SU1493856A1 - Испаритель криогенной жидкости - Google Patents

Abstract

Изобретение позвол ет повысить эффективность работы и надежность испарител . Раскрепленные в трубных досках теплообменные элементы выполнены из наружной трубы 6, внутренней трубы 7, снабженной с одной стороны заглушкой 13, расположенной между трубами гофрированной насадки 8 и дополнительной трубки 9, установленной в трубе 7. Нижние концы трубы 6 свободны, а верхн   трубна  доска выполнена в виде мембраны, что позвол ет сн ть т-ные деформации. Трубка 9 сообщена с полостью трубы 7 в верхней части, а полость трубы 6 - с входным патрубком дл  теплоносител . Заглушка 13 может быть выполнена с конусной направл ющей частью 14, а трубка 9 верхним торцом может упиратьс  в конусную часть 14 и имеет сливные окна 15, расположенные под торцами, что обеспечивает противоток в движении теплоносител  и рабочей среды и увеличивает т-ру криогенного газа на выходе. Теплова  эффектность испарител  повышаетс  за счет улучшени  контактного сопротивлени . 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

со со

00

СП

О)

сриг.г

Изобретение относитс  к устройствам дл  испарени  криогенной жидкости и может быть использовано преимущественно в технике низкотемпературного разделени  воздуха при газификации криогенных продуктов.

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности работы и надежности .

На фиг, 1 изображено устройство, общий вид, разрез; на фиг. 2 - узел верхней части теплообменного элемента .

Испаритель содержит корпус 1 с патрубком входным 2 дл  теплоносител  и вьЬсодньм 3 с входным коллектором 4 криогенной жидкости и выходным коллектором 5 паза. Внутри корпуса 1 вертикально расположен пучок теплообменных элементов, образованных из наружных труб 6, внутренних труб 7, между которыми расположены насадка 8, во внутреннюю : трубу 7 введена дополнительна  трубка 9. Верхн   трубна  доска 10 выполнена в виде мембраны 11 и в ней закреплены наружные трубы 6. Нижние торцы труб 6 свободны и полость заполненна  насадкой 8, сообщена с коллектором 4, Внутренние трубы 7 закреплены в нижней части на доске 12, а в верхней части заглушены пробками 13, выполненными с направл ющей конусной частью 14. Дополнительные трубки 9 центрированы в трубах 7 за счет фиксации верхних концов в направл ющую конусную част 14 пробок 13. Под верхними торцами трубок 9 вьшолнены сливные окна 15. В нижней части трубки 9 закреплены в доске 16.

Испаритель работает следующим образом.

Теплоноситель, например.гор ча  вода или пар, через патрубок 2 подаетс  снизу в дополнительные трубки 9 и через окна 15 поступает во внутреннюю трубу 7, сливаетс  сверху вниз и выводитс  из аппарата через патрубок 3,- размещенный в корпусе 1 между трубными досками 12 и 1бо В процессе нагрева труб 7 происходит их объемное расширение. После прогрева испарител  через входной коллектор 4 подаетс  криогенна  жидкость, котора  через свободные концы наружной трубы 6 поступает в насадку 8, испар етс  и вькодит из

0

5

0

5

0

5

0

5

коллектора 5„ В результате охлаждени  наружные трубы 6 сжимаютс , а внутренние трубы 7, нагрева сь, рас- шир ютс о Это обеспечивает в процессе эксплуатации испарител  за счет разности температур разных сред нат г между насадкой 8 и трубами 6 и 7.

Конструктивное вьтолнение испарител  позвол ет во врем  работы улучшить контактное сопротивление и повышает тепловую эффективность устройства при снижении трудоемкости изготовлени . Выполнение верхней трубной доски в виде мембраны позвол ет сн ть температурные деформации.

- В конструкции мембрана раздел ет жидкий и газообразньш криогенный продукт. Перепад даапений на ней равен гидравлическому сопротивлению насадки 8. А так как высота трубок в испарител х не превьппает 2-3 м, то и гидравлическое сопротивление в зависимости от режимных параметров незначительно, пор дка 0,01- 0,02 ат. Пoэтo fy в цел х экономии металла можно устанавливать мембранную перегородкус Кроме того, следу- т учитывать то, что насадка 8 рас- :положена между трубами 6 и 7, жестко закрепленными в трубных досках 10 и 12 соответственно. Трубна  доска 10 (мембрана) находитс  при температуре гор чего газа, например 70-90 К. Возникаю01ие температурные деформации создают сдвиговые напр жени  на насадку, могут изменить ее профиль и, в конечном счете, ухудшить теплообмен. Тонка  мембрана компенсирует сдвиговые деформации на насадкуо

Дополнительные трубки сообщаютс  с полостью внутренней трубы через сливные окна, расположенные под торцами . Это обеспечивает противоток в движении теплоносител  и рабочей среды и увеличение температуры криогенного газа на выходе при тех же энергетических затратах. При пр мотоке гор ча  вода или пар Т ::: 370 К омьгоает стенку с криогенным продуктом Т 70-90 К. Из-за большой разности температур стенки образуетс  парова  пленка, котора   вл етс  термическим сопротивлением и ухудшает теплоотдачу к криогенной жидкости , что в конечном итоге увеличивает длину теплообменного элемента, при

противотоке теплоноситель греет уже гор чий криогенный газ,

Дл  фиксации дополнительной трубки используетс  коническа  заглушка , это не  вл етс  дополнительным гидравлическим сопротивлением потоку теплоносител .

В устройстве при повышении давлени  на переходном режиме работы оттесненна  криогенна  жидкость попадает в межтрубное пространство с меньшим гидравлическим сопротивлением , а не на обогреваемую поверхность . В результате генераци  пара уменьшаетс , колебательный процесс в системе сглаж1шаетс о Снижаетс  трудоемкость изготовлени  теплооб- менных элементов, которые не требуют предварительного уплотнени  при сборке насадки с наружными внутренними трубами, нат г насадки с трубами обеспечиваетс  за счет физических свойств сжати  и расширени  материала при направленном действии процессов охлаждени  и нагрева труб. Снижаютс  габаритные размеры в результате интенсификации процессов теплообмена . Повьшение эксплуатационной надежности достигаетс  самокомпенсацией тепловых напр жений. Между

Claims (2)

1. корпусом и теплообменньми элементами нет жесткой св зи Формула изобретени 

   1о Испаритель криогенной жидкое ти, ВКЛЮЧЯЮЩ1Ш вертикальньй корпус с входным и выходным патрубкаг-ш и пучок раскрепленных в трубных досках теплообменных элементов, выпол-

   0 ценных из наружной трубы, внутренней трубы, снабженной с одной стороны заглушкой, расположенной между трубами Гофрированной насадки и дополнительной трубки, установленной

   5 по внутренней трубе, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности работы и надежности , нижние конщ, нар жной трубы свободны, а верхн   трубна  доска

   0 выполнена в виде мембраны, при этом дополнительна  трубка сообщена с полостью внутренней трубы в верхней части, а полость наружной трубы - с входным патрубком.

   5
2. 2. Испаритель .-поп. 1, о т л и- чающийс  тем, что заглушка внутренней трубы выполнена с конусной направл ющей частью, а дополнительна  трубка верхни торцом уплраO етс  в последнюю и снабжена сливными окнами, расположеннь  ш под торцами

   UJuz.