SU425412A3

SU425412A3 - HEAT EXCHANGER

Info

Publication number: SU425412A3
Application number: SU1680795A
Authority: SU
Priority date: 1970-07-09
Filing date: 1971-07-09
Publication date: 1974-04-25
Also published as: JPS5443217B1

Description

Изобретение относитс к технике сжижени газов и касаетс теплообменных устройств, осуществл ющих теплообмен между гомогенным вертикальным потоком двухфазной среды и по меньшей мере одной другой текучей средой, которые могут быть применены во многих област х техники.The invention relates to a technique for liquefying gases and relates to heat exchange devices that carry out heat exchange between a homogeneous vertical flow of a two-phase medium and at least one other fluid medium, which can be applied in many areas of technology.

При осуществлении теплообмена между текучей двухфазной средой и другими средами обычно используют теплообменник, выполненный в виде змеевиков, который устанавливают вертикально, и поток двухфазной среды циркулирует снизу вверх или сверху вниз. Конструкци такого теплообменника может быть следующа . Внутри кожуха, удлиненного в вертикальном направлении, установлены трубки-змеевики, оба конца которых соедин ютс соответственно с распределителем и коллектором дл другой текучей среды перед ее теплообменом с данной двухфазной средой. Эти трубки взаимно сообщаютс .When exchanging heat between a fluid two-phase medium and other media, a heat exchanger in the form of coils is usually used, which is installed vertically, and the flow of the two-phase medium circulates from bottom to top or from top to bottom. The design of such a heat exchanger may be as follows. Inside the casing, elongated in the vertical direction, coil pipes are installed, both ends of which are connected respectively to the distributor and the manifold for the other fluid before its heat exchange with this two-phase medium. These tubes are mutually interconnected.

Распределитель двухфазной среды содержит пластину с отверсти ми, установленную горизонтально внутри кожуха поверх трубокзмеевиков . Эта горизонтальна пластина делит пространство в кожухе на две части: на пространство возле этих змеевиков с образованием канала дл гомогенного потока двухфазной среды, циркулирующей сверху вниз в проходах между трубками-змеевиками, и наThe two-phase medium distributor comprises a plate with holes, mounted horizontally inside the casing over the drain pipe. This horizontal plate divides the space in the casing into two parts: into the space near these coils to form a channel for a homogeneous flow of a two-phase medium circulating from top to bottom in the aisles between the coil tubes, and

пространство по другую сторону от трубокзмеевиков с образованием вместе с пластиной сепаратора жидкой и газовой фаз двухфазной среды.the space on the other side of the pipe collectors with the formation of a two-phase medium with the separator plate of the liquid and gas phases.

Двухфазна среда, поступающа из другой части аппаратуры, к которой относитс теплообменник (обычно в виде порций жидкости, разделенных порци ми газа), вводитс в сепаратор и раздел етс на жидкую и газовуюA two-phase medium coming from another part of the apparatus, to which the heat exchanger belongs (usually in the form of portions of a liquid, separated by portions of gas), is introduced into the separator and is divided into liquid and gaseous

фракции. Однако получить сравнительно гомогенный поток двухфазной среды, т. е. двухфазную среду, дл которой жидка фаза равномерно распределена в газовой фазе или же наоборот, очень трудно, так как жидка фазаfractions. However, it is very difficult to obtain a relatively homogeneous flow of a two-phase medium, i.e. a two-phase medium for which the liquid phase is evenly distributed in the gas phase or vice versa, since the liquid phase

никогда не распредел етс равномерно на горизонтальной перфорированной пластине, установленной над или под трубками-змеевиками теплообменника. Такое гетерогенное распределение одной изIt is never evenly distributed on a horizontal perforated plate installed above or below the heat exchanger coil tubes. Such a heterogeneous distribution of one of

фаз двухфазной среды во второй фазе этой среды невыгодно дл правильной работы теплообменника рассматриваемого типа. Если, например, газова фаза сконцентрирована в какой-либо одной части теплообменника, аphases of a two-phase medium in the second phase of this medium is disadvantageous for the correct operation of the heat exchanger of the type considered. If, for example, the gas phase is concentrated in any one part of the heat exchanger, and

жидка фаза - в другой, то получают соответственно значительные измепени коэффициента теплообмена от одной части теплообмеппика к другой, т. е. нарушение теплового равновеси . Если фаза, циркулирующа вthe liquid phase is in the other, then correspondingly significant changes are made in the heat transfer coefficient from one part of the heat sensor to the other, i.e. the violation of thermal equilibrium. If the phase is circulating

трубках теплообменника, вл етс газо-паровой смесью чистых сконденсированных веществ , то на выходе теплообменника получают конденсированные фракции различных температур и состава.the tubes of the heat exchanger, is a gas-vapor mixture of pure condensed substances, then condensed fractions of different temperatures and composition are obtained at the exit of the heat exchanger.

Цель изобретени - разработка такого теплообменника , который бы позволил получить гомогенный вертикальный поток двухфазной среды.The purpose of the invention is the development of such a heat exchanger, which would allow to obtain a homogeneous vertical flow of a two-phase medium.

Дл этого распределитель-пластина содержит систему продольных трубопроводов, равномерно распределенных в пей, одна часть которых выходит поверх, а друга - снизу соответственно в сепараторе и каналах. Пластина содержит при необходимости систему каналов, равномерно распределенных в ней, благодар чему каналы и сепаратор соедин ютс .For this, the distributor plate contains a system of longitudinal pipelines evenly distributed in the pipe, one part of which goes on top and the other on the bottom, respectively, in the separator and channels. The plate contains, if necessary, a system of channels evenly distributed therein, whereby the channels and the separator are connected.

Предлагаемый теплообменник позвол ет получать вертикальный гомогенный поток двухфазной среды, как только жидка и газообразна фазы объедин ютс под названной пластиной в направлении циркул ции этого потока.The proposed heat exchanger allows to obtain a vertical homogeneous flow of a two-phase medium, as soon as the liquid and gaseous phases combine under the said plate in the direction of circulation of this flow.

Теплообменник работает стабильно. В случае восход щей циркул ции гомогенной двухфазной среды это обусловлено прежде всего возможностью саморегулировани устройства , что позвол ет временно облегчать мгновенные и слабые изменени уровн жидкой фазы в сепараторе. Однако это обусловлено также инерционностью данного устройства; она такова, что волны на поверхности жидкости в сепараторе не вли ют на распределение жидкости через пластину распределител и на нее.The heat exchanger is stable. In the case of an upward circulation of a homogeneous two-phase medium, this is primarily due to the possibility of self-regulation of the device, which makes it possible to temporarily alleviate the instantaneous and weak changes in the level of the liquid phase in the separator. However, this is also due to the inertia of this device; it is such that the waves on the surface of the liquid in the separator do not affect the distribution of the liquid through the distributor plate and on it.

Предлагаемый теплообменник работает с большой гибкостью, что позвол ет уменьшать значительные изменени во времени расхода двухфазной среды (например, когда устройство работает при 50% его номинального расхода ). Так, в случае восход щей циркул ции потока двухфазной среды, когда устройство работает при 70% его номинального расхода, жидка фаза никогда не поднимаетс в сепараторе до такой высоты, что скорость разделенной газообразной фазы становитс достаточно высокой дл того, чтобы непосредственно увлечь за собой жидкую фазу.The proposed heat exchanger works with great flexibility, which allows reducing significant changes in the flow time of the two-phase medium (for example, when the device is operating at 50% of its nominal flow). Thus, in the case of an upward circulation of a two-phase medium flow, when the device is operating at 70% of its nominal flow rate, the liquid phase never rises in the separator to such an extent that the velocity of the separated gaseous phase becomes high enough to entrain the liquid directly. phase.

В случае восход щей циркул ции потока двухфазной среды жидкость в сепараторе извлекаетс и получает скорость при слабой потере загрузки, и двухфазна среда может быть подведена снизу к пластине распределител с потерей загрузки, меньшей по сравнению с потерей, соответствующей проходу жидкости в трубопроводах распределител .In the case of an upward circulation of the two-phase fluid flow, the liquid in the separator is removed and gains speed with a slight loss of load, and the two-phase medium can be brought to the bottom of the distributor plate with a load loss less than the loss corresponding to the passage of the fluid in the distributor pipelines.

На фиг. 1 представлена внутренн часть (вертикальный разрез) предлагаемого теплообменника в работе; на фиг. 2 - то же, верхн часть (вертикальный разрез); на фиг. 3- часть распределител , образуема двум верхними и нижним венчиками и двум восход щими трубками; на фиг. 4 - часть распределител , образуема верхним и двум нижними венчиками, двум восход щими трубкамиFIG. 1 shows the internal part (vertical section) of the proposed heat exchanger in operation; in fig. 2 - the same, upper part (vertical section); in fig. 3- part of the distributor, formed by two upper and lower halos and two ascending tubes; in fig. 4 - part of the distributor formed by the upper and two lower rims, two ascending tubes

и трубкой, относ щейс к змеевиковой системе теплообменника.and a tube from the coil heat exchanger system.

Теплообменник обеспечивает теплообмен между гомогенной двухфазной текучей средой, циркулирующей снизу вверх и двум другими текучими средами, циркулирующими сверху вниз соответственно в двух системах трубок-змеевиков.The heat exchanger provides heat exchange between a homogeneous two-phase fluid circulating from bottom to top and two other fluids circulating from top to bottom, respectively, in the two systems of coil pipes.

Теплообменник содержит устройство дл 10 распределени двухфазной текучей, среды, цилиндрическую рубашку или кожух 1, удлиненный в вертикальном направлении, цилиндрическую трубу 2, установленную концентрично рубашке. На обоих концах теплообменника 15 установлены распределитель 3 и коллектор 4, каждый из которых снабжен трубной решеткой 5 и 6.The heat exchanger contains a device for distributing a two-phase fluid, a medium, a cylindrical jacket or casing 1, elongated in the vertical direction, a cylindrical pipe 2 mounted concentrically with the jacket. At both ends of the heat exchanger 15, a distributor 3 and a collector 4 are installed, each of which is provided with a tube sheet 5 and 6.

Одна система трубок 7 (на фиг. 1 и 2 показана только одна) в виде спирали охватывает 20 трубу 2. Кажда из трубок 7 герметично входит верхним концом в решетку 5, а нижним концом - в решетку 6. Трубки 7 соединены соответственно на каждом конце с распределителем 3 и коллектором 4. Дл сферы 8 и 9, 25 выполн юшие функцию коллектора и распределител , установлены на концах трубы 2, и их центры расположены на продольной оси рубашки или трубы.One system of tubes 7 (only one is shown in Figs. 1 and 2) in the form of a spiral covers 20 tube 2. Each of tubes 7 tightly enters the upper end into the grid 5, and the lower end into the grid 6. The tubes 7 are connected at each end respectively with distributor 3 and collector 4. The spheres 8 and 9, 25 perform the functions of a collector and distributor, are installed at the ends of pipe 2, and their centers are located on the longitudinal axis of the jacket or pipe.

Друга система трубок 10 (на фиг. 1 и 2 0 показана только одна) спирально охватывает трубу 2. Обе системы трубок 7 и 10 установлены вокруг трубы 2. Они имеют между собой различные проходы дл гомогенной текучей двухфазной среды, циркулирующей в теплооб5 меннике. Кажда трубка 10 верхним концом соединена со сферой 8, а нижним - со сферой 9. Герметичность теплообменника обеспечиваетс цилиндрическими кожухами 11 и 12, удлин ющими рубашку, диаметр которых 0 больше ее диаметра. Кожух 11 в верхней части теплообменника герметично соединен со сферой 8 и распределителем 3. Кожух 12 в нижней части теплообменника также соединен герметично со сферой 9 и коллектором 4. 5 Трубопроводы 13 и 14, установленные соответственно на нижнем и верхнем концах теплообменника , обеспечивают подачу и отвод двухфазной среды, а трубопроводы 15 и 16 соответственно - подачу и отвод среды, циркули0 рующей в первой системе трубок 7. Трубопроводы 17 и 18 служат соответственно дл подачи и отвода среды, циркулирующей во второй системе трубок 10.Another system of tubes 10 (only one is shown in Figs. 1 and 2 0) spirally encloses pipe 2. Both systems of pipes 7 and 10 are installed around pipe 2. They have different passages between them for a homogeneous, two-phase fluid circulating in a heat exchanger. Each tube 10 is connected to the upper end with the sphere 8, and the lower end to the sphere 9. The heat exchanger is sealed by cylindrical shells 11 and 12, extending the jacket, the diameter of which 0 is greater than its diameter. The casing 11 in the upper part of the heat exchanger is tightly connected to the sphere 8 and the distributor 3. The casing 12 in the lower part of the heat exchanger is also tightly connected to the sphere 9 and the collector 4. 5 Pipelines 13 and 14, installed respectively on the lower and upper ends of the heat exchanger, provide flow and discharge two-phase medium, and pipes 15 and 16, respectively, supply and discharge of the medium circulating in the first system of tubes 7. Pipelines 17 and 18 serve respectively to supply and discharge the medium circulating in the second system of tubes 10.

Распределитель двухфазной среды содер5 жит круговую распределительную пластину 19, установленную горизонтально рубашке от его поверхности до трубы 2. Пластина 19 делит пространство в рубашке, удлиненной кожухом 11, на верхнюю часть, образующую 0 канал 20 дл гомогенной двухфазной среды, вместе с трубками 7 и 10, и на нижнюю часть, образующую вместе с этой пластиной сепаратор , ограниченный кожухом 12.The two-phase medium distributor contains a circular distribution plate 19 mounted horizontally from the surface of the jacket to pipe 2. The plate 19 divides the space in the jacket extended by the casing 11 into the upper part forming the 0 channel 20 for the homogeneous two-phase medium, together with the tubes 7 and 10 , and on the lower part, forming together with this plate a separator, limited by the casing 12.

Многочисленные выход щие трубки 21 с шестигранным поперечным сечением (наNumerous outgoing tubes 21 with a hexagonal cross section (on

фиг. 1 и 3 показаны только две) равномерно распределены в пластине 19 и пересекают ее. Верхн и нижн части каждой трубки 21 вход т соответственно в сепаратор 22 и канал 20. Их нижние и верхние концы 23 в сепараторе 22 установлены соответственно в двух горизонтальных плоскост х. Верхн плоскость установлена несколько выше пластины 19, а нижн - ниже границы разделени жидкости и газа в сепараторе 22. Верхн часть каждой трубки 21 длиппее, чем ее нижн .FIG. 1 and 3 only two are shown) are evenly distributed in the plate 19 and intersect it. The upper and lower parts of each tube 21 enter, respectively, the separator 22 and the channel 20. Their lower and upper ends 23 in the separator 22 are installed in two horizontal planes, respectively. The upper plane is set somewhat higher than the plate 19, and the lower plane is below the boundary between the liquid and the gas in the separator 22. The upper part of each tube 21 is longer than its bottom.

Несколько граней в верхней части каждой шестигранной трубки 21 имеют вертикальные отверсти а, распределенные по высоте трубки 21 от нижнего копца до ее пересечени с горизонтальной плоскостью, наход щейс между границей раздела жидкости и газа и пластиной 19. Кажда трубка 21 закрыта на верхнем копце и имеет два боковых цилиндрических отверсти б.Several faces in the upper part of each hexagon tube 21 have vertical apertures a distributed across the height of the tube 21 from the lower bobbin to its intersection with the horizontal plane located between the liquid and gas interface and the plate 19. Each tube 21 is closed on the upper bobbin and has two lateral cylindrical holes b.

Распределительна пластина 19 закреплена вокруг трубы 2 посредством концентрических венчиков 24 с возрастающим диаметром. Венчики опираютс на радиальные элементы 25, жестко скрепленные с трубой 2. Кажда трубка 21 проходит через два коаксиальных щестигранных отверсти , выполпенпых соответственно в верхнем 26 и нижнем 27 крыле каждого венчика 24. Таким образом, трубки 21 фиксируютс в верхнем положении в сепараторе 22. Кажда трубка 7 или 10 соответственно от первого и второго пучка труб фиксируетс элементами 28 и 29 соответственно в верхнем 26 и нижнем 27 крыле.The distribution plate 19 is fastened around the pipe 2 by means of concentric rims 24 with increasing diameter. The corollas rest on the radial elements 25, rigidly fastened to the tube 2. Each tube 21 passes through two coaxial hexagonal holes, made respectively in the upper 26 and lower 27 wings of each rim 24. Thus, the tubes 21 are fixed in the upper position in the separator 22. Each tube 7 or 10, respectively, from the first and second tube bundles are fixed by elements 28 and 29, respectively, in the upper 26 and lower 27 wings.

Сепаратор 22 и рубашка 1, образующие канал 20, соедин ютс частично за счет проходов в пластине 19: проходом между трубой 2 и первым венчиком, проходом между венчиками 26, проходом между последним венчиком и рубашкой, проходом в элементах 28 и 29 и в отверсти х трубок 21. Полное сообщение обеспечиваетс каналами 30 и 31, равномерно распределенными в крыль х 27 и 26; системы коыльев 27 и 28 образуют распределительную пластину 19.The separator 22 and the jacket 1 forming the channel 20 are partially connected by passes in the plate 19: a passage between the tube 2 and the first rim, a passage between the rims 26, a passage between the last rim and the jacket, a passage in the elements 28 and 29 and in the holes tubes 21. Full communication is provided by channels 30 and 31 evenly distributed in wings 27 and 26; The coil systems 27 and 28 form a distribution plate 19.

В некоторых случа х в нижнем положении трубки 21, 7 и 10 фиксируютс нижними венчиками . Два венчика 32 охватывают одну и ту же группу трубок 21 и трубок 7 и 10. Эти по са фиксируютс между собой посредством заклепок (на чертеже не показаны). Система венчиков 32 оказывает слабое сопротивление прохолсдению всей среды вертикально от сепаратора 22 в канал 20.In some cases, in the lower position, the tubes 21, 7, and 10 are fixed with lower corollas. Two halos 32 enclose the same group of tubes 21 and tubes 7 and 10. These sa are fixed to each other by means of rivets (not shown in the drawing). The system of the rims 32 has a weak resistance to the cooling of the entire medium vertically from the separator 22 to the channel 20.

Трубки 21 установлены непроизвольно в своих гнездах, заданных соосными шестигранными отверсти ми, проход щими через крыль 26 и 27 каждого венчика 24. Ось, образуема центрами круглых отверстий б в каждой трубке 21, образует посто нный угол с лучом, перпендикул рным к оси трубы 2 и проход щим через центр одного из шестигранных отверстий . Таким образом, дл каждой группы трубок 21 каждый поток через одну из трубок распредел етс снаружи от этой последней в горизонтальном направлении; эти направлени дл данной группы трубок параллельны между собой (см. фиг. 4). 5 При работе устройства двухфазна среда по трубопроводу 13 поступает в сепаратор 22, поверх пластины 19, обычно в очень гетерогенном виде. Эта среда раздел етс на жидкую фазу и газовую с границей раздела в 10 области отверстий а трубок 21. Часть этих отверстий закрыта жидкостью.The tubes 21 are installed involuntarily in their sockets defined by coaxial hexagonal holes passing through the wings 26 and 27 of each rim 24. The axis formed by the centers of the circular holes b in each tube 21 forms a constant angle with the beam perpendicular to the axis of the pipe 2 and passing through the center of one of the hex holes. Thus, for each group of tubes 21, each flow through one of the tubes is distributed outside of the latter in the horizontal direction; these directions for this group of tubes are parallel to each other (see Fig. 4). 5 When the device operates, the two-phase medium through conduit 13 enters the separator 22, over the plate 19, usually in a very heterogeneous form. This medium is divided into a liquid phase and a gas phase with an interface in 10 areas of the openings a of the tubes 21. Some of these openings are covered with liquid.

При наличии в сепараторе 22 пекоторого давлени относительно остального теплообменника перва часть газовой фазы прохо5 дит в трубки 21 через отверсти а, закрытые жидкой фазой. Эта перва часть распредел етс по р ду вертикальных каналов в одном и том же направлении, равпомерно распределенных в пластине. Газ, проход по трубкам 0 21, перемешиваетс с частью жидкой фазы, образу некоторое количество каналов-струй жидкой фазы. Эти жидкие струи затем выбрасываютс и распредел ютс снаружи от каждой трубки 21 через отверсти б в горизоп5 тальном направлении. Часть жидкой фазы, котора прошла через газовые каналыструи поверх иластипы и выведена через трубки 21 в виде жидких струй, равпомерно распредел етс па пластине 19, образу жид0 кий слой, удерживаемый этой пластиной. Жидкие струи, объединенные в жидкой фазе, объедин ютс и образуют по меньшей мере первую часть вертикального восход щего гомогенпого потока двухфазной среды. Втора 5- часть газовой фазы распредел етс через каналы 30 и 31, пластину 19 и жидкий слой, и поднимаетс над последним. В результате прохода газовой фазы в этот жидкий слой образуетс втора часть гомогенного потока. 0 Оп циркулирует затем снизу вверх в рубашке и отдает свое тепло другим фазам, циркулирующим соответственно в системах трубок 7 и 10. После этого он отводитс по трубопроводу 14.If there is a certain pressure in the separator 22 relative to the rest of the heat exchanger, the first part of the gas phase passes into the tubes 21 through the apertures closed by the liquid phase. This first part is distributed over a number of vertical channels in the same direction, evenly distributed in the plate. The gas, passage through tubes 0-21, is mixed with a part of the liquid phase, forming a number of channels-jets of the liquid phase. These liquid streams are then ejected and distributed outside of each tube 21 through the openings b in the horizontal direction. The part of the liquid phase, which passed through the gas channels of the jet over the elastic and brought out through the tubes 21 in the form of liquid jets, is evenly distributed across the plate 19, forming a liquid layer held by this plate. Liquid jets combined in a liquid phase combine to form at least the first part of a vertical ascending homogenous stream of a two-phase medium. The second 5-part of the gas phase is distributed through the channels 30 and 31, the plate 19 and the liquid layer, and rises above the latter. As a result of the passage of the gas phase into this liquid layer, a second portion of the homogeneous flow is formed. 0 Op is then circulated from the bottom up in the jacket and gives off its heat to other phases circulating respectively in the systems of pipes 7 and 10. After that it is discharged through line 14.

5 Папример, теплообменник с поверхностью теплообмена 4160 м имеет длину 12, 10 м и цилиндрический кожух с внутренним диаметром 2,78 м. Оп содержит распределитель со следующими характеристиками: 0 внутренний диаметр рубашки 1-3,20 м;5 For example, a heat exchanger with a heat exchange surface of 4160 m has a length of 12, 10 m and a cylindrical housing with an internal diameter of 2.78 m. It contains a distributor with the following characteristics: 0 internal diameter of the jacket is 1-3.20 m;

высота между поверхностью разделени газа - жидкости и нижними крыль ми 27- 0,45 м;the height between the surface of the gas separation - the liquid and the lower wings 27 - 0.45 m;

внешний диаметр трубы 2-0,57 м; 5 общее число трубок 7 и 10 - 2310;external pipe diameter 2-0,57 m; 5 total number of tubes 7 and 10 - 2310;

общее число восход щих трубок 21-4620. Восход щие трубки имеют следующую характеристику:total number of ascending tubes 21-4620. Ascending tubes have the following characteristic:

шестигранное сечение между гран ми 14- 0 16 мм;hexagonal section between faces 14-0 16 mm;

длина 70 см;length 70 cm;

высота перфорированных участков 18,5 см; ширина прорези 1 мм.height of perforated sections 18.5 cm; slot width 1 mm.

Пластина 19 имеет следующие характеристики:Plate 19 has the following characteristics:

поверхность выхода (в зависимости от различных зазоров) - 260,5 см дл системы верхних 26 или нижних 27 крыльев и 39,5 см между последним венчиком и кожухом;exit surface (depending on different gaps) - 260.5 cm for the system of the upper 26 or lower 27 wings and 39.5 cm between the last rim and the casing;

перфорированна поверхность дл верхних крыльев 26 или нижних 27 - 1580 см.perforated surface for upper wings 26 or lower 27 - 1580 cm.

Теплообменник с такими характеристиками пригоден дл работы в устройстве дл сжижени природного газа. В этом случае природный газ охлаждают и сжижают при проходе сверху вниз через трубки 10, а сконденсированный газ охлаждают в результате прохождени вниз по трубкам 7. Газо-жидкостную смесь ввод т в сепаратор 22 теплообменника через трубопровод 13. Газо-жидкостна смесь, введенна в теплообменник рассмотренного типа со скоростью пор дка 324000 кг/час, содержит 29,4 вес. % пара, причем жидкость и газ имеют удельную массу соответственно 598 и 3,02 кг/м. При работе на 100% смесь проходит в трубках 21 в соотношении 71 л/мин газа и 1,38 л/мин жидкости. Высота перфорированного участка в контакте с газовой смесью составл ет 59 мм, потер загрузки одной трубки 21 или распределительного устройства составл ет 190 мм воды. Все отверсти а трубок 21 закрыты дл работы в размере между О и 50%.A heat exchanger with such characteristics is suitable for operation in a device for liquefying natural gas. In this case, natural gas is cooled and liquefied when passing downwards through tubes 10, and the condensed gas is cooled as a result of passing down tubes 7. The gas-liquid mixture is introduced into the separator 22 of the heat exchanger through the pipeline 13. The gas-liquid mixture introduced into the heat exchanger considered type with a speed of about 324000 kg / h, contains 29.4 weight. % of vapor, and the liquid and gas have a specific mass of 598 and 3.02 kg / m, respectively. When working at 100% of the mixture passes in the tubes 21 in the ratio of 71 l / min of gas and 1.38 l / min of liquid. The height of the perforated area in contact with the gas mixture is 59 mm, and the loss of loading of one tube 21 or distribution device is 190 mm of water. All openings in the tubes 21 are closed for operation in a size between 0% and 50%.

Теплообменник позвол ет получать гомогенный восход щий вертикальный поток двухфазной текучей среды и обеспечивает теплообмен между этим потоком, циркулирующим со стороны кожуха в пространстве между трубками теплообменника, и двум другими текучими средами, циркулирующими снизу вверх соответственно в двух системах трубок-змеевиков . Теплообменник представл ет собой, следовательно, распределитель двухфазной текучей среды.The heat exchanger produces a homogeneous upward vertical flow of a two-phase fluid and provides heat exchange between this flow circulating from the casing in the space between the heat exchanger tubes and two other fluids circulating from bottom to top, respectively, in two coil tube systems. The heat exchanger is therefore the distributor of the two-phase fluid.

Таким образом, предлагаемый теплообменник позвол ет получать гомогенный вертикальный поток двухфазной среды и может быть использован не только дл теплообмена между этим потоком и другими средами, но и дл получени гомогенной смеси газа и жидкости .Thus, the proposed heat exchanger allows to obtain a homogeneous vertical flow of a two-phase medium and can be used not only for heat exchange between this flow and other media, but also to obtain a homogeneous mixture of gas and liquid.

Предмет изобретени Subject invention

Claims

1. A heat exchanger consisting of a vertical casing with inlet and outlet connections.

inside of which, in the upper and lower parts, there are spreaders and manifolds interconnected by a tubular tube, a cylindrical tube mounted concentrically inside the casing, and a distributor plate mounted across the longitudinal axis of the casing and coming to its walls, characterized in that a homogeneous vertical flow of a two-phase medium; the distribution plate contains a system of longitudinal, uniformly distributed tubes and channels.

2. A heat exchanger according to claim 1, characterized in that the upper ends of the tubes are located in the transverse plane, and the upper parts have at least one side opening.

3. Heat exchanger on PP. 1 and 2, characterized in that the upper ends of the tubes are arranged in parallel transverse planes.

4. Heat exchanger on PP. 1 and 2, characterized in that the lower end of each tube is at least partially closed, and

The tansy part has at least one lateral opening.

5. Heat exchanger on PP. 1 and 2, characterized in that the upper part of each tube is longer than its lower part.

6. The heat exchanger on the PP. 1 and 2, characterized in that at the top of each tube near the plate there is at least one side opening.

7. A heat exchanger according to claim 1, characterized in that it contains another plate mounted inside the casing perpendicular to its longitudinal axis, located near the first distribution plate containing the system of longitudinal tubes of the first distribution plate passing across the second distribution plate, as well as others tubes connecting only the space enclosed between these plates with the upper part of the heat exchanger.

8. A heat exchanger according to claim 1, characterized in that the distribution plate is located in the lower part of the casing below the coil tubes, and is mounted horizontally.

9. A heat exchanger according to claim 1, characterized in that the distribution plate is located in the upper part of the casing, above the coil tubes, and is mounted horizontally.

15

v

/

-H - - ------ i