RU2415365C1 - Gas air cooling unit - Google Patents
Gas air cooling unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2415365C1 RU2415365C1 RU2009144876/06A RU2009144876A RU2415365C1 RU 2415365 C1 RU2415365 C1 RU 2415365C1 RU 2009144876/06 A RU2009144876/06 A RU 2009144876/06A RU 2009144876 A RU2009144876 A RU 2009144876A RU 2415365 C1 RU2415365 C1 RU 2415365C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- heat exchange
- finned tubes
- air cooling
- exchange modules
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области энергетики, а именно к аппаратам воздушного охлаждения (АВО) газа, применяемым, в частности, для охлаждения природного газа после компрессорных станций.The invention relates to the field of energy, and in particular to air cooling devices (AVO) of gas, used, in particular, for cooling natural gas after compressor stations.
Известно устройство для реализации способа охлаждения сырого углеводородного газа после дожимных компрессоров, обеспечивающее подачу теплого газа на входной коллектор АВО, затем в пучок теплообменных труб, далее в выходной коллектор и на сушку, причем холодильный агент - поток атмосферного воздуха подается вентилятором поперек пучка теплообменных труб (Гриценко А.И. и др. «Сбор и промысловая подготовка газа на Северных месторождениях России». М.: ОАО «Издательство «Недра», 1999, с.318-320) - аналог.A device is known for implementing a method for cooling crude hydrocarbon gas after booster compressors, which supplies warm gas to an ABO inlet collector, then to a heat exchange tube bundle, then to an exhaust collector and to a dryer, and a refrigerant — atmospheric air flow is supplied by a fan across the beam of heat exchange tubes ( Gritsenko A.I. et al. “Collection and field treatment of gas in the Northern fields of Russia.” M .: Nedra Publishing House OJSC, 1999, p. 318-320) - analogue.
Недостатком указанного решения является невысокая долговечность и надежность АВО газа, вызванная тем, что при таком расположении устройства охлаждения, в теплообменных трубках образуются зародыши кристаллогидратов, которые в зоне минимальных температур прикрепляются к внутренним стенкам теплообменных трубок. Процесс отложения кристаллогидратов на внутренних стенках теплообменных трубок приводит к уменьшению их проходного сечения, а впоследствии и к полному перекрытию теплообменных трубок и к выходу их из строя с необходимостью их замены.The disadvantage of this solution is the low durability and reliability of the ABO gas, due to the fact that with this arrangement of the cooling device, nuclei of crystalline hydrates are formed in the heat transfer tubes, which are attached to the inner walls of the heat transfer tubes in the zone of minimum temperatures. The process of deposition of crystalline hydrates on the inner walls of the heat transfer tubes leads to a decrease in their flow area, and subsequently to the complete overlap of the heat transfer tubes and their failure with the need to replace them.
Известен АВО природного газа, содержащий корпус с теплообменными модулями, содержащими оребренные трубы, приваренные к трубным крышкам, подводящий и отводящий трубопроводы для прохождения технологического продукта и патрубки с фланцами, соединяющие трубопроводы с трубными крышками, а также устройство для подачи в корпус АВО газа межтрубной охлаждающей среды, выполненное в виде вентиляторов и установленное под корпусом АВО газа (В.Б.Кунтыш, А.Н.Бессонный и др. «Основы расчета и проектирования теплообменников воздушного охлаждения», С.П.: »Недра», 1996, с.84-85, рис.2.37) - прототип.Known ABO of natural gas, comprising a housing with heat exchange modules containing finned tubes welded to the pipe caps, inlet and outlet pipelines for passing the process product and nozzles with flanges connecting the pipelines to the pipe caps, and also a device for supplying inter-pipe cooling gas to the ABO body medium, made in the form of fans and installed under the body of the gas air-cooling unit (V. B. Kuntysh, A. N. Bessonny and others. “Fundamentals of calculation and design of air-cooled heat exchangers”, S.P .: "Subsoil", 1996, pp. 84-85, Fig. 2.37) - prototype.
Для известного устройства также как и для аналога характерно образование кристаллогидратов, которые приводят к снижению работоспособности теплообменных трубок и всего устройства в целом, а впоследствии и полной потере их работоспособности и к необходимости их замены. Кроме того, учитывая фактор неравномерности теплопередачи в АВО газа, процесс образования кристаллогидратов может происходить на фоне средней температуры выхода газа из АВО выше температуры начала гидратообразования, что не позволяет полностью использовать технические возможности АВО по охлаждению газа и уменьшает его надежность и ресурс.For the known device, as well as for the analogue, the formation of crystalline hydrates is characteristic, which leads to a decrease in the operability of heat transfer tubes and the entire device as a whole, and subsequently a complete loss of their operability and the need to replace them. In addition, taking into account the non-uniformity of heat transfer in the gas ABO, the process of crystalline hydrates formation can occur against the background of the average gas exit temperature from the ABO above the onset of hydrate formation, which does not allow fully utilizing the ABO's technical capabilities for gas cooling and reduces its reliability and resource.
Как известно, все используемые в промышленности АВО газа после дожимных компрессоров имеют теплообменные трубки, жестко прикрепленные, например приваренные, к трубным крышкам или аналогичным им элементам конструкции, и процесс замены теплообменных трубок для обеспечения повышенного ресурса АВО газа является сложной и дорогостоящей задачей и часто приводит к необходимости замены всей теплообменной секции АВО.As is known, all gas ABO used in the industry after booster compressors have heat exchange tubes that are rigidly attached, for example, welded, to pipe caps or similar structural elements, and the process of replacing heat exchange tubes to provide an increased resource of gas ABO is a complex and expensive task and often leads to the need to replace the entire heat transfer section of the ABO.
Недостатком данного решения так же, как и приведенного выше аналога является невысокая надежность и долговечность работы устройства, низкая ремонтопригодность АВО газа.The disadvantage of this solution as well as the above analogue is the low reliability and durability of the device, low maintainability of the ABO gas.
Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое решение, является повышение ресурса и надежности работы АВО газа, обеспечение его технологичности, ремонтопригодности и полной герметичности фланцевых соединений, при одновременном упрощении ремонта.The technical result, the achievement of which the claimed solution is directed, is to increase the resource and reliability of the ABO gas, ensuring its manufacturability, maintainability and complete tightness of flange joints, while simplifying the repair.
Указанный технический результат достигается тем, что в аппарате воздушного охлаждения газа, включающем корпус с теплообменными модулями, содержащими размещенные рядами оребренные трубы, и трубными крышками, подводящий и отводящий трубопроводы для прохождения технологического продукта, патрубки с фланцами, соединяющие подводящий и отводящий трубопроводы с трубными крышками, а также устройство для подачи в корпус аппарата воздушного охлаждения газа межтрубной охлаждающей среды, выполненное в виде вентиляторов, крепление оребренных труб теплообменных модулей с трубными крышками выполнено разъемным, для чего в отверстиях трубных крышек выполнена резьба, а аппарат воздушного охлаждения газа дополнительно снабжен узлами крепления, каждый из которых содержит соединительный элемент, выполненный в виде штуцера, имеющего по длине различный диаметр наружной поверхности и соединяющего трубную крышку с оребренной трубкой теплообменного модуля, длина соседних соединительных элементов одного ряда оребренных трубок теплообменных модулей различна, а между фланцами размещены прокладки, причем часть поверхности каждой из прокладок соединена с соответствующим фланцем и друг с другом сваркой, выполненной с возможностью обеспечения герметичности аппарата воздушного охлаждения газа при его работе.The specified technical result is achieved in that in a gas air cooling apparatus including a housing with heat exchange modules containing finned tubes arranged in rows and pipe caps, inlet and outlet pipelines for passing the process product, nozzles with flanges connecting the inlet and outlet pipelines with pipe caps , as well as a device for supplying an annular cooling medium gas to the casing of the apparatus for air cooling, made in the form of fans, mounting ribbed t The ub of the heat exchange modules with pipe covers is detachable, for which a thread is made in the holes of the pipe covers, and the gas air cooling apparatus is additionally equipped with fasteners, each of which contains a connecting element made in the form of a fitting having a different outer diameter along the length and connecting the pipe a cover with a finned tube of the heat exchange module, the length of adjacent connecting elements of one row of finned tubes of the heat exchange modules is different, and between the flanges is placed gasket wherein a portion of the surface of each of the pads connected with a corresponding flange and to each other by welding, adapted to provide air tightness of the gas cooling apparatus during its operation.
Аппарат воздушного охлаждения газа может содержать одноходовой пучок оребренных труб.The gas air cooling apparatus may comprise a one-way bundle of finned tubes.
Аппарат воздушного охлаждения газа, в котором количество рядов труб каждого теплообменного модуля может быть не менее двух.Gas air cooling apparatus, in which the number of rows of pipes of each heat exchange module can be at least two.
Аппарат, в котором каждая прокладка может быть неразъемно, например, сваркой соединена с контактирующим с ней фланцем по внутреннему диаметру прокладки.An apparatus in which each gasket can be one-piece, for example, by welding connected to a flange in contact with it along the inner diameter of the gasket.
Аппарат выполнен с возможностью обеспечения герметичности при работе при давлении свыше 100 атм и диаметрах патрубков свыше 400 мм.The device is made with the possibility of ensuring tightness when operating at a pressure of more than 100 atm and pipe diameters of more than 400 mm.
Аппарат, у которого внешний диаметр прокладки может не менее чем на 20 мм превышать внешний диаметр соединяемых фланцев.An apparatus in which the outer diameter of the gasket can be at least 20 mm greater than the outer diameter of the connected flanges.
Заявляемое устройство иллюстрируется на фиг.1-6, гдеThe inventive device is illustrated in figures 1-6, where
на фиг.1 представлен общий вид аппарата воздушного охлаждения, на фиг.2 - вид А на фиг.1, на фиг.3 - разъемная заделка оребренных труб теплообменных модулей АВО газа, на фиг.4 - схема расположения оребренных труб теплообменного модуля в пределах одного ряда, на фиг.5 - вид Б на фиг.1, на фиг.6 - вид В на фиг.1.figure 1 presents a General view of the air cooling apparatus, figure 2 is a view A in figure 1, figure 3 - detachable termination of the finned tubes of heat exchanger modules ABO gas, figure 4 - arrangement of finned tubes of the heat exchange module within one row, figure 5 is a view of B in figure 1, figure 6 is a view of in figure 1.
Аппарат воздушного охлаждения газа содержит вентиляторы 1 для подачи внешней межтрубной охлаждающей среды, преимущественно воздуха, в корпус 2 АВО газа. Каждый теплообменный модуль 3 корпуса 2 АВО газа снабжен трубными крышками 4 и 5, к которым подключены патрубки входа 6 и выхода 7 технологического продукта, например природного газа, и оребренные трубы 8. Корпус 2 АВО может быть снабжен продольными боковыми стенами 9. Крепление оребренных труб 8 теплообменных модулей 3 с трубными крышками 4 и 5 выполнено разъемным, для чего в отверстиях каждой трубной крышки 4 и 5 выполнена резьба, а АВО газа дополнительно снабжен узлами крепления, каждый из которых содержит соединительный элемент 10, выполненный в виде штуцера, имеющего по длине различный диаметр наружной поверхности и соединяющего трубную крышку 4 и 5 с одной из оребренных труб 8 теплообменного модуля 3 и, по меньшей мере, один крепежный элемент 11, например, выполненный в виде гайки и контактирующий с частью наружной поверхности штуцера 10 и частью наружной поверхности присоединяемой оребренной трубы 8, причем между соединительным элементом 10 и трубной крышкой 4 размещено уплотнение 12, а между соединительным элементом 10 и трубной крышкой 5 размещено уплотнение 13. Для обеспечения герметизации и упрощения конструкции крепления оребренных труб 8 к трубным крышкам 4 и 5 внутренний диаметр штуцера 10 может быть выполнен одинаковым по его длине, причем его размер равен внутреннему диаметру соединяемой оребренной трубы 8.The gas air-cooling apparatus comprises
Оребренные трубы 8 расположены рядами в каждом из теплообменных модулей 3 с образованием одноходового многорядного пучка 14 оребренных труб 9. Причем для обеспечения технологичности и упрощения проведения ремонта АВО газа длина соседних соединительных элементов одного ряда оребренных трубок теплообменных модулей различна.The
Патрубки входа 6 и выхода 7 технологического продукта, например природного газа, сообщены с подводящим 15 и отводящим 16 трубопроводами, причем патрубки 6 и 7 снабжены фланцами 17, 18, 19 и 20, между которыми размещены соответствующие прокладки 21, 22, 23 и 24, причем часть поверхности каждой из прокладок соединена с соответствующим фланцем и друг с другом сваркой, выполненной с возможностью обеспечения полной герметичности аппарата воздушного охлаждения газа при его работе. Например, между фланцами 17 и 18 расположены прокладки 21 и 22, причем прокладка 21 приварена к фланцу 17, прокладка 22 приварена к фланцу 18, и прокладки 21 и 22 приварены друг к другу, по меньшей мере, точечной сваркой по всему периметру прокладки.The nozzles of the
Как известно, для обеспечения герметичности достаточно, чтобы толщина сварного шва при приваривании ее к фланцу была не больше чем толщина прокладки, а толщина сварного шва при приваривании прокладок друг к другу не больше их суммарной толщины.As is known, to ensure tightness, it is enough that the thickness of the weld when welding it to the flange is no more than the thickness of the gasket, and the thickness of the weld when welding the gaskets to each other is no more than their total thickness.
Заявляемое устройство АВО газа работает следующим образом. При выходе из строя одной из оребренных трубок 8 в случае, если подлежащая ремонту оребренная трубка расположена в верхнем ряду верхнего теплообменного модуля АВО газа, то ремонт заключается только в разборке разъемного соединения оребренной трубки 8 и трубных крышек 4 и 5.The inventive device ABO gas works as follows. If one of the
В случае, когда подлежащая замене оребренная трубка 8 расположена либо в нижнем ряду верхнего теплообменного модуля, либо в нижнем теплообменном модуле, то в этом случае необходимо отделить трубные крышки 4 и 5 ремонтируемой теплообменной секции от патрубков 6 и 7 по фланцевому соединению 17 и 18. Для этого в предлагаемом решении достаточно разобрать крепежное соединение фланцев, например болтовое 25 (не показано), а затем любым известным способом срезать тонкий сварной шов, соединяющий друг с другом попарно прокладки 21 и 22 и прокладки 23 и 24, и, разобрав фланцевое соединение, выбрать теплообменный модуль с подлежащей замене оребренной трубкой и далее произвести замену подлежащей ремонту оребренной трубки 8. После замены оребренной трубки 8 присоединяют с использованием описанного в данном решении разъемного соединения ее к трубным крышкам 4 и 5 и соединяют пригодную для дальнейшей работы теплообменную секцию с патрубками 6 и 7 и подводящим 15 и отводящим 16 трубопроводами природного газа. В данном случае сборку фланцевого соединения осуществляют в обратном порядке, а именно - фланцы 17 и 18 с приваренными к ним ранее прокладками 21 и 22 соединяют, приваривают друг к другу прокладки 21 и 22 по их периметру и соединяют фланцы крепежным соединением, например, с помощью болтов.In the case when the
Таким образом, в данном случае после замены вышедших из строя оребренных трубок 8 АВО газа полностью пригоден к дальнейшему использованию и не требуется из-за выхода из строя, например, одной или двух оребренных трубок производить полностью замену всего теплообменного модуля и патрубков, соединяющих трубные крышки с трубопроводами подвода и отвода газа.Thus, in this case, after replacing the failed
Как показали теоретические и экспериментальные исследования заявителя, данное устройство при обеспечении полной герметичности фланцевого соединения обеспечивает достижение заявляемого технического результата при всех значениях рабочих давлений охлаждаемого технологического продукта (природного газа) и при любых диаметрах патрубков фланцевого соединения, однако оптимальная технологичность достигается при использовании заявляемого АВО газа при давлении перекачиваемого технологического продукта свыше 100 атм и/или диаметрах соединяемых патрубков фланцевого соединения выше 400 мм.As shown by theoretical and experimental studies of the applicant, this device, while ensuring complete tightness of the flange connection, ensures the achievement of the claimed technical result at all values of the working pressures of the cooled technological product (natural gas) and at any diameters of the flange connections, however, the best processability is achieved using the inventive ABO gas at a pressure of the pumped technological product over 100 atm and / or diameters of the compound removable flange connections above 400 mm.
Это объясняется тем, что при меньших значениях давления и размеров в настоящее время известны решения, обеспечивающие возможность при их использовании добиться герметичности соединения или повышения ресурса АВО газа, и в данном случае выбор - использовать известное или заявляемое решение определяется только экономическими аспектами. Однако заявителю неизвестны решения, которые бы обеспечивали достижение заявляемого технического результата для АВО газа при перекачке технологического продукта (газа) при его давлении свыше 100 атм и/или диаметрах соединяемых патрубков фланцевого соединения выше 400 мм.This is because at lower pressures and sizes, solutions are currently known that provide the ability to use them to achieve a tight connection or increase the ABO gas resource, and in this case the choice to use a known or claimed solution is determined only by economic aspects. However, the applicant is not aware of solutions that would ensure the achievement of the claimed technical result for ABO gas when pumping a technological product (gas) at a pressure of more than 100 atm and / or diameters of the connected flange connection pipes above 400 mm.
Максимальный внешний диаметр (размер) прокладок фланцевого соединения определяется габаритами крепежного соединения фланцев, например размерами болтов, и выбирается из условия, что нецелесообразно выбирать его большим чем внутренний диаметр болтового соединения (Dн.). Оптимально, если минимальный внешний диаметр (размер) прокладок не менее чем на 20 мм превышает внешний диаметр (размер) соединяемых фланцев. Это обусловлено тем, что в данном случае данное легко разборное фланцевое соединение может быть использовано многократно.The maximum outer diameter (size) of the gaskets of the flange connection is determined by the dimensions of the fastening connection of the flanges, for example, the size of the bolts, and is selected from the condition that it is impractical to choose it larger than the internal diameter of the bolt connection (Dн.). Optimally, if the minimum outer diameter (size) of the gaskets is not less than 20 mm greater than the outer diameter (size) of the connected flanges. This is due to the fact that in this case, this easily collapsible flange connection can be used repeatedly.
Таким образом, при использовании заявляемого изобретения наряду с повышением ресурса (долговечности) и надежности работы АВО газа также обеспечивается его технологичность, ремонтопригодность и герметичность фланцевого соединения при одновременном упрощении ремонта.Thus, when using the claimed invention, along with increasing the resource (durability) and reliability of the ABO gas, its manufacturability, maintainability and tightness of the flange connection are also provided while simplifying the repair.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009144876/06A RU2415365C1 (en) | 2009-12-03 | 2009-12-03 | Gas air cooling unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009144876/06A RU2415365C1 (en) | 2009-12-03 | 2009-12-03 | Gas air cooling unit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2415365C1 true RU2415365C1 (en) | 2011-03-27 |
Family
ID=44052929
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009144876/06A RU2415365C1 (en) | 2009-12-03 | 2009-12-03 | Gas air cooling unit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2415365C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2761143C1 (en) * | 2020-06-01 | 2021-12-06 | Николай Владимирович Макаров | Method for cooling gas in air cooling apparatuses and apparatus for implementation thereof |
| RU2800622C1 (en) * | 2019-09-13 | 2023-07-25 | Эвапко, Инк. | Advanced large scale field-erected air cooled industrial steam condenser |
-
2009
- 2009-12-03 RU RU2009144876/06A patent/RU2415365C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2800622C1 (en) * | 2019-09-13 | 2023-07-25 | Эвапко, Инк. | Advanced large scale field-erected air cooled industrial steam condenser |
| RU2761143C1 (en) * | 2020-06-01 | 2021-12-06 | Николай Владимирович Макаров | Method for cooling gas in air cooling apparatuses and apparatus for implementation thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10337800B2 (en) | Modular plate and shell heat exchanger | |
| JP6200433B2 (en) | Modular plate / shell heat exchanger | |
| US9631539B2 (en) | Apparatus for generating superheated vapor using wave fin | |
| CN204202456U (en) | Asymmetric phase-change heat-exchanger | |
| RU2415365C1 (en) | Gas air cooling unit | |
| KR20110128709A (en) | Assembling method of tube and tube sheet of the heat exchanger | |
| CN110553520A (en) | Small-size spiral winding elasticity tubular heat exchanger | |
| EP3270086B1 (en) | Heat exchanger for recovery of waste heat | |
| US20140216687A1 (en) | Corrugated Tube Regenerator for an Expansion Engine | |
| RU96642U1 (en) | GAS AIR COOLING UNIT | |
| CN114111388A (en) | Heat dissipation device for styrene fixed tube plate type heat exchanger | |
| CN104315909B (en) | Asymmetric phase-change heat-exchanger | |
| CN104457335A (en) | Coiled pipe heat exchanger | |
| CN213021140U (en) | Smoke heat exchanger | |
| CN204478877U (en) | A kind of coil exchanger | |
| CN206310944U (en) | Glassed steel tube row type condenser and heat-exchanger rig | |
| CN216385209U (en) | Heat dissipation device for styrene fixed tube plate type heat exchanger | |
| CN213273873U (en) | Waste heat recovery device | |
| CN108759501A (en) | A kind of assembled flue gas condenser | |
| CN209877418U (en) | Protecting against shock compressor cooler | |
| CN212585245U (en) | Waste heat recovery device of refrigerating unit | |
| CN211290641U (en) | Novel condenser device | |
| CN209227157U (en) | The cooling device of weaving loom frequency converter | |
| RU172896U1 (en) | Lamellar-Ribbed Gas-Oil Heat Exchanger | |
| CN213901996U (en) | Wave curved plate type evaporative cooler |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141204 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20180220 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181204 |