JPH11142072A - 堅型の熱交換器 - Google Patents
堅型の熱交換器Info
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- JPH11142072A JPH11142072A JP30533097A JP30533097A JPH11142072A JP H11142072 A JPH11142072 A JP H11142072A JP 30533097 A JP30533097 A JP 30533097A JP 30533097 A JP30533097 A JP 30533097A JP H11142072 A JPH11142072 A JP H11142072A
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- heat exchanger
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Landscapes
- Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課 題】熱負荷の変動に対応して伝熱管の有効伝熱面
積を変え、熱負荷が小さくなったときには、従来のよう
に冷却水量を下げないで、伝熱管の有効伝熱面積を小さ
くすることにより、冷却水の水温の上昇を防ぎ、スケー
ル層の増加による伝熱効率の低下及び伝熱管の応力応力
割れを防ぐことができる堅型の熱交換器を提供する。 【解決手段】縦向きの胴体13の下部に冷却水の導入口
17を、該導入口17より上向きに一定間隔で冷却水排
出口19a、19b、・・・19zをそれぞれ設け、冷
却水排出口に設けた電磁弁22a、22b、・・・22
zの開閉を制御装置によって制御し、熱負荷が小さくな
ったときにはその熱負荷に対応する電磁弁22nを開い
て冷却水を排出口19nより排出させ、伝熱管16の有
効伝熱面積を減少させる。
積を変え、熱負荷が小さくなったときには、従来のよう
に冷却水量を下げないで、伝熱管の有効伝熱面積を小さ
くすることにより、冷却水の水温の上昇を防ぎ、スケー
ル層の増加による伝熱効率の低下及び伝熱管の応力応力
割れを防ぐことができる堅型の熱交換器を提供する。 【解決手段】縦向きの胴体13の下部に冷却水の導入口
17を、該導入口17より上向きに一定間隔で冷却水排
出口19a、19b、・・・19zをそれぞれ設け、冷
却水排出口に設けた電磁弁22a、22b、・・・22
zの開閉を制御装置によって制御し、熱負荷が小さくな
ったときにはその熱負荷に対応する電磁弁22nを開い
て冷却水を排出口19nより排出させ、伝熱管16の有
効伝熱面積を減少させる。
Description
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、熱負荷の変動に対
応が可能な堅型の熱交換器に関する。
応が可能な堅型の熱交換器に関する。
【0002】
【従来技術】熱交換器は様々な分野で用いられ、その一
つにポリオレフィンの気相重合装置が例示される。こう
した装置では、重合熱を除去するために循環ガスライン
に熱交換器が設けられ、製造施設内で循環使用される冷
却水でプロセス流体の冷却が行われるようにしてある。
つにポリオレフィンの気相重合装置が例示される。こう
した装置では、重合熱を除去するために循環ガスライン
に熱交換器が設けられ、製造施設内で循環使用される冷
却水でプロセス流体の冷却が行われるようにしてある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】製造施設では、冷却水
に安価な工業用水が使用されることが多い。こうした水
は無機塩類を含み、無機塩類は熱交換器内の伝熱管に次
第に析出堆積してスケールを形成し、伝熱効率を低下さ
せる。伝熱管に形成されるスケール層は冷却水温が上が
るにつれ増加する。
に安価な工業用水が使用されることが多い。こうした水
は無機塩類を含み、無機塩類は熱交換器内の伝熱管に次
第に析出堆積してスケールを形成し、伝熱効率を低下さ
せる。伝熱管に形成されるスケール層は冷却水温が上が
るにつれ増加する。
【0004】熱交換器にはまた、伝熱管にステンレス材
が使用されることが多いが、こうした素材ではとくに塩
素イオン等を含む冷却水に60℃以上の冷却水を使用す
ると、応力腐食割れを発生し易くなる。そこで熱交換器
は一般に、冷却水の出口温度が50℃以下となるように
設計されているが、ポリオレフィン重合装置のように熱
負荷が大きく変動する装置に用いられる熱交換器の場
合、最大熱負荷に合わせて設計されているため、熱負荷
が低いと、冷却水量を下げざるを得なくなり、冷却水量
が下がると、冷却水温は最大、プロセス流体温度まで上
がるようになる。その結果、伝熱管に生成されるスケー
ル層が増加し、伝熱効率が低下すると共に、スケールが
付着した伝熱管は応力腐食割れが起き易い雰囲気に置か
れることゝなる。
が使用されることが多いが、こうした素材ではとくに塩
素イオン等を含む冷却水に60℃以上の冷却水を使用す
ると、応力腐食割れを発生し易くなる。そこで熱交換器
は一般に、冷却水の出口温度が50℃以下となるように
設計されているが、ポリオレフィン重合装置のように熱
負荷が大きく変動する装置に用いられる熱交換器の場
合、最大熱負荷に合わせて設計されているため、熱負荷
が低いと、冷却水量を下げざるを得なくなり、冷却水量
が下がると、冷却水温は最大、プロセス流体温度まで上
がるようになる。その結果、伝熱管に生成されるスケー
ル層が増加し、伝熱効率が低下すると共に、スケールが
付着した伝熱管は応力腐食割れが起き易い雰囲気に置か
れることゝなる。
【0005】本発明の第1の目的は、熱負荷の変動に対
応して伝熱管の有効伝熱面積を変え、これにより冷却水
温の上昇を防ぐことができる堅型の熱交換器を提供しよ
うとするものであり、第2の目的は、温度が高い上部へ
のスケール付着及び応力腐食割れを防止することができ
る堅型の熱交換器を提供しようとするものである。更に
第3の目的は、冷却水中に含まれるガスが熱交換器の上
部に溜まるのを防止できる熱交換器を提供しようとする
ものである。
応して伝熱管の有効伝熱面積を変え、これにより冷却水
温の上昇を防ぐことができる堅型の熱交換器を提供しよ
うとするものであり、第2の目的は、温度が高い上部へ
のスケール付着及び応力腐食割れを防止することができ
る堅型の熱交換器を提供しようとするものである。更に
第3の目的は、冷却水中に含まれるガスが熱交換器の上
部に溜まるのを防止できる熱交換器を提供しようとする
ものである。
【0006】
【課題の解決手段】第1の目的を達成するための発明
は、縦向きの胴体と、胴体内部に縦設され、被冷却流体
が通される多数の伝熱管と、胴体に設けられ、伝熱管に
通される被冷却流体の入口及び出口と、胴体下部に設け
られる冷却水の導入口と、胴体に上下方向に適当間隔で
設けられる複数の冷却水排出口と、各排出口にそれぞれ
設けられる止水弁とからなるもので、任意の排出口の止
水弁を開くと、導入口より導入された冷却水が任意の排
出口より排出され、止水弁を開いた箇所によって冷却水
と接触する伝熱管の有効伝熱面積が変えられる。
は、縦向きの胴体と、胴体内部に縦設され、被冷却流体
が通される多数の伝熱管と、胴体に設けられ、伝熱管に
通される被冷却流体の入口及び出口と、胴体下部に設け
られる冷却水の導入口と、胴体に上下方向に適当間隔で
設けられる複数の冷却水排出口と、各排出口にそれぞれ
設けられる止水弁とからなるもので、任意の排出口の止
水弁を開くと、導入口より導入された冷却水が任意の排
出口より排出され、止水弁を開いた箇所によって冷却水
と接触する伝熱管の有効伝熱面積が変えられる。
【0007】第2の目的を達成するための発明は、第1
の目的を達成するための上記発明において、胴体上部に
無機塩類を含まない水の導入口を設け、該導入口から無
機塩類を含まない水を導入することによって下部からの
冷却水の侵入を防ぎ、これにより温度が高い上部でのス
ケール付着及び応力腐食割れを防止しようとするもので
ある。
の目的を達成するための上記発明において、胴体上部に
無機塩類を含まない水の導入口を設け、該導入口から無
機塩類を含まない水を導入することによって下部からの
冷却水の侵入を防ぎ、これにより温度が高い上部でのス
ケール付着及び応力腐食割れを防止しようとするもので
ある。
【0008】第3の目的を達成するための発明は、上記
第1或いは第2の目的を達成するための発明において、
胴体上部にガス抜き口を設け、胴体上部に溜まるガスを
排出できるようにしたものである。上記各発明の代表的
な用途としては、ポリオレフィンの気相重合装置におい
て、重合熱を除去するための用途が挙げられるが、上記
各発明は、この用途に限定されたものではなく、他の用
途に使用可能である。したがって上記各発明における被
冷却流体は、気体、液体、粉粒体或いはこれらの混合流
体のいづれであってもよい。
第1或いは第2の目的を達成するための発明において、
胴体上部にガス抜き口を設け、胴体上部に溜まるガスを
排出できるようにしたものである。上記各発明の代表的
な用途としては、ポリオレフィンの気相重合装置におい
て、重合熱を除去するための用途が挙げられるが、上記
各発明は、この用途に限定されたものではなく、他の用
途に使用可能である。したがって上記各発明における被
冷却流体は、気体、液体、粉粒体或いはこれらの混合流
体のいづれであってもよい。
【0009】
【発明の実施の形態】図1は、気相重合装置1を含む循
環ガスライン2に熱交換器3を設けた例を示すもので、
熱交換器3で冷却されたオレフィン含有ガスがポンプ4
によって気相重合装置1に下部より供給され、別に供給
された触媒と共に流動しつゝ気相重合を行い、重合熱に
より温度上昇した未反応ガスが熱交換器3に送られるよ
うになっている。
環ガスライン2に熱交換器3を設けた例を示すもので、
熱交換器3で冷却されたオレフィン含有ガスがポンプ4
によって気相重合装置1に下部より供給され、別に供給
された触媒と共に流動しつゝ気相重合を行い、重合熱に
より温度上昇した未反応ガスが熱交換器3に送られるよ
うになっている。
【0010】図2は、熱交換器3の詳細を示すもので、
上端と下端にオレフィン含有ガスの入口11と出口12
を有する縦向きの胴体13と、上下端を管板14及び1
5にそれぞれ固着支持されて胴体内部に縦向きに並設さ
れ、オレフィン含有ガスが通される多数の伝熱管16
と、胴体下部に設けられる冷却水の導入口17と、胴体
上部に設けられるボイラー水、イオン交換水等の無機塩
類を含有しない水の導入口18と、導入口17と導入口
18との間において上下方向に一定間隔で胴体13に設
けられる冷却水排出口19a、19b、・・・19z
と、最上部の冷却水排出口19z上に設けられるガス抜
き口21と、各冷却水排出口19a、19b、・・・1
9zにそれぞれ設けられる止水弁としての電磁弁22
a、22b、・・22zと、ガス抜き口21に設けられ
る電磁弁23とよりなっており、これら各電磁弁22
a、22b、・・22z及び23は図示省略したコンピ
ュータよりなる制御装置によって制御されるようにして
ある。図中、25は邪魔板である。
上端と下端にオレフィン含有ガスの入口11と出口12
を有する縦向きの胴体13と、上下端を管板14及び1
5にそれぞれ固着支持されて胴体内部に縦向きに並設さ
れ、オレフィン含有ガスが通される多数の伝熱管16
と、胴体下部に設けられる冷却水の導入口17と、胴体
上部に設けられるボイラー水、イオン交換水等の無機塩
類を含有しない水の導入口18と、導入口17と導入口
18との間において上下方向に一定間隔で胴体13に設
けられる冷却水排出口19a、19b、・・・19z
と、最上部の冷却水排出口19z上に設けられるガス抜
き口21と、各冷却水排出口19a、19b、・・・1
9zにそれぞれ設けられる止水弁としての電磁弁22
a、22b、・・22zと、ガス抜き口21に設けられ
る電磁弁23とよりなっており、これら各電磁弁22
a、22b、・・22z及び23は図示省略したコンピ
ュータよりなる制御装置によって制御されるようにして
ある。図中、25は邪魔板である。
【0011】本発明によると、気相重合装置での熱負荷
が最大であるときには、これを検出したセンサー(図示
省略)からの出力信号により制御装置が最上部の電磁弁
22zに制御信号を出力し、該電磁弁22zのみを開
く。これにより導入口17より供給された冷却水が胴体
上部に達し、排出口19zより排出される。熱負荷が低
下すると、その熱負荷に対応する例えば電磁弁22nが
開き、冷却水の排出が排出口19nより行われる。これ
により伝熱管16の冷却水による有効伝熱面積が減少
し、冷却水温の上昇が必要以上に上がるのが防止され
る。熱負荷が最小になったときは、冷却水は排出口19
aより排出される。
が最大であるときには、これを検出したセンサー(図示
省略)からの出力信号により制御装置が最上部の電磁弁
22zに制御信号を出力し、該電磁弁22zのみを開
く。これにより導入口17より供給された冷却水が胴体
上部に達し、排出口19zより排出される。熱負荷が低
下すると、その熱負荷に対応する例えば電磁弁22nが
開き、冷却水の排出が排出口19nより行われる。これ
により伝熱管16の冷却水による有効伝熱面積が減少
し、冷却水温の上昇が必要以上に上がるのが防止され
る。熱負荷が最小になったときは、冷却水は排出口19
aより排出される。
【0012】冷却水供給中は常時、下部からの冷却水の
侵入を防ぎ、かつ温度が高い上部へのスケール付着及び
応力腐食割れを防ぐため、導入口18より無機塩類を含
まない水が供給される。また冷却水及び無機塩類を含ま
ない水に含まれるガスが浮上して胴体上部の管板14下
に溜まるのを防ぐため常時電磁弁23が開けられ、ガス
が導入口18より供給された水の一部と共に排出され
る。この無機塩類を含まない水は、導入口17から導入
される冷却水に対して1〜10%であることが好まし
い。また、この無機塩類を含まない水の供給温度は、導
入口17から導入される冷却水の温度と出口12のガス
温度の間にあるのが好ましく、ガス温度に近い方がスケ
ーリング防止効果が向上して好ましい。
侵入を防ぎ、かつ温度が高い上部へのスケール付着及び
応力腐食割れを防ぐため、導入口18より無機塩類を含
まない水が供給される。また冷却水及び無機塩類を含ま
ない水に含まれるガスが浮上して胴体上部の管板14下
に溜まるのを防ぐため常時電磁弁23が開けられ、ガス
が導入口18より供給された水の一部と共に排出され
る。この無機塩類を含まない水は、導入口17から導入
される冷却水に対して1〜10%であることが好まし
い。また、この無機塩類を含まない水の供給温度は、導
入口17から導入される冷却水の温度と出口12のガス
温度の間にあるのが好ましく、ガス温度に近い方がスケ
ーリング防止効果が向上して好ましい。
【0013】
【発明の効果】請求項1記載の発明によると、排出口を
選択することにより熱負荷の変動に対応して伝熱管の有
効伝熱面積を変えることができ、熱負荷が小さくなった
ときには、冷却水量を下げないで伝熱管の有効伝熱面積
を小さくすることにより対処できるため、従来のように
冷却水の水量を下げるのと比べ、熱交換器上部での冷却
水の水温の上昇を防ぐことができ、スケール層の増加に
よる伝熱効率の低下及び伝熱管の応力腐食割れを防ぐこ
とができる。
選択することにより熱負荷の変動に対応して伝熱管の有
効伝熱面積を変えることができ、熱負荷が小さくなった
ときには、冷却水量を下げないで伝熱管の有効伝熱面積
を小さくすることにより対処できるため、従来のように
冷却水の水量を下げるのと比べ、熱交換器上部での冷却
水の水温の上昇を防ぐことができ、スケール層の増加に
よる伝熱効率の低下及び伝熱管の応力腐食割れを防ぐこ
とができる。
【0014】請求項2記載の発明によると、上部から無
機塩類を含まない水を導入して下部からの冷却水の侵入
を防ぐことにより温度が高い上部でのスケール付着及び
応力腐食割れを防ぐことができる。請求項3記載の発明
によると、上部に溜まったガスが逐次排出されるように
なる。
機塩類を含まない水を導入して下部からの冷却水の侵入
を防ぐことにより温度が高い上部でのスケール付着及び
応力腐食割れを防ぐことができる。請求項3記載の発明
によると、上部に溜まったガスが逐次排出されるように
なる。
【図1】気相重合装置を含む循環ガスラインを示す図。
【図2】本発明に係わる熱交換器の断面図。
1・・気相重合装置 2・・循環ガスライン 3・・熱交換器 4・・ポンプ 11・・入口 12・・出口 13・・胴体 14、15・・管板 16・・伝熱管 17、18・・導入口 19a、19b・・・19z・・冷却水排出口 21・・ガス抜き口 22a、22b・・・22z、23・・電磁弁 25・・邪魔板
Claims (3)
- 【請求項1】縦向きの胴体と、胴体内部に縦設され、被
冷却流体が通される多数の伝熱管と、胴体に設けられ、
伝熱管に通される被冷却流体の入口及び出口と、胴体下
部に設けられる冷却水の導入口と、胴体に上下方向に適
当間隔で設けられる複数の冷却水排出口と、各排出口に
それぞれ設けられる止水弁とからなる堅型の熱交換器。 - 【請求項2】胴体上部に無機塩類を含まない水の導入口
を設け、該導入口から無機塩類を含まない水を導入する
ことによって下部からの冷却水の侵入を防ぐ請求項1記
載の堅型の熱交換器。 - 【請求項3】胴体上部にガス抜き口を設け、胴体上部に
溜まるガスを排出できるようにした請求項1又は2のい
づれかの請求項に記載の堅型の熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30533097A JPH11142072A (ja) | 1997-11-07 | 1997-11-07 | 堅型の熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30533097A JPH11142072A (ja) | 1997-11-07 | 1997-11-07 | 堅型の熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11142072A true JPH11142072A (ja) | 1999-05-28 |
Family
ID=17943825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30533097A Pending JPH11142072A (ja) | 1997-11-07 | 1997-11-07 | 堅型の熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11142072A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002340487A (ja) * | 2001-05-18 | 2002-11-27 | Noritake Co Ltd | 循環式熱交換方法及び熱交換装置 |
| JP2012503169A (ja) * | 2008-09-23 | 2012-02-02 | アルストーム・テクノロジー・リミテッド | 広範な性能範囲を制御する多管式熱交換器 |
| CN104048529A (zh) * | 2014-06-24 | 2014-09-17 | 中北大学 | 可变面积的管式换热器 |
| CN105466272A (zh) * | 2015-12-15 | 2016-04-06 | 安徽晋煤中能化工股份有限公司 | 一种调整冷却器面积的方法 |
-
1997
- 1997-11-07 JP JP30533097A patent/JPH11142072A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002340487A (ja) * | 2001-05-18 | 2002-11-27 | Noritake Co Ltd | 循環式熱交換方法及び熱交換装置 |
| JP2012503169A (ja) * | 2008-09-23 | 2012-02-02 | アルストーム・テクノロジー・リミテッド | 広範な性能範囲を制御する多管式熱交換器 |
| CN104048529A (zh) * | 2014-06-24 | 2014-09-17 | 中北大学 | 可变面积的管式换热器 |
| CN104048529B (zh) * | 2014-06-24 | 2016-01-06 | 中北大学 | 可变面积的管式换热器 |
| CN105466272A (zh) * | 2015-12-15 | 2016-04-06 | 安徽晋煤中能化工股份有限公司 | 一种调整冷却器面积的方法 |
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