RU157635U1

RU157635U1 - GAS AIR COOLING UNIT

Info

Publication number: RU157635U1
Application number: RU2015126002/13U
Authority: RU
Inventors: Антон Станиславович Кудрявец; Станислав Владимирович Кудрявец; Евгений Станиславович Кудрявец
Original assignee: Антон Станиславович Кудрявец; Станислав Владимирович Кудрявец; Евгений Станиславович Кудрявец
Priority date: 2015-06-30
Filing date: 2015-06-30
Publication date: 2015-12-10

Abstract

Аппарат воздушного охлаждения газа, характеризующийся тем, что он содержит вентиляторы для подачи внешней межтрубной охлаждающей среды, преимущественно воздуха, в корпус аппарата, который выполнен секционированным с, по крайней мере, двумя теплообменными секциями, каждая из которых включает рабочий под давлением сосуд для внутритрубной среды, преимущественно газа, выполненный в виде многорядного одноходового пучка оребренных труб, сообщенных с камерами входа и выхода газа и через них с коллекторами подвода и отвода газа, причем оребренные трубы расположены в пучке со смещением в каждом ряду относительно труб в смежных рядах, а ряды труб отделены друг от друга дистанцирующими элементами, выполненными в виде складных пластин с чередующимися по длине пластины выпуклыми и вогнутыми участками, образующими опорные площадки под трубы смежных по высоте пучка рядов, отличающийся тем, что каждый вентилятор дополнительно содержит систему пассивного охлаждения газа, выполненную в виде трубы.A gas air cooling apparatus, characterized in that it contains fans for supplying an external annular cooling medium, mainly air, to the apparatus body, which is partitioned with at least two heat exchange sections, each of which includes a pressure vessel for the in-tube medium mainly gas, made in the form of a multi-row single-pass bundle of finned tubes in communication with the gas inlet and outlet chambers and through them with gas supply and exhaust manifolds, moreover, a rib The pipes are located in the bundle with an offset in each row relative to the pipes in adjacent rows, and the rows of pipes are separated by spacing elements made in the form of folding plates with convex and concave sections alternating along the length of the plate, forming supporting platforms for pipes adjacent to the beam height rows, characterized in that each fan further comprises a passive gas cooling system, made in the form of a pipe.

Description

Полезная модель относится к области энергетики, а именно к аппаратам воздушного охлаждения (АВО), применяемым, в частности, для охлаждения природного газа.The utility model relates to the field of energy, namely to air cooling apparatuses (ABOs), used, in particular, for cooling natural gas.

В общем случае АВО представляет собой аппарат, состоящий из двух основных частей: поверхность охлаждения (теплообменные секции) и система подачи воздуха.In general, an ABO is an apparatus consisting of two main parts: a cooling surface (heat-exchange sections) and an air supply system.

Основные конструктивные различия АВО заключаются в пространственном расположении теплообменных секций и взаимном расположении теплообменных секций и вентилятора. По виду взаимного направления движения теплоносителей АВО выполнены как аппараты перекрестного типа, в которых теплоносители движутся во взаимно перпендикулярных направлениях. Охлаждающий воздух совершает однократный ток через пучок труб, а горячий технологический продукт, например газ, движется внутри труб.The main design differences of the ABO are the spatial arrangement of the heat exchange sections and the mutual arrangement of the heat exchange sections and the fan. By the type of the mutual direction of motion of the heat transfer fluids, the air coolers are designed as cross-type apparatuses in which the heat transfer fluids move in mutually perpendicular directions. Cooling air makes a single current through a bundle of pipes, and a hot technological product, such as gas, moves inside the pipes.

Наиболее близким аналогом по технической сущности заявленной полезной модели является патент RU 2266495 от 20.12.2005 «Аппарат воздушного охлаждения газа». Аппарат воздушного охлаждения газа содержит вентиляторы для подачи внешней межтрубной охлаждающей среды, преимущественно воздуха, в корпус аппарата, который выполнен секционированным с, по крайней мере, двумя теплообменными секциями, каждая из которых включает рабочий под давлением сосуд для внутритрубной среды, преимущественно газа, выполненный в виде многорядного одноходового пучка оребренных труб, сообщенных с камерами входа и выхода газа и через них с коллекторами подвода и отвода газа, причем оребренные трубы расположены в пучке со смещением в каждом ряду относительно труб в смежных рядах, а ряды труб отделены друг от друга дистанцирующими элементами, выполненных в виде складных пластин с чередующимися по длине пластины выпуклыми и вогнутыми участками, образующими опорные площадки под трубы смежных по высоте пучка рядов. Каждая секция аппарата может быть выполнена в виде имеющего каркас сосуда для внешнего охлаждающей среды с продольными боковыми стенками, поперечными торцевыми стенками, образованными камерами входа и выхода внутритрубной среды и днищем, образованным корпусами диффузоров вентиляторов, которые установлены под теплообменными секциями.The closest analogue in technical essence of the claimed utility model is the patent RU 2266495 dated 12/20/2005 “Gas air cooling apparatus”. The gas air-cooling apparatus contains fans for supplying an external annular cooling medium, mainly air, to the apparatus body, which is partitioned with at least two heat-exchange sections, each of which includes a pressure vessel for the in-tube medium, mainly gas, made in in the form of a multi-row one-way bundle of finned tubes in communication with the gas inlet and outlet chambers and through them with gas supply and exhaust manifolds, the finned tubes being located in the bundle with an offset in each row relative to the pipes in adjacent rows, and the rows of pipes are separated from each other by spacing elements made in the form of folding plates with convex and concave sections alternating along the length of the plate, forming supporting platforms for pipes of rows adjacent to the height of the bundle. Each section of the apparatus can be made in the form of a vessel with a frame for an external cooling medium with longitudinal side walls, transverse end walls formed by inlet and outlet chambers of the in-pipe medium and a bottom formed by fan diffuser bodies, which are installed under the heat-exchange sections.

Недостатками известного аппарата воздушного охлаждения по патенту RU 2266495 от 20.12.2005 являются большой расход электроэнергии для принудительного охлаждения газа и отсутствие естественного охлаждения газа.The disadvantages of the known air-cooling apparatus according to the patent RU 2266495 dated 12/20/2005 are the high power consumption for forced gas cooling and the lack of natural gas cooling.

Техническим результатом заявленной полезной модели является снижение расхода энергопотребления при охлаждении природного газа на компрессорной станции после компримирования природного газа.The technical result of the claimed utility model is to reduce energy consumption during cooling of natural gas at a compressor station after compression of natural gas.

Технический результат достигается за счет того, что аппарат воздушного охлаждения газа содержит вентиляторы для подачи внешней межтрубной охлаждающей среды, преимущественно воздуха, в корпус аппарата, который выполнен секционированным с, по крайней мере, двумя теплообменными секциями, каждая из которых включает рабочий под давлением сосуд для внутритрубной среды, преимущественно газа, выполненный в виде многорядного одноходового пучка оребренных труб, сообщенных с камерами входа и выхода газа и через них с коллекторами подвода и отвода газа, причем оребренные трубы расположены в пучке со смещением в каждом ряду относительно труб в смежных рядах, а ряды труб отделены друг от друга дистанцирующими элементами, выполненных в виде складных пластин с чередующимися по длине пластины выпуклыми и вогнутыми участками, образующими опорные площадки под трубы смежных по высоте пучка рядов, при этом каждый вентилятор дополнительно содержит систему пассивного охлаждения газа, выполненную в виде трубы.The technical result is achieved due to the fact that the gas air-cooling apparatus contains fans for supplying an external annular cooling medium, mainly air, to the apparatus body, which is partitioned with at least two heat-exchange sections, each of which includes a pressure vessel for in-pipe medium, mainly gas, made in the form of a multi-row single-pass bundle of finned tubes in communication with the gas inlet and outlet chambers and through them with supply and exhaust manifolds and gas, and finned tubes are located in the beam with an offset in each row relative to the pipes in adjacent rows, and the rows of pipes are separated from each other by spacing elements made in the form of folding plates with convex and concave sections alternating along the length of the plate, forming supporting platforms for the pipes rows adjacent to the height of the beam, with each fan additionally containing a passive gas cooling system made in the form of a pipe.

Сущность полезной модели поясняется фиг. 1 чертежа.The essence of the utility model is illustrated in FIG. 1 drawing.

Аппарат воздушного охлаждения газа содержит вентиляторы 1 для подачи внешней межтрубной охлаждающей среды, преимущественно воздуха, в корпус 2 аппарата.The gas air cooling apparatus comprises fans 1 for supplying an external annular cooling medium, mainly air, to the apparatus body 2.

Вентиляторы могут быть выполнены преимущественно двух- или трехлопастным и с регулируемым изменением угла поворота лопастей, с приводом колеса вентилятора преимущественно прямым, безредукторным от тихоходного электродвигателя, его мощностью, составляющей предпочтительно 2,5-12,0 кВт, и номинальной частотой вращения предпочтительно 290-620 мин-1.Fans can be made predominantly two- or three-bladed and with an adjustable change in the angle of rotation of the blades, with the drive of the fan wheel mainly direct, gearless from a low-speed electric motor, its power component is preferably 2.5-12.0 kW, and the nominal speed is preferably 290- 620 min-1.

Каждая секция 3 корпуса 2 аппарата может быть выполнена в виде имеющего каркас сосуда низкого давления с продольными боковыми стенами 4, поперечными торцевыми стенами 5, образованными камерами входа 6 и выхода 7 внутритрубной среды и днищем 8, образованным корпусами диффузоров 9 вентиляторов 1, которые установлены под теплообменными секциями 3.Each section 3 of the body 2 of the apparatus can be made in the form of a low pressure vessel with a frame with longitudinal side walls 4, transverse end walls 5 formed by the inlet 6 and outlet 7 chambers and the bottom 8 formed by the diffuser bodies 9 of the fans 1, which are installed under heat exchange sections 3.

Под каждой секцией 3 может быть установлено от одного до шести вентиляторов 1. Каждый вентилятор 1 может быть размещен в аэродинамическом защитном кожухе 10, содержащем диффузор 9 и коллектор плавного входа 11. Коллектор плавного входа 11 может быть выполнен в продольном сечении переменной кривизны с конфигурацией, по крайней мере, со стороны внутренней поверхности, например, по лемнискате, и преимущественно круглым в плане. Входное устье кожуха 10 в зоне перехода коллектора 11 в диффузор 9 может быть выполнено диаметром, составляющим 0,6-0,95 ширины теплообменной секции 3, а диффузор 9 кожуха 10 каждого из вентиляторов 1 может быть выполнен в своей верхней части в зоне примыкания к элементам каркаса теплообменной секции 3 с конфигурацией контура выходной кромки, обеспечивающей возможность присоединения к соответствующим элементам контура каркаса секции.One to six fans 1 can be installed under each section 3. Each fan 1 can be placed in an aerodynamic protective casing 10 containing a diffuser 9 and a smooth entry manifold 11. The smooth entry manifold 11 can be made in a longitudinal section of variable curvature with a configuration at least from the side of the inner surface, for example, along the lemniscate, and mainly round in plan. The inlet mouth of the casing 10 in the transition zone of the collector 11 into the diffuser 9 can be made with a diameter of 0.6-0.95 of the width of the heat exchange section 3, and the diffuser 9 of the casing 10 of each fan 1 can be made in its upper part in the adjoining zone to frame elements of the heat exchange section 3 with the configuration of the contour of the output edge, providing the ability to connect to the corresponding circuit elements of the frame section.

Для создания конвекционного потока предлагается устанавливать на каждый вентилятор 1, систему пассивного охлаждения газа, выполненную в виде трубы 12.To create convection flow, it is proposed to install, for each fan 1, a passive gas cooling system made in the form of a pipe 12.

Устанавливаемая труба может быть по форме (цилиндрическая, трапециевидная), выполнена из металла или композита и при необходимость может быть утеплена.The installed pipe can be shaped (cylindrical, trapezoidal), made of metal or composite and, if necessary, can be insulated.

Аппараты воздушного охлаждения (далее - АВО) газа с нижнем расположением диффузора существенно снижают эффективность теплообмена при включенном вентиляторе. Основными факторами эффективного теплообмена являются - высота АВО газа над поверхностью земли (соотношение между длиной секции АВО и высотой от поверхности земли 0,2-1,5 метра), длиной и шириной секции, площадью оребрения теплообменных трубок, материалом оребрения теплообменных трубок, количество воздуха проходящего через теплообменную секцию в единицу времени.Air cooling devices (hereinafter - ABO) of gas with a lower diffuser arrangement significantly reduce the heat transfer efficiency when the fan is on. The main factors for effective heat transfer are the height of the gas ABO above the surface of the earth (the ratio between the length of the ABO section and the height from the earth's surface is 0.2-1.5 meters), the length and width of the section, the area of the fins of the heat exchange tubes, the material of the fins of the heat exchange tubes, the amount of air passing through the heat exchange section per unit time.

Благодаря системе пассивного охлаждения, которая создает тягу воздуха, увеличивается воздухообмен при остановленном вентиляторе в АВО на температурном перепаде.Thanks to the passive cooling system, which creates an air draft, the air exchange increases when the fan is stopped in the ABO at a temperature difference.

Для установки системы пассивного охлаждения предпочтительней верхнее расположение диффузора вентилятора, на который устанавливается труба.To install a passive cooling system, the upper position of the fan diffuser on which the pipe is installed is preferable.

В идеальном варианте можно добиться того, что при определенных условиях, преимущественно в зимний период времени года можно отказаться от использования вентиляторов АВО газа и использовать систему пассивного охлаждения газа не затрачивая при этом электроэнергию и не неся больших затрат на покупку и выработку собственной электроэнергии.Ideally, you can achieve the fact that under certain conditions, mainly in the winter season, you can abandon the use of ABO gas fans and use a passive gas cooling system without spending electricity and not incurring large costs for the purchase and generation of own electricity.

Claims

A gas air cooling apparatus, characterized in that it contains fans for supplying an external annular cooling medium, mainly air, to the apparatus body, which is partitioned with at least two heat exchange sections, each of which includes a pressure vessel for the in-tube medium , mainly gas, made in the form of a multi-row single-pass bundle of finned tubes in communication with the gas inlet and outlet chambers and through them with gas supply and exhaust manifolds, moreover, a rib The pipes are located in the bundle with an offset in each row relative to the pipes in adjacent rows, and the rows of pipes are separated by spacing elements made in the form of folding plates with convex and concave sections alternating along the length of the plate, forming supporting platforms for pipes adjacent to the beam height rows, characterized in that each fan further comprises a passive gas cooling system, made in the form of a pipe.