CS266907B1

CS266907B1 - Circulation circuit with angled pipe exchanger

Info

Publication number: CS266907B1
Application number: CS874504A
Authority: CS
Inventors: Svatopluk Ing Bohata
Original assignee: Bohata Svatopluk
Priority date: 1987-06-18
Filing date: 1987-06-18
Publication date: 1990-01-12
Also published as: CS450487A1

Abstract

Řešení se týká zlepšení cirkulačního okruhu se šikmo uloženým výměníkem tepla. Podstata řešení spočívá v tom, že v cirkulačním okruhu vložený trubkový výměník má alespoň v jednom ze svých sběrných vík na koncích svazku trubek výměníku mezi výstup ze svazku trubek a výstupní otvor ze sběrného víka vloženu alespoň jednu přepážku, jejíž obrysnice u výstupu ze svazku trubek výměníku je vodorovná.The solution relates to an improvement of a circulation circuit with an obliquely placed heat exchanger. The essence of the solution lies in the fact that a tubular exchanger inserted in the circulation circuit has at least one partition inserted in at least one of its collection covers at the ends of the exchanger tube bundle between the outlet from the tube bundle and the outlet opening from the collection cover, the outline of which at the outlet from the exchanger tube bundle is horizontal.

Description

Vynález se týká cirkulačního okruhu se šikmo uloženým výměníkem tepla.The invention relates to a circulation circuit with an inclined heat exchanger.

U chemických zařízení se pro ohřev zpracovávaných kapalin používá nezřídka trubkových výměníků tepla, zabudovaných do cirkulačních okruhů. Výměníky přitom mohou být situované svisle, vodorovně, nebo šikmo. Stává se také, že výměník u chemického aparátu je použit současně tak, že zajišťuje nejen předávání tepla do zpracovávané kapaliny, ale současně zajišťuje její pohyb v cirkulačním okruhu aparátu. To může bez dalšího pomocného zařízení zajistit úspěšně trubkový výměník, který je situován svisle. U vodorovně situovaného výměníku se potřebná motorická síla pro samočinný pohyb — cirkulaci kapaliny nezíská. Šikmo umístěný výměník se v tomto směru chová jako svisle umístěný — zkrácený. Navíc může u šikmo situovaného výměníku nastat případ, že ohřívaná kapalina začne cirkulovat pouze převážně uvnitř výměníku, v jeho horní části trubkového svazku směrem vzhůru a jeho spodní částí — směrem dolů přes prostory pod sběrnými víky. Cirkulačním okruhem pak neproudí žádná kapalina, takže nedochází k promíchávání v aparátu, což může přinášet vážné technologické potíže. Tato situace bývá způsobena také tím, že přívod topného média je v horní části výměníku a odvod v jeho dolní části. To je obvyklé uspořádání proto, že takto může samovolně odtékat kondenzát. Tím se stává, že horní část trubkovnice výměníku je ohřívána intenzivněji než spodní a v horní části následkem toho vzniká větší motorická síla pro pohyb kapaliny než ve spodní. Dále se může stát, že hydraulické odpory v cirkulačním potrubí a vařáku natolik stoupnou, že se stane výhodnější cirkulační cestou kapaliny uváděné do pohybu v horní části trubkového svazku výměníku část spodní. V takovém případě by bylo nutno podle dosavadní praxe značně zvětšit průměry cirkulačního potrubí, aby jeho hydraulické odpory klesly. To ovšem může být i dosti nákladné, zvláště má-li být takováto úprava prováděna dodatečně na již hotovém výrobním zařízení. Navíc nemusí být dostačující bez případné úpravy vařáku.In chemical plants, tubular heat exchangers built into circulation circuits are often used to heat the treated liquids. The exchangers can be situated vertically, horizontally or at an angle. It also happens that the exchanger of a chemical apparatus is used simultaneously so as not only to provide heat transfer to the liquid to be treated, but also to ensure its movement in the circulation circuit of the apparatus. This can successfully provide the tube heat exchanger, which is situated vertically, without additional auxiliary equipment. With a horizontal heat exchanger, the necessary motor force for automatic movement - fluid circulation is not obtained. The inclined exchanger behaves in this direction as vertically positioned - shortened. In addition, in an inclined exchanger, it may be the case that the heated liquid starts to circulate only predominantly inside the exchanger, in its upper part of the tube bundle upwards and its lower part - downwards through the spaces under the collecting lids. There is no liquid flowing through the circulation circuit, so there is no mixing in the apparatus, which can cause serious technological problems. This situation is also caused by the inlet of the heating medium in the upper part of the exchanger and the outlet in its lower part. This is the usual arrangement because in this way the condensate can drain spontaneously. As a result, the upper part of the exchanger tube plate is heated more intensively than the lower one and consequently a higher motor force for the movement of the liquid is generated in the upper part than in the lower one. Furthermore, it may happen that the hydraulic resistances in the circulation pipe and the digester increase to such an extent that the lower part of the exchanger tube becomes circulating more advantageously through the circulation path of the fluid. In this case, it would be necessary to considerably increase the diameters of the circulation pipe in order to reduce its hydraulic resistance. However, this can be quite expensive, especially if such a treatment is to be carried out subsequently on an already completed production plant. In addition, it may not be sufficient without any reboiler modification.

Podstatně výhodnější řešení nabízí cirkulační okruh podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v.tom, že v cirkulačním okruhu vložený trubkový, výměník má alespoň v jednom ze svýchA substantially more advantageous solution is provided by the circulation circuit according to the invention. Its essence consists in the fact that the tubular heat exchanger is inserted in at least one of its heat exchangers

PŘEDMĚTSUBJECT

Cirkulační okruh se šikmo uloženým trubkovým výměníkem vyznačený tím, že v cirkulačním okruhu vložený trubkový výměník má alespoň v jednom ze svých sběrných vík (3) na koncích svazku trubek (13) výměníku, mezi výCS 266 907 Bl sběrných vík na koncích trubkového svazku výměníku, mezi výstup z trubkového svazku a výstupní otvor ze sběrného víka vloženu alespoň jednu přepážku, jejíž obrysnice u výstupu z trubkového svazku výměníku je vodorovná.Circulating circuit with an inclined tube heat exchanger characterized in that the tube exchanger inserted in the circulation circuit has at least one of its collector caps (3) at the ends of the exchanger tube bundle (13), between the collector caps at the ends of the exchanger tube bundle. at least one partition between the outlet of the tube bundle and the outlet opening from the collector lid, whose contour at the outlet of the exchanger tube bundle is horizontal.

Oproti stávajícímu známému stavu zabezpečuje nové řešení bezpečnou funkcí cirkulačního okruhu i při zvýšených hydraulických odporech, případně umožňuje zmenšení průměrů cirkulačního potrubí.Compared to the current known state, the new solution ensures a safe function of the circulation circuit even at increased hydraulic resistances, or allows the diameter of the circulation pipe to be reduced.

Příkladné uspořádání cirkulačního okruhu se šikmo situovaným výměníkem a s úpravou zabraňující vnitřní cirkulaci ve výměníku a tím i zlepšenou výměnou tepla je na přiloženém obrázku.An exemplary arrangement of the circulation circuit with an inclined heat exchanger and a treatment preventing internal circulation in the heat exchanger and thus improved heat exchange is shown in the attached figure.

Zde je šikmo situovaný výměník se svazkem trubek 13 a sběrnými víky 3 zaústěn z horního víka do boční stěny vařáku 2 kolony. Do dna vařáku 2 kolony je zaústěno cirkulační potrubí 4 od spodního sběrného víka 3 výměníku. Ve spodním sběrném víku 3 je vložena plechová přepážka 6 tak, aby její obrysnice u střední části výstupu ze svazku trubek 13 byla vodorovně a protilehlá obrysnice přepážky 6 tak, aby protínala střed výstupního hrdla sběrného víka 3 výměníku. Přitom tvar přepážky 6 — její obrys sleduje jednak v přiloženém místě tvar výstupu svazku trubek 13 a jednak tvar sběrného víka 3.Here, the inclined heat exchanger with the bundle of tubes 13 and the collecting lids 3 extends from the upper lid to the side wall of the column 2 boiler. In the bottom of the column boiler 2 there is a circulation pipe 4 from the lower collector cover 3 of the exchanger. A metal baffle 6 is inserted in the lower header 3 so that its contour at the central portion of the tube bundle outlet 13 is horizontal and the counter contour of the baffle 6 so as to intersect the center of the outlet neck of the exchanger header 3. At the same time, the shape of the partition 6 - its contour follows the shape of the outlet of the tube bundle 13 and the shape of the collecting cap 3 at the applied point.

Činnost je následující: Pokud vzniknou následkem intenzivnějšího ohřevu horní části svazku trubek 13 výměníku větší motorické síly pohonu kapaliny v této části a současně budou hydraulické odpory v cirkulačním potrubí 4 tak velké, že by samovolně vznikla vnitřní cirkulace ve výměníku, vložená přepážka 6 jí zabrání tím, že přes prostor uvnitř sběrného víka 3 obě části od sebe oddělí. Obě motorické síly v obou částech výměníku jsou tak usměrněny i když nejsou stejně velké, směrem vzhůru, takže chladnější kapalina může do obou částí svazku trubek 13 přicházet pouze z cirkulačního potrubí 4.The operation is as follows: If, as a result of increased heating of the upper part of the exchanger tube bundle 13, a greater motor force of the fluid drive in this part is generated and at the same time the hydraulic resistances in the circulation pipe 4 are so large that spontaneous internal circulation in the exchanger 3, that the two parts are separated from one another via the space inside the collecting lid 3. The two motor forces in both parts of the exchanger are thus rectified, even if they are not equally large, so that the colder liquid can only enter both parts of the tube bundle 13 from the circulation pipe 4.

Je zřejmé, že místo jedné přepážky, jak je znázorněno a popsáno, může být nejen jen ve spodním sběrném víku, ale i v horním víku přepážek několik, které budou jemněji dělit prostory mezi výstupy ze svazku trubek a výstupními otvory ze sběrných vík, takže se popsaný účinek ještě zvýrazní.Obviously, instead of one partition, as shown and described, there may be not only in the lower collecting lid but also in the upper lid of the bulkheads that will more subtly divide the spaces between the tube bundle outlets and the collector lid outlets, the effect described will be highlighted.

Claims

a step from the tube bundle (13) and an outlet opening from the header (3) are inserted with at least one partition (6), the contour of which at the outlet from the tube bundle (13) is horizontal.