RU66004U1

RU66004U1 - OIL AND OIL EMULSION HEATER

Info

Publication number: RU66004U1
Application number: RU2007105186/22U
Authority: RU
Inventors: Валерий Васильевич Третьяков; Татьяна Ивановна Кашицина; Сергей Аркадьевич Терешин
Original assignee: Открытое акционерное общество "Саратовский завод энергетического машиностроения" ОАО "САРЭНЕРГОМАШ"
Priority date: 2007-02-13
Filing date: 2007-02-13
Publication date: 2007-08-27

Abstract

Полезная модель относится к подогревателям нефти и может быть использована для нагрева нефти и нефтяной эмульсии при их транспортировке и промысловой подготовке. Подогреватель нефти и нефтяной эмульсии имеет горизонтально вытянутый цилиндрический корпус, заполненный промежуточным теплоносителем, горелочное устройство, дымовую трубу и расширительный бак. В среде промежуточного теплоносителя размещены прикрепленные к корпусу с помощью фланцев топочная камера U-образной формы, в которую введены поперечные переточные трубы, и расположенный над ней, по меньшей мере, один продуктовый трубчатый змеевик в виде ряда секций, смещенных относительно друг друга. Трубы продуктового змеевика плотно уложены в каждой из секций по типу двухзаходной спирали в виде ряда горизонтально вытянутых параллельных участков труб в направлении протяженности подогревателя с изогнутыми участками труб в местах поворота и перехода с уровня на уровень. При этом расстояние между соседними трубами в месте наибольшего изгиба на поворотном участке в 2.9÷3.1 раза больше, чем расстояние между соседними трубами продуктового змеевика на прямолинейном горизонтально вытянутом участке. В центре продуктового змеевика сформирован участок трубы из двух симметричных частей, зеркально отображенных относительно друг друга, образуя S-образное изогнутое цилиндрическое тело. Подогреватель нефти и нефтяной эмульсии повышает уровень пожаробезопасности без понижения теплотехнических характеристик. 1 з.п. ф., 3 ил., 1 пр.The utility model relates to oil heaters and can be used to heat oil and oil emulsion during their transportation and field preparation. The oil and oil emulsion heater has a horizontally elongated cylindrical body filled with an intermediate coolant, a burner, a chimney and an expansion tank. A U-shaped combustion chamber attached to the casing with the help of flanges is placed in the medium, into which transverse transfer pipes are inserted, and at least one product tubular coil located above it in the form of a series of sections displaced relative to each other. The tubes of the product coil are tightly laid in each of the sections as a two-way spiral in the form of a series of horizontally elongated parallel sections of pipes in the direction of the length of the heater with bent sections of pipes at the points of rotation and transition from level to level. In this case, the distance between adjacent pipes in the place of the greatest bend in the turning section is 2.9 ÷ 3.1 times greater than the distance between adjacent pipes of the food coil in a rectilinear horizontally elongated section. In the center of the food coil, a pipe section is formed of two symmetrical parts mirrored relative to each other, forming an S-shaped curved cylindrical body. The heater of oil and oil emulsion increases the level of fire safety without lowering the thermal characteristics. 1 s.p. f., 3 ill., 1 ave.

Description

Полезная модель относится к подогревателям нефти и может быть использована для нагрева нефти и нефтяной эмульсии при их транспортировке и промысловой подготовке.The utility model relates to oil heaters and can be used to heat oil and oil emulsion during their transportation and field preparation.

Известны подогреватели нефти, нефтяных смесей, газов, жидкостей [авторские свидетельства на изобретения SU: №1744406, №377604, патенты на полезную модель RU: №42298, №37988, №43057, патенты на изобретения RU: №2182679, №2219218, №2182679]. Все они характеризуются наличием дымовой трубы, корпуса, заполненного промежуточным теплоносителем, в котором установлены жаровая труба и продуктовый трубчатый змеевик.Known heaters for oil, oil mixtures, gases, liquids [copyright certificates for inventions SU: No. 1744406, No. 377604, utility model patents RU: No. 42998, No. 37988, No. 43,057, invention patents RU: No. 2182679, No. 2219218, No. 2182679]. All of them are characterized by the presence of a chimney, a casing filled with an intermediate coolant, in which a heat pipe and a grocery tubular coil are installed.

Известен трубчатый подогреватель [патент на изобретение RU 2224005], содержащий металлический теплоизолированный корпус в виде многоугольной горизонтальной призмы, внутри которого размещен вдоль стен продуктовый змеевик и расположена топка с горелочными устройствами, при этом корпус выполнен с одним выходом, который подключен к дымовой трубе, при этом он дополнительно содержит вторую дымовую трубу и коробчатый дымоход с двумя муфтами на торцах.Known tubular heater [patent for invention RU 2224005] containing a metal insulated casing in the form of a polygonal horizontal prism, inside of which there is a food coil located along the walls and a firebox with burner devices, while the casing is made with one outlet that is connected to the chimney, Moreover, it additionally contains a second chimney and a box chimney with two couplings at the ends.

Известен также трубчатый подогреватель [патент на изобретение RU №2256846], который содержит корпус с размещенной в нем жаровой Also known is a tubular heater [patent for the invention RU No. 2256846], which contains a housing with a heat

трубой, теплообменный элемент в виде ряда труб, прямые участки которых расположены параллельно продольной оси корпуса, промежуточный теплоноситель, газоповоротную камеру и расположенные со стороны, противоположной газоповоротной камере, горелочное устройство, газоотвод в виде дымовой трубы, конвективную камеру и рубашку вокруг жаровой трубы, в которую помещен промежуточный теплоноситель. Теплообменный элемент выполнен в виде продуктового змеевика, состоящего из двух последовательно соединенных секций, трубы которого ориентированы вокруг центральной продольной оси корпуса, причем одна секция продуктового змеевика помещена в рубашку жаровой трубы, а вторая - в конвективную камеру, образованную пространством между рубашкой и внутренней стенкой корпуса.a pipe, a heat exchange element in the form of a series of pipes, the straight sections of which are parallel to the longitudinal axis of the body, an intermediate heat carrier, a gas rotary chamber and located on the opposite side of the gas rotary chamber, a burner device, a gas outlet in the form of a chimney, a convection chamber and a jacket around the flame tube, in which is placed intermediate coolant. The heat exchange element is made in the form of a food coil, consisting of two sections connected in series, the pipes of which are oriented around the central longitudinal axis of the housing, one section of the food coil placed in the jacket of the heat pipe, and the second in the convection chamber formed by the space between the jacket and the inner wall of the housing .

Наиболее близким аналогом к заявляемой полезной модели является подогреватель жидких и газообразных сред [патент на полезную модель RU №43056], содержащий корпус, заполненный жидким промежуточным теплоносителем, и расположенные внутри корпуса, по меньшей мере, продуктовый змеевик, жаровая труба, подключенная к горелочному устройству, и одна дымовая труба, при этом над жаровой трубой по всей ее длине установлены наклонно друг к другу две направляющие пластины, причем угол между направляющими пластинами составляет 120-150°.The closest analogue to the claimed utility model is a heater for liquid and gaseous media [patent for utility model RU No. 43056], comprising a housing filled with a liquid intermediate coolant, and at least a food coil, a heat pipe connected to the burner device located inside the housing , and one chimney, while above the flame pipe along its entire length two guide plates are installed obliquely to each other, and the angle between the guide plates is 120-150 °.

Недостатком наиболее близкого аналога является недостаточная эффективность по причине неиспользования всех возможностей процесса теплообмена.The disadvantage of the closest analogue is the lack of efficiency due to the non-use of all the possibilities of the heat transfer process.

Задачей заявляемой полезной модели является повышение уровня пожаробезопасности без понижения теплотехнических характеристик.The objective of the claimed utility model is to increase the level of fire safety without lowering the thermal characteristics.

Сущность полезной модели. Заявляемый подогреватель нефти и нефтяной эмульсии характеризуется тем, что имеет горизонтально вытянутый цилиндрический корпус, заполненный промежуточным теплоносителем, в среде которого размещены прикрепленные к корпусу с The essence of the utility model. The inventive heater of oil and oil emulsion is characterized in that it has a horizontally elongated cylindrical body filled with an intermediate coolant, in the medium of which are placed attached to the body with

помощью фланцев топочная камера U-образной формы, в которую введены поперечные переточные трубы, и расположенный над ней, по меньшей мере, один продуктовый трубчатый змеевик в виде ряда секций, смещенных относительно друг друга, горелочное устройство, дымовую трубу и расширительный бак, при этом трубы продуктового змеевика плотно уложены в каждой из секций по типу двухзаходной спирали в виде ряда горизонтально вытянутых параллельных участков труб в направлении протяженности подогревателя с изогнутыми участками труб в местах поворота и перехода с уровня на уровень, причем расстояние между соседними трубами подчинено соотношению:by means of flanges, a U-shaped combustion chamber into which transverse transfer pipes are inserted and at least one grocery tubular coil located above it in the form of a series of sections offset from each other, a burner device, a chimney and an expansion tank, while tubes of the food coil are tightly laid in each of the sections according to the type of a two-way spiral in the form of a series of horizontally elongated parallel sections of pipes in the direction of the length of the heater with bent sections of pipes at the turning Navigate from level to level, and the distance between adjacent tubes is subordinate relationship:

h≈(2,9÷3,1)·l,h≈ (2,9 ÷ 3,1) · l,

где h - расстояние между соседними трубами в месте наибольшего изгиба на поворотном участке, l - расстояние между соседними трубами продуктового змеевика на прямолинейном горизонтально вытянутом участке, и в центре продуктового змеевика сформирован участок из двух симметричных частей, зеркально отображенных относительно друг друга, образуя S-образное изогнутое цилиндрическое тело.where h is the distance between adjacent pipes in the place of the greatest bend in the turning section, l is the distance between adjacent pipes of the food coil in a rectilinear horizontally elongated section, and in the center of the food coil there is a section of two symmetrical parts mirrored relative to each other, forming S- shaped curved cylindrical body.

Технический результат заявляемой полезной модели. Решение проблемы повышения уровня пожаробезопасности без понижения теплотехнических характеристик выражается такими техническими результатами, как вваривание поперечных переточных труб для интенсификации теплообмена и турбулизации потоков дымовых газов. Тем самым обеспечивается равномерный нагрев всего объема промежуточного теплоносителя. Важным техническим результатом является то, что продуктовый змеевик выполнен в виде двухзаходной плоской спирали, что позволяет наиболее эффективно использовать полезный объем внутри подогревателя, создавая наибольшую поверхность теплообмена змеевика.The technical result of the claimed utility model. The solution to the problem of increasing the fire safety level without decreasing the thermal characteristics is expressed by such technical results as welding of transverse transfer pipes to enhance heat transfer and turbulization of flue gas flows. This ensures uniform heating of the entire volume of the intermediate coolant. An important technical result is that the food coil is made in the form of a two-way flat spiral, which allows the most efficient use of the usable volume inside the heater, creating the largest heat exchange surface of the coil.

Заявляемая полезная модель поясняется с помощью фиг.1-3, на которых представлены: на фиг.1 - продольный разрез подогревателя нефти, на фиг.2 - продуктовый змеевик, на фиг.3 - расположение труб в секциях, где позициями 1-13 обозначены:The inventive utility model is illustrated using figures 1-3, which show: figure 1 is a longitudinal section of an oil heater, figure 2 is a food coil, figure 3 is the location of the pipes in sections, where positions 1-13 are indicated :

1 - продуктовый змеевик;1 - grocery coil;

2 - топочная камера;2 - combustion chamber;

3 - расширитель;3 - expander;

4 - дыхательный клапан;4 - breathing valve;

5 - штуцер для заливки теплоносителя;5 - fitting for filling the coolant;

6 - труба для отвода дымовых газов;6 - pipe for the removal of flue gases;

7 - горелочное устройство;7 - burner device;

8 - фланцы;8 - flanges;

9 - поперечные переточные трубы;9 - transverse transfer pipes;

10 - корпус блока нагрева;10 - the housing of the heating unit;

11 - ролики, установленные в корпусе блока нагрева;11 - rollers installed in the housing of the heating unit;

12 - выходной патрубок для нефти с фланцами;12 - outlet pipe for oil with flanges;

13 - входной патрубок для нефти с фланцами;13 - inlet pipe for oil with flanges;

Подогреватель нефти и нефтяной эмульсии выполнен в виде горизонтально расположенного корпуса 10, заполненного промежуточным теплоносителем. К верхней части корпуса приварен расширитель 3, снабженный штуцером для заливки теплоносителя 5 и дыхательным клапаном 4. Топочная камера 2 размещена в нижней части корпуса 10 и имеет U-образную форму. Для интенсификации теплообмена и увеличения поверхности нагрева в топочной камере 2 установлены поперечные переточные трубы 9. На одном из фланцев 8 топочной камеры 2 установлено горелочное устройство 7, а на другом - труба для отвода дымовых газов 6. Над топочной камерой 2 расположен продуктовый змеевик 1, который выполнен в виде пакета соединенных между собой секций, представляющих собой двухзаходные плоские спирали, позволяющие наиболее эффективно использовать полезный объем корпуса 10, The heater of oil and oil emulsion is made in the form of a horizontally located housing 10, filled with an intermediate coolant. An expander 3 is welded to the upper part of the casing, equipped with a fitting for filling the coolant 5 and a breathing valve 4. The combustion chamber 2 is located in the lower part of the casing 10 and has a U-shape. To intensify heat transfer and increase the heating surface, transverse transfer pipes 9 are installed in the combustion chamber 2. A burner device 7 is installed on one of the flanges 8 of the combustion chamber 2, and a pipe for removing flue gases 6. A food coil 1 is located above the combustion chamber 2, which is made in the form of a package of interconnected sections, which are two-way flat spirals that allow the most efficient use of the useful volume of the housing 10,

размещая в нем продуктовый змеевик 1 с наибольшей поверхностью теплообмена. Это позволяет изготавливать оптимально компактные подогреватели нефти и нефтяной эмульсии. Для интенсификации теплообмена, секции смещены относительно друг друга. Продуктовый змеевик 1 закреплен в трубных досках, имеет входной 13 и выходной 12 патрубки с фланцами 8, оснащен строповыми устройствами. К корпусу 10 топочная камера 2 и продуктовый змеевик 1 крепятся с помощью фланцев 8. По роликам 11, установленным в корпусе 10 блока нагрева, топочная камера 2 и продуктовый змеевик 1 свободно выкатываются, что делает подогреватели максимально доступными для осмотра и технического обслуживания.placing in it the food coil 1 with the largest heat transfer surface. This makes it possible to produce optimally compact heaters for oil and oil emulsion. To intensify heat transfer, the sections are offset relative to each other. Grocery coil 1 is fixed in the pipe boards, has an input 13 and output 12 nozzles with flanges 8, is equipped with sling devices. The furnace chamber 2 and the food coil 1 are attached to the housing 10 using flanges 8. On the rollers 11 installed in the housing 10 of the heating unit, the combustion chamber 2 and the food coil 1 freely roll out, which makes the heaters as accessible as possible for inspection and maintenance.

Подогреватель нефти и нефтяной эмульсии работает следующим образом.The oil heater and oil emulsion works as follows.

Нефть из промысловой сети через штуцер для заливки теплоносителя 5 поступает в продуктовый змеевик 1 подогревателя, нагревается от промежуточного теплоносителя, после чего выводится из подогревателя. Топливо сжигается в топочной камере 2 подогревателя, отдавая тепло промежуточному теплоносителю. Охлажденные продукты сгорания при помощи дымовой трубы 6 выводятся из топочной камеры 2 подогревателя в атмосферу. Блок нагрева предназначен для передачи тепла от продуктов сгорания нагреваемому продукту.Oil from the oilfield network through the fitting for filling the coolant 5 enters the food coil 1 of the heater, is heated from the intermediate coolant, and then is removed from the heater. Fuel is burned in the combustion chamber 2 of the heater, transferring heat to the intermediate coolant. Cooled combustion products by means of a chimney 6 are removed from the combustion chamber 2 of the heater to the atmosphere. The heating unit is designed to transfer heat from the combustion products to the heated product.

Пример.Example.

Описанный подогреватель нефти и нефтяной эмульсии является апробируемым устройством организации - заявителя, надежно зарекомендовавшим себя во время испытаний. Для интенсификации теплообмена секции змеевика смещены относительно друг друга, например, порядка 75 мм для труб диаметра 108 мм. Габаритные размеры подогревателя нефти и нефтяной эмульсии: длина - 10512 мм, ширина - 3764 мм, высота - 15040 мм. Вес изделия при данных габаритах может быть, например, 17470 кг.The described oil and oil emulsion heater is an approved device of the applicant organization, which has reliably established itself during the tests. To intensify heat transfer, the coil sections are offset relative to each other, for example, of the order of 75 mm for pipes with a diameter of 108 mm. Overall dimensions of the oil heater and oil emulsion: length - 10512 mm, width - 3764 mm, height - 15040 mm. The weight of the product with these dimensions can be, for example, 17470 kg.

Claims

1. A heater for oil and oil emulsion, characterized in that it has a horizontally elongated cylindrical body filled with an intermediate coolant, in the medium of which there is a U-shaped combustion chamber attached to the body with flanges, into which transverse transfer pipes are inserted, and located above it, at least one grocery tubular coil in the form of a series of sections offset from each other, a burner, a chimney and an expansion tank, while the grocery snake pipe the wicks are tightly laid in each section in the form of a two-way spiral in the form of a series of horizontally elongated parallel pipe sections in the direction of the heater length with bent pipe sections at the points of rotation and transition from level to level, and the distance between adjacent pipes is subject to the ratio:

h≈ (2,9 ÷ 3,1) · l,

where h is the distance between adjacent pipes at the point of greatest bending in the turning section, l is the distance between adjacent pipes of the food coil in a rectilinear, horizontally elongated section, and in the center of the food coil a pipe section is formed of two symmetric parts mirrored relative to each other, forming S -shaped curved cylindrical body.

2. The heater of oil and oil emulsion according to claim 1, characterized in that in each next row along the height of the product coil inside the pipe section are placed in the space above the gap formed between the pipes of the previous row.