RU2012102917A

RU2012102917A - Теплообменник с u-образными трубками, способ теплообмена между теплоносителем и хладагентом и применение теплообменника с u-образными трубками

Info

Publication number: RU2012102917A
Application number: RU2012102917/06A
Authority: RU
Inventors: Свенд ХЕСТ-МАДСЕН
Original assignee: Хальдор Топсеэ А/Я
Priority date: 2011-01-31
Filing date: 2012-01-30
Publication date: 2013-08-10
Also published as: AU2012200455B2; CA2759343A1; ES2748856T3; CN102620580A; US10767942B2; CA2759343C; KR20120088523A; PL2482020T5; CN102620580B; PL2482020T3; US20120193082A1; EP2482020B2; EP2482020A3; RU2599889C2; EP2482020A2; EP2482020B1; ES2748856T5; AU2012200455A1

Abstract

1. Теплообменник с U-образными трубками для теплообмена между теплоносителем и хладагентом, отличающийся тем, что теплообменник содержит:- камеру хладагента с входным и выходным отверстиями;- входную камеру теплоносителя с входным отверстием;- выходную камеру теплоносителя с выходным отверстием;- трубную решетку с множеством отверстий трубной решетки, трубная решетка отделяет камеру хладагента с одной стороны от выходной камеры теплоносителя с другой стороны;- множество теплообменных U-образных трубок, имеющих первый и второй концы;- множество впускных труб, имеющих входной и выходной концы, при этом каждая впускная труба соответствует одной из U-образных трубок;- трубную доску для впускных труб, расположенную таким образом, что она отделяет входную камеру теплоносителя от выходной камеры теплоносителя, трубная доска для впускных труб имеет множество отверстий трубной доски для впускных труб,где указанное множество теплообменных U-образных трубок расположено в трубной решетке, причем каждый первый и второй концы присоединены по контуру каждого отверстия трубной решетки, U-образные трубки, проходящие через камеру хладагента, контактируют с хладагентом в межтрубном пространстве U-трубок, и указанное множество впускных труб располагается в трубной доске для впускных труб, причем входной конец присоединен по контуру каждого отверстия трубной доски для впускных труб, где выходной конец каждой из впускных труб частично расположен внутри первого конца соответствующей теплообменной U-образной трубки, внешний диаметр каждой впускной трубы меньше, чем внутренний диаметр первого конца соответствующих теплообме

Claims

1. Теплообменник с U-образными трубками для теплообмена между теплоносителем и хладагентом, отличающийся тем, что теплообменник содержит:

- камеру хладагента с входным и выходным отверстиями;

- входную камеру теплоносителя с входным отверстием;

- выходную камеру теплоносителя с выходным отверстием;

- трубную решетку с множеством отверстий трубной решетки, трубная решетка отделяет камеру хладагента с одной стороны от выходной камеры теплоносителя с другой стороны;

- множество теплообменных U-образных трубок, имеющих первый и второй концы;

- множество впускных труб, имеющих входной и выходной концы, при этом каждая впускная труба соответствует одной из U-образных трубок;

- трубную доску для впускных труб, расположенную таким образом, что она отделяет входную камеру теплоносителя от выходной камеры теплоносителя, трубная доска для впускных труб имеет множество отверстий трубной доски для впускных труб,

где указанное множество теплообменных U-образных трубок расположено в трубной решетке, причем каждый первый и второй концы присоединены по контуру каждого отверстия трубной решетки, U-образные трубки, проходящие через камеру хладагента, контактируют с хладагентом в межтрубном пространстве U-трубок, и указанное множество впускных труб располагается в трубной доске для впускных труб, причем входной конец присоединен по контуру каждого отверстия трубной доски для впускных труб, где выходной конец каждой из впускных труб частично расположен внутри первого конца соответствующей теплообменной U-образной трубки, внешний диаметр каждой впускной трубы меньше, чем внутренний диаметр первого конца соответствующих теплообменных U-образных трубок в по меньшей мере части каждой U-образной трубки, где соответствующая впускная труба расположена внутри, единственное соединение текучих сред между входной камерой теплоносителя и трубной решеткой и внутренним пространством U-образных трубок осуществляется при прохождении текучей средой впускных трубок, посредством чего первый и второй концы U-образных трубок, а также трубная решетка контактируют только с охлажденным теплоносителем в трубном пространстве U-образных трубок и трубной решетки.

2. Теплообменник с U-образными трубками по п.1, в котором хладагентом является вода или пар, синтез-газ или технологический газ.

3. Теплообменник с U-образными трубками по п.1, где теплообменником является котел-утилизатор и в качестве хладагента применяется вода или пар.

4. Теплообменник с U-образными трубками по п.1, где теплообменником является котел-утилизатор синтез-газа и в качестве теплоносителя применяется синтез-газ.

5. Теплообменник с U-образными трубками по п.1, где охлажденный теплоноситель, выходящий из первого конца каждой из множества U-образных трубок, имеет температуру, по существу равную температуре охлажденного теплоносителя, выходящего из второго конца каждой из множества U-образных трубок.

6. Теплообменник с U-образными трубками по п.1, где разность температур между охлажденным теплоносителем, выходящим из первого конца каждой из множества U-образных труб, и охлажденным теплоносителем, выходящим из второго конца каждой из множества U-образных труб, составляет от 0°С до 50°С, предпочтительно от 0°С до 20°С.

7. Теплообменник с U-образными трубками по п.1, где по меньшей мере часть множества впускных труб, расположенных внутри соответствующей U-образной трубки, является теплоизолированной.

8. Теплообменник с U-образными трубками по п.1, где имеется кольцевое пространство между частью каждой из впускных трубок, расположенных внутри первого конца соответствующей теплообменной U-образной трубки, и первым концом соответствующих теплообменных U-образных трубок.

9. Теплообменник с U-образными трубками по п.1, где множество впускных труб не контактирует с множеством U-образных трубок.

10. Теплообменник с U-образными трубками по любому из пп.1-9, где диаметр второго конца каждой из U-образных трубок меньше, чем диаметр первого конца указанной U-образной трубки.

11. Способ теплообмена между теплоносителем и хладагентом в теплообменнике с U-образными трубками по п.1, отличающийся тем, что способ содержит следующие стадии:

a. подача потока хладагента через входное отверстие для хладагента в камеру хладагента, где хладагент контактирует с межтрубным пространством U-образных трубок, и далее через выходное отверстие хладагента из камеры хладагента,

b. подача потока теплоносителя в камеру теплоносителя через входное отверстие теплоносителя,

c. подача потока теплоносителя далее через отверстия трубной доски для впускных труб во входные концы впускных труб, далее через впускные трубы и из выходных концов впускных труб и в каждую из соответствующих U-образных трубок на расстояние от первого конца указанных U-образных трубок,

d. разделение потока теплоносителя в каждой их U-образных трубок на поток первой части, который проходит через первую часть каждой U-образной трубки в кольцевое пространство между впускной трубой и U-образной трубкой, перед тем как поток первой части выходит из каждой U-образной трубки через первый конец, и поток второй части, который проходит через вторую часть каждой U-образной трубки и выходит из каждой U-образной трубки через второй конец, причем поток как первой, так и второй части участвует в косвенном теплообмене с хладагентом через стенки U-образных трубок и охлаждается хладагентом во время прохода через U-образные трубки,

е. сбор всех охлажденных потоков теплоносителя в выходной камере теплоносителя, где охлажденный теплоноситель контактирует со второй стороной трубных решеток, и дальнейшая подача потока охлажденного теплоносителя из выходной камеры теплоносителя через выходной канал теплоносителя.

12. Способ теплообмена между теплоносителем и хладагентом по п.11, где в качестве хладагента применяется вода или пар.

13. Способ теплообмена между теплоносителем и хладагентом по п.11, где температура хладагента на входе находится в интервале от 100°С до 350°С, предпочтительно в интервале от 250°С до 325°С, температура хладагента на выходе находится в интервале от 100°С до 350°С, предпочтительно в интервале от 250°С до 325°С, температура теплоносителя на входе находится в интервале от 300°С до 500°С, предпочтительно в интервале от 390°С до 450°С, и температура теплоносителя на выходе находится в интервале от 120°С до 390°С, предпочтительно в интервале от 300°С до 370°С.

14. Способ теплообмена между теплоносителем и хладагентом по любому из пп.11-13, где разность температур между каждым из потоков охлажденного теплоносителя первой части и потоков охлажденного теплоносителя второй части находится в интервале от 0°С до 50°С, предпочтительно от 0°С до 20°С при выходе из первого и второго конца каждой из U-образных трубок в выходную камеру теплоносителя.

15. Применение теплообменника по любому из пп.1-10 для осуществления теплообмена между водой или паром и синтез-газом.