RU2740376C1 - Вертикальный трубчатый теплообменник с псевдоожиженным слоем сферических частиц - Google Patents
Вертикальный трубчатый теплообменник с псевдоожиженным слоем сферических частиц Download PDFInfo
- Publication number
- RU2740376C1 RU2740376C1 RU2020129136A RU2020129136A RU2740376C1 RU 2740376 C1 RU2740376 C1 RU 2740376C1 RU 2020129136 A RU2020129136 A RU 2020129136A RU 2020129136 A RU2020129136 A RU 2020129136A RU 2740376 C1 RU2740376 C1 RU 2740376C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat exchange
- tube
- heat exchanger
- spherical
- heat
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
- F26B3/02—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air
- F26B3/06—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air the gas or vapour flowing through the materials or objects to be dried
- F26B3/08—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air the gas or vapour flowing through the materials or objects to be dried so as to loosen them, e.g. to form a fluidised bed
- F26B3/084—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air the gas or vapour flowing through the materials or objects to be dried so as to loosen them, e.g. to form a fluidised bed with heat exchange taking place in the fluidised bed, e.g. combined direct and indirect heat exchange
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/16—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Изобретение относится к трубчатым теплообменным аппаратам для проведения теплообменных процессов между горячим и холодным теплоносителями и может быть использовано в газовой, химической и нефтеперерабатывающей промышленности. В теплообменнике, состоящем из кожуха, трубных решеток, патрубков, теплообменных трубок, крышек, сеток с кольцами, свинцовых сферических частиц, концы вертикальных теплообменных трубок жестко крепятся в трубных решетках. Внутри теплообменных трубок вблизи входа и выхода жестко устанавливаются металлические сетки с пластиковыми кольцами. На нижней сетке имеется слой сферических свинцовых частиц диаметром 0,002 м. Высота насыпного слоя сферических свинцовых частиц в каждой трубке составляет 0,1 м. Технический результат - увеличение интенсивности теплообмена, снижение материалоемкости аппарата. 3 ил.
Description
Изобретение относится к трубчатым теплообменным аппаратам для проведения теплообменных процессов между горячим теплоносителем и холодным теплоносителем и может быть использовано в газовой, химической и нефтеперерабатывающей промышленности.
В патенте на изобретение СССР №1141292 описан кожухотрубчатый теплообменник, содержащий размещенный в кожухе пучок теплообменных труб, укрепленных в трубных решетках, снабженный по периметру кольцевым бандажом, и расположенные в межтрубном пространстве дистанционирующие элементы, при этом с целью повышения его эксплуатационной надежности и обеспечения равномерного заполнения межтрубного пространства сыпучей насадкой дистанционирующие элементы выполнены в виде воронок, установленных на трубах в шахматном порядке со смещением по высоте не менее двойной высоты воронки.
Общими признаками с предлагаемой конструкцией теплообменника является наличие кожуха, трубного пучка, трубных решеток, патрубков.
Недостатком данного изобретения является низкая интенсивность теплообмена и высокая материалоемкость.
В патенте на изобретение №2594449 (RU) «Вертикальный кожухотрубчатый теплообменный аппарат с конденсацией паров в межтрубном пространстве» предложен вертикальный кожухотрубчатый теплообменный аппарат с конденсацией паров в межтрубном пространстве, на кожухе которого имеются штуцера для ввода пара и вывода конденсата, отличающийся тем, что штуцер ввода пара расположен в средней части кожуха. Техническим результатом является повышение эффективности теплообмена в теплообменных аппаратах, работающих с конденсацией пара в межтрубном пространстве, экономия энергетических ресурсов, а также повышение надежности теплообменных аппаратов. При подаче перегретого пара в среднюю часть аппарата исключается возможность образования зоны охлаждения паров с сухой поверхностью теплообменных труб, так как конденсат, образующийся в верхней части аппарата, при стекании смачивает теплообменные трубы по всей длине.
Общими признаками с предлагаемой конструкцией теплообменника является наличие кожуха, трубного пучка, трубных решеток, патрубков.
Недостаток аналогичен предыдущему аналогу.
В патенте на изобретение СССР №1242700 описан кожухотрубный теплообменник, содержащий заключенный в многогранную обечайку пучок труб, включенный в охладительный контур и закрепленный в трубных досках, и продольную перегородку в межтрубном пространстве, соединенную с кожухом, при этом с целью интенсификации теплообмена в процессе конденсации двух потоков пара, в нем продольная перегородка в пределах обечайки выполнена в виде трубчатой мембраны, присоединенной к обечайке и включенной в охладительный контур.
Общими признаками с предлагаемой конструкцией теплообменника является наличие кожуха, трубного пучка, трубных решеток, патрубков.
Недостаток аналогичен предыдущему аналогу.
Наиболее близким по конструкции (прототип) является аппарат, описанный в работе [4, стр. 327, рис. VIII-11, а], состоящий из кожуха (корпуса), трубных решеток, патрубков, пучка теплообменных трубок, крышек. Крышки крепятся к трубным решеткам с помощью болтов с использованием прокладок. Трубный пучок жестко крепится в трубных решетках. Трубные решетки с пучком теплообменных трубок устанавливаются внутри кожуха. Кожух крепится к трубным решеткам.
Общими признаками с предлагаемой конструкцией является наличие трубного пучка, кожуха, трубных решеток, крышек, патрубков для входа и выхода горячего теплоносителя и холодного теплоносителя.
Недостатком данного изобретения является низкая интенсивность теплообмена и высокая материалоемкость.
Задачей изобретения является создание нового высокоэффективного теплообменного аппарата для проведения теплообменных процессов между горячим и холодным теплоносителем.
Технический результат изобретения состоит в следующем:
- увеличении интенсивности теплообмена;
- снижении материалоемкости аппарата.
Устранение указанных недостатков и достижение заявляемого технического результата от реализации нового теплообменного аппарата достигается за счет того, что на входе и выходе из каждой вертикальной теплообменной трубки устанавливаются металлические сетки с пластиковыми кольцами, причем на нижней сетке, установленной на входе в трубу, с целью повышения интенсивности теплообмена расположен слой свинцовых сферических частиц диаметром 0,002 м, при этом насыпной слой сферических частиц имеет высоту 0,1 м, а размер ячейки сетки меньше диаметра одной сферической частицы, при этом поток горячего теплоносителя в трубках приводит слой сферических частиц в псевдоожиженное состояние, при этом высокая эффективность перемешивания в псевдоожиженном слое обеспечивается диаметром частиц 0,002 м, начальной высотой насыпного слоя 0,1 м и плотностью частиц (частицы из свинца), при этом верхняя сетка с пластиковым кольцом, установленная на выходе из трубы, препятствует уносу сферических частиц из трубы, при этом сферические частицы нагреваются потоком горячего теплоносителя, перемешивают горячий теплоноситель, и беспорядочно соударяются между собой и стенками теплообменной трубки, что приводит к интенсификации теплообмена и позволяет снизить материалоемкость теплообменника.
Сущность предлагаемого теплообменного аппарата поясняется чертежами (фиг. 1-3). Перечень фигур:
Фиг. 1. Общий вид теплообменника.
Фиг. 2. Теплообменник в рабочем режиме с псевдоожиженным слоем в трубках.
Фиг. 3. Общий вид сетки с пластиковым кольцом.
На фиг. 1 приведен общий вид теплообменника. На фиг. 2 показан теплообменник в рабочем режиме с псевдоожиженным слоем сферических частиц в трубках. На фиг. 3. приведен общий вид сетки с пластиковым кольцом.
Заявляемый вертикальный теплообменник (фиг. 1) состоит из вертикальных теплообменных трубок (1), кожуха (2), трубных решеток (3), крышек (4), патрубков (5, 6, 7, 8), сеток с кольцами (9, 10), свинцовых сферических частиц (11).
Концы вертикальных теплообменных трубок (1) жестко крепятся в трубных решетках (3). Трубные решетки (3) с теплообменными трубками (1) устанавливаются вертикально внутри кожуха (2). Кожух (2) крепится к трубным решеткам (3). Крышки (4) крепятся к трубным решеткам (3). Патрубки (5) и (6) жестко крепятся к крышкам (4). Патрубки (7) и (8) жестко крепятся к кожуху (2). Внутри теплообменных трубок (1) вблизи входа и выхода жестко устанавливаются металлические сетки с пластиковыми кольцами (9, 10). Размер ячеек сеток с кольцами (9, 10) l (фиг. 3) меньше диаметра сферических свинцовых частиц (11), чтобы сферическая частица не могла пройти через сетку. На нижней сетке с пластиковым кольцом (9), установленной на входе в трубу, располагается слой сферических свинцовых частиц, имеющих диаметр 0,002 м. Высота насыпного слоя сферических свинцовых частиц в каждой трубке составляет 0,1 м. Диаметр частиц 0,002 м и высота первоначального слоя частиц 0,1 м обеспечивают наиболее интенсивное перемешивание горячего теплоносителя.
Предлагаемый теплообменник (фиг. 1), предназначенный для проведения теплообменных процессов между горячим и холодным теплоносителем, работает следующим образом.
Горячий теплоноситель (жидкость или газ) поступает через патрубок (5), крышку (4) и трубную решетку (3) в вертикальные теплообменные трубки (1). В вертикальных трубках (1) восходящий горячий поток приводит слой сферических свинцовых частиц (11) в псевдоожиженное состояние. Теплопередача между горячим и холодным теплоносителем происходит через стенки трубок (1). Сферические свинцовые частицы беспорядочно соударяются между собой и с внутренними стенками трубки (1), способствуя интенсификации теплопередачи. Диаметр частиц 0,002 м и высота первоначального насыпного слоя частиц 0,1 м обеспечивают наиболее интенсивное перемешивание горячего теплоносителя в псевдоожиженном слое. Сферические свинцовые частицы перемешивают поток горячего теплоносителя, что приводит к увеличению скорости теплоотдачи от горячего теплоносителя к стенкам трубки (1). Интенсификация теплопередачи позволит снизить площадь теплопередачи и, как следствие, снизить материалоемкость аппарата.
Верхняя сетка (10) препятствует уносу сферических свинцовых частиц из трубок с горячим теплоносителем. Из трубок (1) горячий теплоноситель поступает через решетку (3) в крышку (4) и через патрубок (6) выходит из теплообменного аппарата. Холодный теплоноситель поступает через патрубок (7) в межтрубное пространство теплообменника и движется противотоком по отношению к горячему теплоносителю. Далее холодный поток выходит из межтрубного пространства через патрубок (8).
ЛИТЕРАТУРА
1. Патент на изобретение СССР №1141292. Кожухотрубный теплообменник. Автор: Федоров А.Н. Опубл. 23.02.85. Бюл. №7.
2. Патент на изобретение №2594449. Вертикальный кожухотрубчатый теплообменный аппарат с конденсацией паров в межтрубном пространстве. Автор: Насибуллин Р.И.
3. Патент на изобретение СССР №1242700 «Кожухотрубный теплообменник». М.П. Матушкин, В.М. Фрумин, Г.А. Ткач и В.А. Турчин. Опубл. 07.07.86. Бюл, В 25.
4. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. М, Химия, 1973.
Claims (1)
- Вертикальный теплообменник, состоящий из кожуха, трубного пучка, трубных решеток, крышек, патрубков для входа и выхода горячего теплоносителя и холодного теплоносителя, отличающийся тем, что внутри вертикальных трубок, на входе и выходе из них, установлены металлические сетки с кольцами, а на нижней сетке в каждой вертикальной трубке расположен слой сферических свинцовых частиц, имеющих диаметр 0,002 м, при этом насыпная высота слоя сферических частиц составляет 0,1 м, а размер ячейки сетки меньше диаметра сферической частицы.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020129136A RU2740376C1 (ru) | 2020-09-02 | 2020-09-02 | Вертикальный трубчатый теплообменник с псевдоожиженным слоем сферических частиц |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020129136A RU2740376C1 (ru) | 2020-09-02 | 2020-09-02 | Вертикальный трубчатый теплообменник с псевдоожиженным слоем сферических частиц |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2740376C1 true RU2740376C1 (ru) | 2021-01-13 |
Family
ID=74183925
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020129136A RU2740376C1 (ru) | 2020-09-02 | 2020-09-02 | Вертикальный трубчатый теплообменник с псевдоожиженным слоем сферических частиц |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2740376C1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1141292A1 (ru) * | 1983-09-07 | 1985-02-23 | Предприятие П/Я А-3605 | Кожухотрубный теплообменник |
| SU1242700A1 (ru) * | 1984-08-15 | 1986-07-07 | Предприятие П/Я А-3732 | Кожухострубный теплообменник |
| US7141219B1 (en) * | 2000-09-22 | 2006-11-28 | Klarex Beheer B.V. | Apparatus for carrying out a physical and/or chemical process, such as heat exchanger |
| RU2594449C1 (ru) * | 2015-06-10 | 2016-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Вертикальный кожухотрубчатый теплообменный аппарат с конденсацией паров в межтрубном пространстве |
-
2020
- 2020-09-02 RU RU2020129136A patent/RU2740376C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1141292A1 (ru) * | 1983-09-07 | 1985-02-23 | Предприятие П/Я А-3605 | Кожухотрубный теплообменник |
| SU1242700A1 (ru) * | 1984-08-15 | 1986-07-07 | Предприятие П/Я А-3732 | Кожухострубный теплообменник |
| US7141219B1 (en) * | 2000-09-22 | 2006-11-28 | Klarex Beheer B.V. | Apparatus for carrying out a physical and/or chemical process, such as heat exchanger |
| RU2594449C1 (ru) * | 2015-06-10 | 2016-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Вертикальный кожухотрубчатый теплообменный аппарат с конденсацией паров в межтрубном пространстве |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| PL216290B1 (pl) | Wymiennik ciepła | |
| EP2771622B1 (en) | Heat exchanger for the condensing boiler | |
| JPS6229681B2 (ru) | ||
| EP3394522B1 (en) | Fired heat exchanger | |
| EP0095203B1 (en) | Method of operating a liquid-liquid heat exchanger | |
| CN207816061U (zh) | 一种用于含固体颗粒流体换热器 | |
| EP2508834A2 (en) | Heat exchanger | |
| US3913531A (en) | Sediment blowdown arrangement for a shell and tube vapor generator | |
| US3827484A (en) | Liquid metal heat exchanger | |
| RU2282121C1 (ru) | Вертикальный пленочный теплообменник | |
| RU2740376C1 (ru) | Вертикальный трубчатый теплообменник с псевдоожиженным слоем сферических частиц | |
| RU2711569C1 (ru) | Вихревой теплообменный аппарат | |
| EP2710306B1 (en) | Boiler | |
| CN209386275U (zh) | 一种锅炉盘管冷凝式省煤器 | |
| US3348610A (en) | Heat exchangers for cooling fresh cracked gases or the like | |
| JP2010236791A (ja) | 蒸気発生器 | |
| RU2701307C2 (ru) | Радиально-сильфонный теплообменно-контактный аппарат | |
| RU2219433C2 (ru) | Парогенератор | |
| RU2781598C1 (ru) | Теплообменник | |
| JPS5840081B2 (ja) | 蒸気発生装置のためのブロ−ダウン装置 | |
| RU2621189C1 (ru) | Радиально-трубный теплообменно-контактный аппарат | |
| US4414923A (en) | Heat recovery boiler for high pressure gas | |
| CN207894262U (zh) | 一种小型高温气体冷凝器 | |
| SU1643071A1 (ru) | Контактный аппарат кип щего сло | |
| CN216482413U (zh) | 一种机械加工废气余热处理装置 |