare ett delstykke. I det sistnevnte tilfelle forefinnes bare ett par stusser. It is advantageous if the impact plate is divided into parts which have a whole number of n sections and which are limited on each side either by an end in the flow space or by a surface which lies exactly between two pairs of stubs perpendicular to the cylinder axis. The spigots are preferably arranged in such a way that the parts are the same size. A heat exchanger can have several or just one part. In the latter case, there is only one pair of stubs.

I en gunstig videreutforming av oppfinnelsen oppviser hvert av slagplatens delstykker et likt antall n avsnitt som følger etter hverandre, Pir i=l,....,n, idet hvert avsnitts In a favorable further development of the invention, each of the impact plate's parts has an equal number of n sections that follow one another, Pir i=l,....,n, as each section's

lengde ai, bredde bi og de relative hulltverrsnitt L ± (se figur 3) har en identisk oppbygging. length ai, width bi and the relative hole cross-sections L ± (see figure 3) have an identical structure.

Delstykket eller delstykkene er altså når det gjelder oppdeling i avsnitt symmetrisk i forhold til forbindelseslinjen mellom det tilhørende stusspar. The part or parts are thus, when it comes to division into sections, symmetrical in relation to the connecting line between the associated pair of spigots.

Det viser seg å være gunstig dersom avsnittenes Pi antall n innenfor et delstykke ligger mellom 2 og 18 og dersom det for de relative hulltverrsnitt Lt på avsnittene P±gjelder at: It turns out to be favorable if the number n of the sections Pi within a part is between 2 and 18 and if for the relative hole cross-sections Lt on the sections P± it applies that:

Fortrinnsvis ligger n mellom 4 og 8. Preferably, n is between 4 and 8.

I en gunstig utførelsesform av oppfinnelsen velges forholdet mellom største og minste relative hulltverrsnitt Li/L^ i avhengighet av fordelingslengden lv (= avstand mellom innfyllingsstussens midtakse og det tilsvarende delstykkes begrensning) og av innfyllingsstussens indre radius r, og fortrinnsvis ifølge likningen In a favorable embodiment of the invention, the ratio between the largest and smallest relative hole cross-sections Li/L^ is chosen in dependence on the distribution length lv (= distance between the central axis of the filling spigot and the restriction of the corresponding part) and on the internal radius r of the filling spigot, and preferably according to the equation

Faktoren f ligger i en størrelsesorden rundt 1, omtrent mellom 0,8 og 1,3. Forholdet lv/r ligger vanligvis i omkring 3, Lx/Ln/2er vanligvis 1,5 til 2,0, fortrinnsvis ca. 1,7. The factor f lies in an order of magnitude around 1, roughly between 0.8 and 1.3. The ratio lv/r is usually around 3, Lx/Ln/2 is usually 1.5 to 2.0, preferably approx. 1.7.

Omfattende hydrodynamiske beregninger har vist at det ved hjelp av en slik utforming av slagplatene kan oppnås en gunstig fordeling av gass som føres gjennom strømningsrommet, noe som fører til at det oppnås en høy varmeovergangsytelse for varmeveksleren. Det har vist seg å være spesielt gunstig med et verdiområde for Ln/2på mellom 10 og 30%. Extensive hydrodynamic calculations have shown that with the help of such a design of the impact plates, a favorable distribution of gas that is carried through the flow space can be achieved, which leads to a high heat transfer performance being achieved for the heat exchanger. It has proven to be particularly beneficial with a value range for Ln/2 of between 10 and 30%.

Inntil for ca. 15 år siden var det vanlig som spalte-gasskjøler i etylenanlegg å anvende varmevekslere som i likhet med varmevekslertypen ifølge oppfinnelsen oppviste et sylinderformet strømningsrom og kjølevannsrør parallelt med sylinderaksen, mens den gass som skulle kjøles ble ført flere ganger frem og tilbake over strømningsrommets tverrsnitt. Until approx. 15 years ago, it was common as a split gas cooler in ethylene plants to use heat exchangers which, like the heat exchanger type according to the invention, had a cylindrical flow chamber and cooling water pipes parallel to the cylinder axis, while the gas to be cooled was led several times back and forth across the cross section of the flow chamber.

På denne måte oppstår imidlertid et vesentlig større trykktap og metoden blir energimessig ugunstig. In this way, however, a significantly greater pressure loss occurs and the method becomes energetically unfavorable.

Da energi ble knapp og kostbar, så man seg tvunget til å anvende kjølere med direkte kontakt og å avkjøle spaltegassen gjennom direkte varmeutveksling med vann. Slike anlegg oppviser et lavere trykktap; dette trykktap går imidlertid på bekostning av mer omfattende apparatur. Dette er på den ene side begrunnet i at kjølevannet føres i kretsløp og derfor igjen må avkjøles i en adskilt varmeveksler. På den annen side er det nødvendig at det vann som føres ut av direktekontaktkjøleren, samt utkon-denserte tunge hydrokarboner, atskilles i en avskiller. When energy became scarce and expensive, it was forced to use coolers with direct contact and to cool the cracking gas through direct heat exchange with water. Such plants show a lower pressure loss; however, this pressure loss comes at the expense of more extensive equipment. On the one hand, this is justified by the fact that the cooling water is circulated and must therefore be cooled again in a separate heat exchanger. On the other hand, it is necessary that the water which is led out of the direct contact cooler, as well as condensed heavy hydrocarbons, be separated in a separator.

Anvendelsen av varmeveksleren ifølge oppfinnelsen som trinnkjøler for spaltegass i et etylenanlegg, hhv. for utvinning av etylen for avkjøling av spaltegass, forener nå fordelene med de kjente typer spaltegasskjølere for etylenanlegg, nemlig på den ene side begrensede apparatanordninger og dermed relativt lave kapitalkostnader og på den annen side, svært lavt trykktap og derved lave driftskostnader. Fortrinnsvis føres da spaltegassen som første fluid gjennom strømningsrommet. The use of the heat exchanger according to the invention as a stage cooler for cracking gas in an ethylene plant, or for the extraction of ethylene for the cooling of cracking gas, now combines the advantages of the known types of cracking gas coolers for ethylene plants, namely on the one hand limited apparatus arrangements and thus relatively low capital costs and on the other hand, very low pressure loss and thereby low operating costs. Preferably, the cracking gas is then passed as the first fluid through the flow space.

Oppfinnelsen og nærmere enkeltheter ved oppfinnelsen skal forklares nærmere i det følgende på grunnlag av et utførel-seseksempel som er vist skjematisk på tegningene, hvor figur 1 viser et lengdesnitt i et vertikalplan, figur 2 viser et tverrsnitt og figur 3 viser et ytterligere lengdesnitt i et horisontalplan gjennom varmeveksleren ifølge oppfinnelsen. The invention and further details of the invention shall be explained in more detail in the following on the basis of a design example which is shown schematically in the drawings, where Figure 1 shows a longitudinal section in a vertical plane, Figure 2 shows a cross section and Figure 3 shows a further longitudinal section in a horizontal plane through the heat exchanger according to the invention.

Varmevekslerens mantel 1 er i det vesentlige utformet sylindersymmetrisk om aksen 8. Den omslutter sammen med skilleveggene 3A og 3C strømningsrommet 2. Dette er igjen delt i to delrom ved hjelp av en ytterligere skillevegg 3B. Gassutveksling mellom delrommene er ikke mulig. Et første par stusser 4 tilhører det på figur 1 til venstre anordnede delrom. Stussene utgjøres av inngangsstusser 4A og utgangsstusser 4B. På analogt vis kan parets 5 stusser 5A og 5B ses på høyre side. The heat exchanger's mantle 1 is essentially designed cylindrically symmetrically about the axis 8. Together with the partitions 3A and 3C, it encloses the flow space 2. This is again divided into two subspaces by means of a further partition 3B. Gas exchange between the compartments is not possible. A first pair of connectors 4 belongs to the compartment arranged on the left in Figure 1. The sockets consist of input sockets 4A and output sockets 4B. Analogously, the pair's 5 sockets 5A and 5B can be seen on the right-hand side.

Ifølge oppfinnelsen er det i strømningsrommet 2 innebygget støtteplater 12. Antallet av disse støtteplater er i utførelseseksemplet i alt ti, altså fem pr. delrom. Støtteplatene 12 bæres av et gulv eller en bæreplate 15. Videre er det på figur According to the invention, there are built-in support plates 12 in the flow space 2. The number of these support plates in the design example is a total of ten, i.e. five per partial room. The support plates 12 are supported by a floor or a support plate 15. Furthermore, it is in the figure

2 vist to støydempende plater 11 som forløper gjennom strøm-ningsrommets 2 fulle lengde fra skillevegg 3A til skillevegg 3C (se figur 1). Støtteplatene 12, de støydempende plater 11 og skilleveggene 3A, 3B, 3C er sammensveist og danner en stiv, celleliknende struktur hvor gassutveksling til siden mellom cellene ikke er mulig og hvor det heller ikke er mulig med gassutveksling til rommet mellom de støydempende plater 11 og mantelen 1. I tillegg kan ifølge oppfinnelsen en slagplate 10 anordnes under inngangsstussene 4A, 5A horisontalt over hele strømningsrommets 2 lengde. Bredden b på den på figur 3 innteg-nede slagplate 10 er omtrent lik innfyllingsstussenes 4A, 5A diameter 2r. b kan imidlertid også være litt større eller mindre enn 2r (se talleksemplet nedenfor). I tverretning er slagplaten 10 begrenset av og fast forbundet med de to støydempende plater 11. 2 shows two noise-damping plates 11 which extend through the full length of the flow space 2 from partition wall 3A to partition wall 3C (see figure 1). The support plates 12, the noise-damping plates 11 and the partitions 3A, 3B, 3C are welded together and form a rigid, cell-like structure where gas exchange to the side between the cells is not possible and where gas exchange to the space between the noise-damping plates 11 and the mantle is also not possible 1. In addition, according to the invention, an impact plate 10 can be arranged under the inlet nozzles 4A, 5A horizontally over the entire length of the flow space 2. The width b of the striking plate 10 shown in Figure 3 is approximately equal to the diameter 2r of the filling nozzles 4A, 5A. However, b can also be slightly larger or smaller than 2r (see the numerical example below). In the transverse direction, the impact plate 10 is limited by and firmly connected to the two noise-absorbing plates 11.

Med den gjennomhullede slagplate 10 vanskeliggjøres gjennomstrømningen av det fluid som føres inn gjennom inngangsstussene 4A, 5A i den sentrale del av strømningsrommet 2, og gir på denne måte en bedre fordeling gjennom mellomrommene 14 (se figur 2) i retning av randvolumet mellom de støydempende plater 11 og mantelen 1. With the perforated impact plate 10, the flow of the fluid introduced through the inlet nozzles 4A, 5A in the central part of the flow space 2 is made more difficult, and in this way provides a better distribution through the spaces 14 (see figure 2) in the direction of the edge volume between the noise-absorbing plates 11 and the mantle 1.

Analogt til delrommene i strømningsrommet 2 er slagplaten 10 delt i to delstykker av skilleveggen 3B. Hver av slagplatens 10 to delstykker består av avsnitt P1- P6, hhv. P\ - P'6, slik det er vist på figur 3. Antallet n av avsnitt pr. delstykke utgjør i utførelseseksemplet 6. Slagplaten 10 oppviser i en spesiell versjon tre forskjellige typer hull som er kjennetegnet av forskjellige relative hulltverrsnitt. Med relative hulltverrsnitt menes forholdet mellom hullenes åpningsflate og platens samlede flate. De forskjellige hulltyper kan være utført med forskjellig tetthet og/eller hullstørrelse. Analogously to the sub-spaces in the flow space 2, the impact plate 10 is divided into two sub-pieces by the partition wall 3B. Each of the impact plate's 10 two parts consists of sections P1-P6, respectively. P\ - P'6, as shown in figure 3. The number n of paragraphs per part constitutes in the design example 6. The impact plate 10 exhibits in a special version three different types of holes which are characterized by different relative hole cross-sections. By relative hole cross-section is meant the ratio between the opening surface of the holes and the overall surface of the plate. The different hole types can be made with different density and/or hole size.

Fortrinnsvis anvendes i utførelseseksemplet tre forskjellige verdier, Lx, L2, L3av relative hulltverrsnitt, nemlig Preferably, three different values, Lx, L2, L3, of relative hole cross-sections are used in the design example, namely

L, for Plf P6, P'1# P'6 L, for Plf P6, P'1# P'6

L2for P2, P5, P'2, P'5 og L2for P2, P5, P'2, P'5 and

L3for P3, P4, P'3, P'4. L3for P3, P4, P'3, P'4.

Hullene er valgt på en slik måte at den relative hulltverrsnitt L3er minst direkte under inngangsstussene 4A, 5A og ved de avsnitt som er lengst borte fra inngangsstussene 4A, 5A er den relative hulltverrsnitt Lxstørst, for å oppnå en mest mulig lik fluidfordeling i strømningsrommet langs sylinderaksen. The holes are chosen in such a way that the relative hole cross-section L3 is at least directly below the inlet nozzles 4A, 5A and at the sections furthest away from the inlet nozzles 4A, 5A the relative hole cross-section Lx is largest, in order to achieve the most equal fluid distribution in the flow space along the cylinder axis .

I en varmeveksler som ble bygd for forsøk ble følgende parametre valgt: In a heat exchanger that was built for testing, the following parameters were chosen:

Det er produksjonsteknisk gunstig å velge avsnittenes Px- P6hhv. P\ - P'6 lengde lik avstanden mellom to støtteplater 12. Fordelingsteknisk sett er det naturligvis gunstigere med et høyere antall avsnitt med forskjellige relative hulltverrsnitt. Et praktisk kompromiss mellom fordelingskvalitet og anordningens kompleksitet har ved hydrodynamiske beregninger vist seg å være et område for antallet n delavsnitt pr. delstykke er fra 12 til 18, fortrinnsvis 4 til 8. It is advantageous from a production point of view to choose the sections Px- P6 respectively. P\ - P'6 length equal to the distance between two support plates 12. From a distribution technical point of view, it is naturally more favorable to have a higher number of sections with different relative hole cross-sections. A practical compromise between distribution quality and the device's complexity has been shown by hydrodynamic calculations to be an area for the number of n sub-sections per portion is from 12 to 18, preferably 4 to 8.

Rørene som går gjennom strømningsrommet 2 er ikke spesielt vist på tegningene. I lengdesnittet på figur 1 ligger de rette delstykker mellom slagplaten 10 og bæreplaten 15. På varmevekslerens ende er rørene enten forbundet med én av stussene 6A, 6B, eller forbundet med hverandre, noe som skal forklares nærmere på grunnlag av figur 2. The pipes that pass through the flow space 2 are not particularly shown in the drawings. In the longitudinal section in Figure 1, the straight parts lie between the impact plate 10 and the carrier plate 15. At the end of the heat exchanger, the pipes are either connected to one of the connections 6A, 6B, or connected to each other, which will be explained in more detail on the basis of Figure 2.

I det viste tverrsnitt er fire bunter Ax 2 til A7 8 tegnet inn. Hver av disse er oppdelt i to undergrupper Alf A2til A7, A8. Undergruppene består av 50 til 300, fortrinnsvis 120 til 250 rør og fyller hver et volum som er kjennetegnet ved to linjer som krysser hverandre på begge sider av ert støydempende plate 11. In the cross section shown, four bundles Ax 2 to A7 8 are drawn in. Each of these is divided into two subgroups Alf A2 to A7, A8. The subgroups consist of 50 to 300, preferably 120 to 250 tubes and each fill a volume which is characterized by two lines that cross each other on both sides of the noise-absorbing plate 11.

Rørene er forbundet med hverandre på en slik måte at et fluid som føres inn over stussen 6A, først parallelt gjennom-strømmer undergruppens Ax rør og deretter føres gjennom de øvrige undergruppers og bunters rør etter hverandre i rekkefølgen A2, A3, A4, A6, A7, A8og deretter føres til utgangsstussen 6B. The pipes are connected to each other in such a way that a fluid which is fed in via the spigot 6A first flows in parallel through the sub-group Ax pipe and is then passed through the pipes of the other sub-groups and bundles one after the other in the order A2, A3, A4, A6, A7 , A8 and then fed to the output socket 6B.

Varmeveksleren drives slik at et første fluid, f.eks. spaltegass i et etylenanlegg, føres inn i strømningsrommet 2 i to parallelle strømmer gjennom inngangsstussene 4A og 5A, og føres ut igjen gjennom utgangsstussene 4B, 5B, noe som er antydet med piler på figur 1 og 2. På tvers av disse strømmer føres det inn et andre fluid, eksempelvis kjølevann, gjennom stussen 6A og gjennom de ikke viste rør, og føres igjen ut gjennom stussen 6B (piler 7 på figur 1). The heat exchanger is operated so that a first fluid, e.g. cracked gas in an ethylene plant, is fed into the flow space 2 in two parallel streams through the inlet nozzles 4A and 5A, and is fed out again through the outlet nozzles 4B, 5B, which is indicated by arrows in Figures 1 and 2. Across these streams, a second fluid, for example cooling water, through the connection 6A and through the pipes not shown, and is led out again through the connection 6B (arrows 7 in Figure 1).

Claims (8)

1. Varmeveksler med et i det vesentlige sylinderformet strømningsrom (2) som er begrenset av en mantel (1), hvor flere rør forløper gjennom strømningsrommet (2) i det vesentlige parallelt med rommets akse (8) og med minst ett par (4, 5) stusser som er anordnet overfor hverandre på mantelens (1) sylinderflate og som fører inn i strømningsrommet (2), KARAKTERISERT VED at støtteplater (12) er innebygget i strømningsrom-met (2), i det vesentlige i rett vinkel til aksen (8), at minst en støydempende plate (11) er anordnet i strømningsrommet (2) i det vesentlige parallelt med aksen (8), og at de(n) støydempende plate(r) (11) og støtteplatene (12) er fast forbundet med hverandre.1. Heat exchanger with an essentially cylindrical flow chamber (2) which is limited by a jacket (1), where several tubes extend through the flow chamber (2) essentially parallel to the axis of the chamber (8) and with at least one pair (4, 5) nozzles which are arranged opposite each other on the cylinder surface of the casing (1) and which lead into the flow space (2), CHARACTERIZED BY the fact that support plates (12) are built into the flow space (2), essentially at right angles to the axis ( 8), that at least one noise-absorbing plate (11) is arranged in the flow space (2) essentially parallel to the axis (8), and that the noise-absorbing plate(s) (11) and the support plates (12) are firmly connected together. 2. Varmeveksler ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at en gjennomhullet slagplate (10) er anordnet i strømningsrommet (2) parallelt med sylinderaksen (8) og i det vesentlige i rett vinkel til forbindelseslinjen mellom to overfor hverandre liggende stusser (4A, 4B, 5A, 5B).2. Heat exchanger according to claim 1, CHARACTERIZED BY the fact that a perforated impact plate (10) is arranged in the flow space (2) parallel to the cylinder axis (8) and essentially at right angles to the connecting line between two opposite stubs (4A, 4B, 5A , 5B). 3. Varmeveksler ifølge krav 2, KARAKTERISERT VED at et mellomrom (14) er anordnet mellom slagplatens (10) langsgående kanter (13) og mantelen (1).3. Heat exchanger according to claim 2, CHARACTERIZED IN THAT a space (14) is arranged between the longitudinal edges (13) of the impact plate (10) and the mantle (1). 4. Varmeveksler ifølge krav 2-3, KARAKTERISERT VED at slagplaten (10) i aksens (8) retning er oppdelt i avsnitt (Pi~P6, P'!-P'6) med forskjellige relative hulltverrsnitt.4. Heat exchanger according to claim 2-3, CHARACTERIZED IN THAT the impact plate (10) in the direction of the axis (8) is divided into sections (Pi~P6, P'!-P'6) with different relative hole cross-sections. 5. Varmeveksler ifølge krav 4, KARAKTERISERT VED at slagplaten (10) er oppdelt i delstykker med et helt antall n avsnitt (Px- P6, P' 1 - P'6) og som på hver side er begrenset enten av en ende (3A, 3C) av strømningsrommet (2) eller av et plan (3B) som ligger nøyaktig mellom to par (4, 5) stusser (4A, 4B, 5A, 5B) og i rett vinkel til aksen (8).5. Heat exchanger according to claim 4, CHARACTERIZED IN THAT the impact plate (10) is divided into parts with an integer number of n sections (Px - P6, P' 1 - P'6) and which are limited on each side either by one end (3A , 3C) of the flow space (2) or of a plane (3B) that lies exactly between two pairs (4, 5) of stubs (4A, 4B, 5A, 5B) and at right angles to the axis (8). 6. Varmeveksler ifølge krav 5, KARAKTERISERT VED at hvert delstykke har et like antall n avsnitt (P±, i = l,..,n) som følger etter hverandre, idet hvert avsnitts (Pi, Pn.i+1hvor i = l,..,n/2) lengde (ai) og høyde (bi) og relative hulltverrsnitt, er oppbygget identisk.6. Heat exchanger according to claim 5, CHARACTERIZED BY the fact that each part has an equal number of n sections (P±, i = l,..,n) that follow one another, each section's (Pi, Pn.i+1where i = l ,..,n/2) length (ai) and height (bi) and relative hole cross-sections, are constructed identically. 7. Varmeveksler ifølge krav 6, KARAKTERISERT VED at antall n avsnitt (Pi) (Px- P6, P^ - P'6) i et delstykke er mellom 2 og 18 og at det for avsnittenes P±forholdstall mellom totalflaten og hullene, den relative hulltverrsnitt (L±), gjelder Li > Li+i'hvor i = 1,..,n/2-1.7. Heat exchanger according to claim 6, CHARACTERIZED IN THAT the number of n sections (Pi) (Px- P6, P^ - P'6) in a section is between 2 and 18 and that for the sections' P± ratio between the total surface and the holes, the relative hole cross-sections (L±), applies Li > Li+i'where i = 1,..,n/2-1. 8. Varmeveksler ifølge krav 7, KARAKTERISERT VED at den maksimale relative hulltverrsnitt Lxtilfredsstiller Li<=>f ' Ln/2• /lv/r hvor 0,8<<>f < 1,3, lv= fordelingslengde (avstanden mellom et pars (4, 5) forbindelsesakse fra stussen og det motsvarende delstykkes begrensning) og r= radius i innfyllingsstussens (4A, 5A) åpning.8. Heat exchanger according to claim 7, CHARACTERIZED IN THAT the maximum relative hole cross-section Lx satisfies Li<=>f ' Ln/2• /lv/r where 0.8<<>f < 1.3, lv= distribution length (the distance between a pair's (4, 5) connection axis from the spigot and the corresponding part's limitation) and r= radius in the filling spigot's (4A, 5A) opening.
NO901810A 1989-04-25 1990-04-24 Heat Exchanger NO173352C (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3913579A DE3913579A1 (en) 1989-04-25 1989-04-25 HEAT EXCHANGER

Publications (4)

Publication Number Publication Date
NO901810D0 NO901810D0 (en) 1990-04-24
NO901810L NO901810L (en) 1990-10-26
NO173352B true NO173352B (en) 1993-08-23
NO173352C NO173352C (en) 1993-12-01

Family

ID=6379407

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO901810A NO173352C (en) 1989-04-25 1990-04-24 Heat Exchanger

Country Status (7)

Country Link
EP (1) EP0394758B1 (en)
AU (1) AU631418B2 (en)
CZ (1) CZ204590A3 (en)
DD (1) DD300656A5 (en)
DE (2) DE3913579A1 (en)
NO (1) NO173352C (en)
ZA (1) ZA903091B (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2232952C1 (en) * 2003-06-03 2004-07-20 Алиева Елена Антоновна Method of heating and cooling fluid medium
WO2005095879A1 (en) * 2004-04-01 2005-10-13 Aalborg Industries A/S Heat exchanger and boiler comprising the heat exchanger
DE102007049184A1 (en) * 2007-10-13 2009-04-16 Modine Manufacturing Co., Racine Heat exchanger, in particular exhaust gas heat exchanger
DE102011013340A1 (en) 2010-12-30 2012-07-05 Linde Aktiengesellschaft Distributor and heat exchanger device

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4252186A (en) * 1979-09-19 1981-02-24 Borg-Warner Corporation Condenser with improved heat transfer
DE3315250A1 (en) * 1983-04-27 1984-10-31 Halberg Maschinenbau GmbH, 6700 Ludwigshafen Device for flow distribution in heat exchangers

Also Published As

Publication number Publication date
AU5383790A (en) 1990-11-01
CZ204590A3 (en) 1999-01-13
DD300656A5 (en) 1992-06-25
EP0394758A3 (en) 1991-11-13
NO173352C (en) 1993-12-01
EP0394758B1 (en) 1994-03-09
AU631418B2 (en) 1992-11-26
DE3913579A1 (en) 1990-10-31
ZA903091B (en) 1991-04-24
NO901810D0 (en) 1990-04-24
DE59004850D1 (en) 1994-04-14
NO901810L (en) 1990-10-26
EP0394758A2 (en) 1990-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1479985B1 (en) Submerged evaporator comprising a plate heat exchanger and a cylindric casing where the plate heat exchanger is arranged
CN107606974B (en) Integrated combination heat exchanger
NO333597B1 (en) underwater Dresses
NO173352B (en) HEAT EXCHANGE
CN203385245U (en) Shell-and-tube condenser
CN110057215A (en) A kind of high temperature and pressure sand heat-exchanger rig
CN208166917U (en) A kind of coal oven dithio-gas sensible heat recycling device
CN108398046A (en) A kind of photo-thermal autoclave evaporator tube bank fixed structure
CN211651335U (en) Intermediate medium heat exchanger with overheating device
CN114152112B (en) Distribution plate for high-temperature gas cooler
JPH04318206A (en) Steam turbine power generator
CN112728958A (en) U-shaped tube heat exchanger with long baffle
CN103591691A (en) Heat exchange device for gas water heater
CN103471082A (en) Three-section horizontal type feed water heater for 200MW units
CN203586555U (en) Heat exchange device for gas water heater
CN214172189U (en) Waste heat boiler
CN215524240U (en) Rectangular condenser with high-pressure resistant water chamber
CN110057209A (en) A kind of shell and tube light pipe evaporator and its welding method
CN219265059U (en) Fixed tube-plate heat exchanger
US3390721A (en) Multiple header feedwater heater
CN215003072U (en) Waste engine oil refines heating indirect heating equipment
CN212300029U (en) Heat exchanger with heat exchange tube not prone to fracture
CN214010064U (en) High-pressure cooler
CN108458605A (en) The built-in telescopic efficient heat exchanger of distribution
CN215952294U (en) Fluoroplastics heat exchanger automatic material conveying device