RU2031345C1

RU2031345C1 - Double-pipe heater

Info

Publication number: RU2031345C1
Authority: RU
Inventors: П.А. Свинин; Г.Г. Копытов; Ю.Н. Чернабук
Original assignee: Акционерное общество "Богословский алюминиевый завод"
Priority date: 1992-07-13
Filing date: 1992-07-13
Publication date: 1995-03-20

Abstract

FIELD: power engineering. SUBSTANCE: vapor is used as heat-transfer agent at heater operation. Straight ends of external pipe 1 are connected by pipe lintel 5 with coupling 6 for supplying interpipe matter. Coupling 8 for removing interpipe medium is disposed at curved part of pipe 1. EFFECT: simplified design; improved comfort. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в глиноземном производстве в сфере автоклавного выщелачивания для нагрева бокситовой пульпы. The invention relates to the field of heat engineering and can be used in alumina production in the field of autoclave leaching for heating bauxite pulp.

Известен теплообменник [1] , содержащий корпус с расположенным в нем пучком труб, завальцованных в решетки, одна из которых (верхняя) установлена с возможностью продольного перемещения (для устранения термомеханических напряжений), т. е. является "плавающей". Кроме того, аппарат содержит две растворные камеры и патрубки для подвода и отвода среды и теплоносителя. Known heat exchanger [1], comprising a housing with a bundle of pipes located in it, rolled into lattices, one of which (upper) is installed with the possibility of longitudinal movement (to eliminate thermomechanical stresses), that is, it is "floating". In addition, the apparatus contains two mortar chambers and nozzles for supplying and discharging the medium and coolant.

Недостатком теплообменника является то, что снабжен он греющими трубами незначительного диаметра (обычно 38 или 57 мм), которые могут забиваться при прохождении через них жидкости (пульпы), содержащей твердую фазу (куски осадка и т.п.). The disadvantage of the heat exchanger is that it is equipped with heating pipes of small diameter (usually 38 or 57 mm), which can become clogged when liquid (pulp) containing solid phase (pieces of sediment, etc.) passes through them.

Увеличение же диаметра греющих труб приведет к увеличению диаметра корпуса, а значит к значительному увеличению его толщины, особенно при работе под давлением 30 ати, применяемом при автоклавном выщелачивании, а также приведет к снижению скорости пульпы, следствием чего будет снижение коэффициента теплоотдачи и увеличение зарастания труб осадком. An increase in the diameter of the heating pipes will lead to an increase in the diameter of the casing, which means a significant increase in its thickness, especially when operating at a pressure of 30 atm, used in autoclave leaching, and will also lead to a decrease in the pulp speed, which will result in a decrease in the heat transfer coefficient and an increase in pipe overgrowth sediment.

Известен теплообменник [2], в котором устранены указанные недостатки, представляющий из себя теплообменник типа "трубка в трубке" и состоящий из нескольких U-образных элементов, соединенных параллельно-последовательно. В каждом элементе имеется две коаксиально расположенные трубы (наружная и внутренняя), снабженные патрубками для подвода и отвода среды и теплоносителя, при помощи которых они могут соединяться последовательно, образуя секции, которые соединяются параллельно при помощи коллекторов. Known heat exchanger [2], in which these disadvantages are eliminated, which is a tube-in-tube heat exchanger and consisting of several U-shaped elements connected in parallel-series. Each element has two coaxially located pipes (external and internal), equipped with nozzles for supplying and discharging the medium and coolant, with the help of which they can be connected in series, forming sections that are connected in parallel using collectors.

Недостатком теплообменника является то, что он может работать только в жидкостно-жидкостном (пульпо-пульповом) режиме и не может работать в газожидкостном (паропульповом) режиме. Это обусловлено тем, что движение теплоносителя, как и среды, в каждой секции может быть только последовательным из элемента в элемент, а при паропульповом режиме необходимо, чтобы пар подавался сразу во все секции, т.е. параллельно, т.к. пар конденсируется и его последовательное движение из элемента в элемент будет затруднено преодолением сопротивления конденсата, а значит будет потеря давления и температуры. The disadvantage of the heat exchanger is that it can only work in liquid-liquid (pulp-pulp) mode and cannot work in gas-liquid (vapor-pulp) mode. This is due to the fact that the movement of the coolant, as well as the medium, in each section can only be sequential from element to element, and in the steam-pulp mode it is necessary that the steam is supplied immediately to all sections, i.e. in parallel, because steam condenses and its successive movement from element to element will be difficult to overcome the condensate resistance, which means there will be a loss of pressure and temperature.

Целью изобретения является создание возможности работы теплообменника типа "труба в трубе" с U-образными элементами в паропульповом режиме, т.е. с использованием в качестве теплоносителя (межтрубной среды) пара. The aim of the invention is to create the possibility of operation of the heat exchanger type "pipe in pipe" with U-shaped elements in steam-pulp mode, i.e. using steam as the heat carrier (annular medium).

Указанная цель достигается тем, что подогреватель типа "труба в трубе", содержащий по меньшей мере одну теплообменную секцию в виде коаксиально установленных наружной и внутренней U-образных труб, подключенных к штуцерам для ввода и вывода трубной и межтрубной сред (пульпы, пара и конденсата соответственно), выполнен так, что прямые концы наружной трубы соединены между собой трубной перемычкой, на которой размещен штуцер для ввода межтрубной среды, а штуцер для ее вывода размещен на изогнутом участке наружной трубы. This goal is achieved by the fact that the heater type "pipe in pipe" containing at least one heat exchange section in the form of coaxially mounted outer and inner U-shaped pipes connected to fittings for input and output pipe and annular media (pulp, steam and condensate accordingly), it is made so that the straight ends of the outer pipe are interconnected by a pipe jumper on which a fitting for introducing the annular medium is placed, and a fitting for its output is placed on a curved section of the outer pipe.

На чертеже представлен предлагаемый подогреватель, состоящий из одного U-образного элемента. The drawing shows the proposed heater, consisting of one U-shaped element.

Подогреватель состоит из наружной трубы 1, внутри которой установлена труба 2 меньшего диаметра со штуцерами 3, 4. Концы трубы 1 соединены трубной перемычкой 5 со штуцером 6 для подвода межтрубной среды, а в торцах ее установлены кольцевые заглушки 7. На перегибе трубы 1 установлен штуцер 8 для отвода межтрубной среды. The heater consists of an outer pipe 1, inside of which a pipe 2 of smaller diameter with fittings 3, 4 is installed. The ends of the pipe 1 are connected by a pipe jumper 5 with a fitting 6 for supplying the annular medium, and ring plugs 7 are installed at its ends. A fitting is installed at the bend of the pipe 1 8 for removal of the annular medium.

Данный подогреватель, как и аппарат-прототип, может состоять из нескольких элементов. При этом штуцера 6 и 8 объединяются общим паровым и конденсатным коллекторами. This heater, like the prototype apparatus, may consist of several elements. In this case, the nozzles 6 and 8 are combined by a common steam and condensate collectors.

Подогреватель работает следующим образом. Пульпа подается через штуцер 3 в трубу 2, проходит ее и выходит нагретая через штуцер 4. Пар через штуцер 6 и перемычку 5 подается в трубу 1, отдает тепло пульпе через стенку трубы 2 и конденсируется. Конденсат скапливается в нижней части трубы 1 и отводится через штуцер 8. The heater operates as follows. The pulp is fed through the nozzle 3 into the pipe 2, it passes and leaves heated through the nozzle 4. The steam through the nozzle 6 and the jumper 5 is fed into the pipe 1, it transfers heat to the pulp through the wall of the pipe 2 and condenses. Condensate collects in the lower part of the pipe 1 and is discharged through the nozzle 8.

Внутренняя труба 2 может иметь диаметр 108 мм, а наружная труба 1 - диаметр 159 мм, которые широко применяются в глиноземном производстве. The inner pipe 2 may have a diameter of 108 mm, and the outer pipe 1 may have a diameter of 159 mm, which are widely used in alumina production.

Такими подогревателями можно заменить кожухотрубчатые подогреватели паропульпового типа, широко применяемые в глиноземном производстве (Лайнер А. И. и др. Производство глинозема, М.: Металлургия, 1978, с.102, рис.30) для регенеративного нагрева пульпы, которым свойственен указанный недостаток и которые в настоящее время промышленность не выпускает. Предлагаемый же подогреватель может быть изготовлен силами ремонтного подразделения глиноземного цеха, т.к. наибольший внутренний диаметр применяемых труб равен не более 150 мм (159 мм - наружный диаметр). Such heaters can replace shell-and-tube heaters of the steam-pulp type, widely used in alumina production (A. Liner et al. Alumina production, M .: Metallurgy, 1978, p.102, fig. 30) for regenerative pulp heating, which is characterized by this drawback and which industry currently does not produce. The proposed heater can be manufactured by the repair department of the alumina workshop, as the largest inner diameter of the pipes used is not more than 150 mm (159 mm is the outer diameter).

Claims

PIPE TYPE HEATER IN A PIPE containing at least one heat exchange section in the form of two coaxially mounted U-shaped pipes connected to fittings for input and output of the pipe and annular media, characterized in that the straight ends of the outer pipe are connected by a pipe jumper, a fitting to enter the annular medium is placed on this jumper, and the nozzle for its output is located on a bent section of the outer pipe.