RU2159906C1

RU2159906C1 - Sectional intermediate reservoir for industrial ammonia refrigerating plants

Info

Publication number: RU2159906C1
Application number: RU99114420/06A
Authority: RU
Inventors: В.С. Овчаренко; В.П. Афонский; Л.Л. Генин; А.И. Шувалов
Original assignee: Закрытое акционерное общество "ПРОМХОЛОД"
Priority date: 1999-07-12
Filing date: 1999-07-12
Publication date: 2000-11-27

Abstract

FIELD: refrigerating engineering. SUBSTANCE: intermediate reservoir consists of set of vertical and horizontal sections made from tubes whose inner diameter is equal to 152 mm and lesser which are interconnected by means of equalizing branch pipes. Vertical sections are provided with bubbling devices in form of inverted hood with serrated edges; vapor inlet branch pipe of compressor low stage is placed in this hood. Vapor is released from oil and is cooled to intermediate temperature corresponding to intermediate pressure due to heat exchanger with liquid ammonia fed to section at level maintained above serrated edges by approximately 100 mm. Then, vapor raises and becomes free from moisture passing through inclined screen baffle plates. Horizontal sections mounted above vertical ones are provided with tubular heat exchangers, thus ensuring additional dehumidification of ammonia vapor due to supercooling of liquid ammonia and plate dissectors provided with holes or slots for smooth distribution of vapor in horizontal direction and cover brackets of arbitrary shape which are located above outlet branch pipes of all vertical sections, thus also providing for smooth distribution in horizontal direction due to baffling of vapor from bracket. EFFECT: enhanced efficiency of intermediate cooling of ammonia vapor in two-stage ammonia refrigerating plants. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к холодильной технике и может быть использовано в промышленных аммиачных холодильных установках на предприятиях пищевой промышленности и в других отраслях промышленности, где используется аммиачное холодильное оборудование. The invention relates to refrigeration and can be used in industrial ammonia refrigeration units at the food industry and in other industries where ammonia refrigeration equipment is used.

Известен промежуточный сосуд для аммиачной холодильной установки, состоящий, как правило, из одного вертикального цилиндрического корпуса с приваренными к нему эллиптическими днищами, патрубками входа и выхода газообразного аммиака, входа жидкого аммиака, спуска аммиака и масла, отбойными устройствами, змеевиком в нижней части для переохлаждения жидкого аммиака, патрубками для подсоединения приборов автоматики и контроля (1). Known intermediate vessel for ammonia refrigeration unit, consisting, as a rule, of one vertical cylindrical body with elliptical bottoms welded to it, nozzles for the inlet and outlet of gaseous ammonia, inlet of liquid ammonia, drain of ammonia and oil, fenders, coil in the lower part for subcooling liquid ammonia, pipes for connecting automation and control devices (1).

Недостатком этого аппарата является значительный наружный диаметр, что создает технологические трудности, связанные с необходимостью обеспечения заданной расчетной прочности и выполнения специфических требований эксплуатирующих и контролирующих органов по данному классу аппаратов, работающих под давлением. The disadvantage of this apparatus is the significant outer diameter, which creates technological difficulties associated with the need to ensure a given design strength and fulfill the specific requirements of the operating and controlling bodies for this class of pressure equipment.

Задача заявленного изобретения направлена на повышение надежности и безопасности эксплуатации как самих сосудов, так и холодильных установок и объектов в целом и использование более простых технологически и менее габаритных секционных аппаратов. The objective of the claimed invention is aimed at improving the reliability and safety of operation of both the vessels themselves, and refrigeration units and objects in general and the use of simpler technologically and smaller overall sectional apparatus.

Задача заявленного изобретения достигается за счет того, что секционный промежуточный сосуд для аммиачных промышленных холодильных установок, содержащий вертикальные и горизонтальные трубные секции, соединенные между собой коллекторами, - состоит из унифицированных секций, выполненных из труб с внутренним диаметром не более 150-152 мм, причем вертикальные секции имеют барботирующие устройства в виде перевернутого колпака с уравнительным отверстием в днище диаметром 10 мм, закрепленного с помощью двух плоских ребер на внутреннюю обойму с наклонными плоскими сетчатыми отбойниками, установленными также на этой обойме, закрепленными, в свою очередь, на трубной секции изнутри снизу, а над вертикальными секциями расположены горизонтальные секции с трубными теплообменниками кожухотрубного или змеевикового типа, причем верхние горизонтальные секции снабжены рассекателями в виде плоских перфорированных пластин, закрепленных в средней части и имеющих накладные произвольной формы плотики, расположенные над выходными отверстиями вертикальных секций, причем входные в вертикальные секции патрубки могут иметь со стороны нижней горизонтальной секции свободно перемещающиеся в вертикальном направлении устройства в виде заглушки с направляющими по внутреннему диаметру входных патрубков, которые, поднимаясь потоком в случае разгерметизации вертикальных и выше расположенных секций, герметизируют проходные сечения. The objective of the claimed invention is achieved due to the fact that the sectional intermediate vessel for ammonia industrial refrigeration units, containing vertical and horizontal pipe sections interconnected by collectors, consists of standardized sections made of pipes with an inner diameter of not more than 150-152 mm, and vertical sections have bubbling devices in the form of an inverted cap with equalizing hole in the bottom with a diameter of 10 mm, secured with two flat ribs on the inner casing with inclined flat mesh chippers, also mounted on this ferrule, fixed, in turn, on the pipe section from the inside from below, and above the vertical sections are horizontal sections with tube heat exchangers of the shell-tube or coil type, the upper horizontal sections being equipped with dividers in the form of flat perforated plates, fixed in the middle part and having invoices of arbitrary shape rafts located above the outlet openings of the vertical sections, with the entrance in vertical nye section tubes can have bottom side of the horizontal section freely displaceable in vertical direction a plug device with guides on the inner diameter inlets which, rising stream in the case of depressurization vertical and located above sections sealed passage sections.

Сопоставимый анализ с прототипом показывает, что заявляемый промежуточный сосуд, состоящий из блока вертикально и горизонтально расположенных секций, соединенных параллельно, и дополнительных горизонтальных секций из труб с внутренним диаметром 150-152 мм и менее отличается тем, что он состоит из основных вертикальных секций, соединенных параллельно, количество которых определяется расчетом, и дополнительных горизонтальных секций, расположенных сверху и снизу. Одна из горизонтальных секций является приемной кроме патрубков входа и выхода жидкого аммиака, имеет патрубок входа жидкого аммиака. Одна из нижних боковых горизонтальных секций является входным паровым коллектором и соединяется со всеми вертикальными секциями. Верхние горизонтальные секции являются выходными коллекторами, из которых некоторые снабжены трубными теплообменниками, например, в виде змеевиков и плоскими отбойными рассекателями, расположенными в средних частях в виде перфорированных пластин произвольной формы, и плоскими платиками, прикрепленными к рассекателям против выхода пара из каждой вертикальной секции. Нижние горизонтальные секции также снабжены аналогичными теплообменниками, связанными между собой последовательно или параллельно, и имеют патрубки для слива аммиака и масла. Входные в вертикальные секции патрубки имеют со стороны нижней горизонтальной секции свободно перемещающиеся в вертикальном направлении устройства в виде заглушек, имеющие направляющие для перемещения по внутреннему диаметру входных патрубков. A comparable analysis with the prototype shows that the inventive intermediate vessel, consisting of a block of vertically and horizontally arranged sections connected in parallel, and additional horizontal sections of pipes with an inner diameter of 150-152 mm or less, differs in that it consists of the main vertical sections connected in parallel, the number of which is determined by calculation, and additional horizontal sections located above and below. One of the horizontal sections is a reception besides the inlet and outlet nozzles of liquid ammonia, has a nozzle inlet of liquid ammonia. One of the lower lateral horizontal sections is an input steam manifold and is connected to all vertical sections. The upper horizontal sections are the outlet manifolds, some of which are equipped with pipe heat exchangers, for example, in the form of coils and flat fenders, located in the middle parts in the form of perforated plates of arbitrary shape, and flat plates attached to the dividers against the exit of steam from each vertical section. The lower horizontal sections are also equipped with similar heat exchangers, interconnected in series or in parallel, and have nozzles for draining ammonia and oil. The inlet branch pipes to the vertical sections have devices in the form of plugs freely moving in the vertical direction from the side of the lower horizontal section, having guides for moving along the inner diameter of the inlet pipes.

При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие данное изобретение от прототипа, не были выявлены, что обеспечивает заявленному техническому решению соответствие критерия "существенные отличия". In the study of other well-known technical solutions in the art, the features that distinguish this invention from the prototype were not identified, which ensures the claimed technical solution meets the criterion of "significant differences".

На фиг. 1 изображен схематично предлагаемый промежуточный сосуд, на фиг. 2 - то же, вид по стрелке "А". In FIG. 1 shows schematically the proposed intermediate vessel, in FIG. 2 - the same, view along arrow "A".

Описание в статике
Предлагаемый секционный промежуточный сосуд для аммиачных промышленных холодильных установок содержит (состоит из блока) вертикальные и горизонтальные трубные унифицированные секции, соединенные между собой коллекторами и выполненные из труб с внутренним диаметром 150-152 мм. Вертикальные секции имеют барботирующие устройства 7 в виде перевернутого колпака 16 с уравнительным отверстием в днище диаметром 10 мм, закрепленного с помощью двух плоских ребер на внутреннюю обойму с наклонными плоскими сетчатыми отбойниками 9, установленными также на этой обойме, закрепленными, в свою очередь, на трубной секции изнутри внизу, а над вертикальными секциями расположены горизонтальные секции с трубными теплообменниками кожухотрубного или змеевикового типа. Верхние горизонтальные секции снабжены рассекателями 11 в виде плоских перфорированных пластин, закрепленных в средней части и имеющих накладные произвольной формы платики 12, расположенные над выходными отверстиями вертикальных секций. Сосуд также содержит теплообменники 13 и 15. Внутренняя труба барботирующего устройства 7 имеет ограничитель 18, который регулирует зазор между этой трубой и днищем колпака 16.Description in statics
The proposed sectional intermediate vessel for ammonia industrial refrigeration units contains (consists of a block) vertical and horizontal unified pipe sections interconnected by collectors and made of pipes with an inner diameter of 150-152 mm. The vertical sections have bubbling devices 7 in the form of an inverted cap 16 with an equalizing hole in the bottom with a diameter of 10 mm, fixed with two flat ribs on the inner ring with inclined flat mesh bumpers 9, also mounted on this ring, fixed, in turn, on the pipe sections from the bottom to the bottom, and above the vertical sections there are horizontal sections with tube-tube or coil-type tube heat exchangers. The upper horizontal sections are equipped with dividers 11 in the form of flat perforated plates fixed in the middle part and having patch plates 12 of arbitrary shape located above the outlet openings of the vertical sections. The vessel also contains heat exchangers 13 and 15. The inner tube of the bubbler device 7 has a restrictor 18, which regulates the gap between this tube and the bottom of the cap 16.

В секционном промежуточном сосуде входные в вертикальные секции патрубки могут иметь со стороны нижней горизонтальной секции свободно перемещающиеся в вертикальном направлении устройства 20 в виде заглушки с направляющими по внутреннему диаметру входных патрубков, которые, поднимаясь потоком в случае разгерметизации вертикальных и выше расположенных секций, герметизируют проходные сечения. In a sectional intermediate vessel, the inlet pipes to the vertical sections can have devices 20 freely moving in the vertical direction from the side of the lower horizontal section in the form of a plug with guides along the inner diameter of the inlet pipes, which, rising by the flow in case of depressurization of the vertical and higher sections, seal the passage sections .

Секционный промежуточный сосуд работает следующим образом. Sectional intermediate vessel operates as follows.

Парообразный аммиак из цилиндра первой ступени компрессора входит в промежуточный сосуд через входную горизонтальную секцию 5 и, распределясь по вертикальным секциям, поступает в барботирующее устройство 7 через патрубки 8. Ammonia vapor from the cylinder of the first stage of the compressor enters the intermediate vessel through the horizontal inlet section 5 and, distributed in the vertical sections, enters the sparging device 7 through the nozzles 8.

Барботируя через слой жидкого аммиака, пары горячего аммиака охлаждаются, освобождаются от масла, поступают на наклонные плоские сетчатые отбойники 9, где дополнительно очищаются от масла и жидкой фазы аммиака. Пары аммиака поднимаются далее вверх и, входя в горизонтальные секции 10, поступают на рассекатели. 11, распространяются в горизонтальном направлении, чему способствуют платики 12, обеспечивая суммарную вертикальную скорость, равную примерно 0,5 м/с. Пройдя рассекатели 11, пары, освободившись еще дополнительно от масла и жидкой фазы, поступают на теплые трубки теплообменника 13 кожухотрубного или змеевидного типа, где перегреваются и поступают в выходную горизонтальную секцию 14 и далее на всасывание второй ступени компрессора. Жидкий аммиак из конденсатора с температурой и давлением конденсации поступает последовательно или параллельно в теплообменник 13, где дополнительно переохлаждается за счет теплообмена с холодным паром и по трубопроводу 19 поступает в нижний теплообменник 15 и на питание самого промежуточного сосуда через патрубок 19 в нижнюю секцию 4. В теплообменнике 13 жидкость переохлаждается и поступает через дросселирующее устройство в испаритель. Из приемной секции 4 жидкий аммиак, как по сообщающимся сосудам, распределяется по всем вертикальным секциям и участвует в теплообмене при барботаже. Уровень жидкого аммиака поддерживается приборами автоматики подсоединенными к одной из вертикальных секций. Барботирующее устройство 7 состоит из перевернутого колпака 16 с разгрузочным (уравнительным) отверстием в днище диаметром 10 мм, которое при остановке компрессора уравнивает давление над и под колпаком и предотвращает нежелательное выбрасывание жидкого аммиака в нагнетательную полость компрессора. Внутренняя труба барботирующего устройства 7 имеет ограничитель 18, который регулирует зазор между этой трубой и днищем колпака 16. Входные в вертикальные секции патрубки имеют со стороны нижней горизонтальной секции свободно перемещающиеся в вертикальном направлении устройства 20 в виде заглушки, имеющие направляющие для перемещения по внутреннему диаметру входных патрубков, которые в случае разгерметизации вертикальных и верхних секций под действием потока поднимаются и, удерживаемые разностью давления, запирают и герметизируют проходные сечения, предотвращая выброс основной массы аммиака в атмосферу, тем самым повышая безопасность эксплуатации сосуда. By bubbling through a layer of liquid ammonia, hot ammonia vapors are cooled, freed from oil, and fed to inclined flat mesh chippers 9, where they are additionally cleaned of oil and liquid phase of ammonia. Ammonia vapor rises further upward and, entering horizontal sections 10, enters the dividers. 11 propagate in the horizontal direction, which is facilitated by the plates 12, providing a total vertical velocity of about 0.5 m / s. After passing through the dividers 11, the vapors, freed further from oil and the liquid phase, enter the warm tubes of the shell-tube or serpentine-type heat exchanger 13, where they overheat and enter the output horizontal section 14 and then to the suction of the second compressor stage. Liquid ammonia from the condenser with condensation temperature and pressure enters sequentially or in parallel to the heat exchanger 13, where it is additionally cooled by heat exchange with cold steam and through the pipe 19 it enters the lower heat exchanger 15 and is fed to the intermediate vessel through the pipe 19 to the lower section 4. B the heat exchanger 13, the liquid is supercooled and enters through the throttling device to the evaporator. From the receiving section 4, liquid ammonia, as in communicating vessels, is distributed over all vertical sections and participates in heat transfer during sparging. The level of liquid ammonia is maintained by automation devices connected to one of the vertical sections. The bubbling device 7 consists of an inverted cap 16 with a discharge (equalization) hole in the bottom with a diameter of 10 mm, which, when the compressor stops, equalizes the pressure above and below the cap and prevents unwanted discharge of liquid ammonia into the discharge cavity of the compressor. The inner tube of the bubbling device 7 has a stopper 18, which regulates the gap between this pipe and the bottom of the cap 16. The inlet pipes to the vertical sections have devices 20 that freely move in the vertical direction in the form of a plug having guides for moving along the inner diameter of the input branch pipes, which in case of depressurization of the vertical and upper sections rise under the action of the flow and, held by the pressure difference, lock and seal the passage single sections, preventing the release of the main mass of ammonia into the atmosphere, thereby increasing the safety of operation of the vessel.

Технический результат. The technical result.

Это изобретение позволит вместо крупногабаритных, металлоемких, технологически сложных аппаратов использовать более простые технологически и менее габаритные секционные аппараты из тонкостенной трубы с внутренним диаметром, равным или менее 150-152 мм, что улучшит технологические прочностные эргономические характеристики, повысит надежность и безопасность эксплуатации как самих сосудов, так и холодильных установок и объектов в целом, обеспечит выполнение специфических требований эксплуатирующих и контролирующих органов по данному классу аппаратов, работающих под давлением. This invention will allow instead of large-sized, metal-intensive, technologically complex apparatuses to use simpler technologically and less overall sectional apparatus from a thin-walled pipe with an inner diameter equal to or less than 150-152 mm, which will improve the technological strength ergonomic characteristics, increase the reliability and safety of operation as the vessels themselves and refrigeration units and facilities in general, will ensure the fulfillment of the specific requirements of the operating and controlling bodies for this Assou devices operating under pressure.

Источник информации
1. Покровский Н.К. "Холодильные машины и установки". М.: Пищевая промышленность, 1969.Sourse of information
1. Pokrovsky N.K. "Chillers and installations." M .: Food industry, 1969.

Claims

1. An intermediate vessel for ammonia industrial refrigeration units, comprising a vertical pipe section with a bubbling device and chippers, characterized in that it is equipped with at least one additional vertical pipe section and horizontal pipe sections interconnected by collectors, each section being made unified from a pipe with an inner diameter of not more than 150 - 152 mm, the bubbling device is made in the form of an inverted cap with equalizing hole in the bottom diameter 10 mm, fixed with two flat ribs on the inner cage with an inclined flat mesh bump, also mounted on this cage, fixed, in turn, on the pipe section from the inside from below, while horizontal sections with shell-tube or coil heat exchangers are located above the vertical sections type, the upper horizontal sections are equipped with dividers in the form of flat perforated plates fixed in the middle part and having patch plates of arbitrary shape placed above the output holes with vertical sections.

2. The intermediate vessel according to claim 1, characterized in that the inlet pipes to the vertical sections have devices that are freely moving in the vertical direction from the bottom of the horizontal section in the form of a plug with guides along the inner diameter of the inlet pipes, which, rising in the flow in case of depressurization of the vertical and above the located sections, seal the passage sections.