Вертикальный теплообменник

(11)Р 7 00 Р 28 Г 9 СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИКГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)ог) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНк авторско свидетельству Я(71) Богословский алюминиевый завод.(56) Авторское свидетельство СССР й 1178171, кпГ 280 7/00, 1984.(54) ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК (57) Использование: в глиноземном производСтве дпя регенеративного нагрева т:ырой автоклавной пулыты теплом вареной пульпы. Сущность изобретения: теппообменник содержит цилиндрический кожух 1 с пуком теппообменных труб, закрепленных в трубных решетках 11, 12 и разделенных обе 2чайкой 2 на две части - центральную 3 и периферийную 4. Между обечайкой 2 и нижней трубной решеткой 12 имеется зазор, обеспечивающий возможность циркуляции теппоносителя-с поворотом направления движения на 180, а наличие нижней переточной камеры 6 обеспечивает такую возможность для трубной среды Входная 5 и выходная 10 камерыдпя трубной среды выполнены цилиндрическими, причем выходная камера размещена внутри вхбдной ло оси трубного пучка, а входной патрубок 7 дпя теплоносителя установлен внутри камеры 10 и сообщен с полостью обечайки 2 через отверстие в решетке 11. Такое расположение конструктивных элементов теппообменника позволяет использовать без ущерба для греющих труб кипя-, щйй теплоноситель с абразивными свойствами, ка31792157 10 20 и теплоносителя. 30 40 45 разрез А-А на фиг. 1 50 Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в гли-. ноземном производстве для регенеративного нагрева сырой автоклавной пульпы теплом вареной пульпы.Известен кожухотрубный пульпо-пульповой теплообменник, содержащий кожух с установленной в нем обечайкой, в которой, в свою очередь, установлен пучок теплообменных труб, закрепленных в решетках верхнюю (переточную) и нижнюю растворные камеры, крышку, патрубки подвода и отвода нагреваемой среды и теплоносителя. Патрубки подвода и отвода теплоносителя.установлены внутри штуцеров кожуха и герметично стыкуются с обечайкой, Нижняя Растворная камера и обечайка делятся про.дольными перегородками на две части длясоздания двух ходов для нагреваемой среды Недостатком теплообменника является интенсивный износ греющих труб; поскольку патрубок подвода теплоносителя уста-. новлен перпендикулярно пучку греющих труб. Эрозионный износ труб еще более усиливается, если теплоносителем является кипящая автоклавная пульпа с температурой 225-230 С, Установка отбойника перед трубами лишь частично решает проблему, увеличивая продолжительность работы аппарата, но не исключая полностью износ труб, Все это усложняет конструкцию аппарата и снижает его надежность.Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение надежности аппарата.Указанная цель достигается тем, что входная и выходная камеры для трубной среды выполнены преимущественно цилиндрическими, причем выходная камера размещена внутри входной по оси трубного пучка, а входной патрубок для теплоносителя установлен внутри упомянутой выходной камеры и сообщен с полостью обечайки через отверстие в верхней трубной решетке,при этом обечайка расположена между трубами пучка, разделяя его на центральную и периферийную части.На фиг. 1 показан вертикальный теплообменник, продольный разрез; на фиг. 2 -Теплообменник состоит иэ цилиндрического кожуха 1, внутри которого установлен пучок теплообменных труб, разделенный обечайкой 2 на две части - центральнуючасть 3 и периферийную часть 4, входной и 55 переточной камер 5, 6 - для трубной среды, входного и выходного патрубков 7, 8 - для теплоносителя, патрубка подвода 9 и выходной камеры 10 - для трубной среды. Греющие пучки труб 3,4 завальцованы в трубные решетки 11, 12, при этом с верхней решеткой 11 состыкована обечайка 2. Кроме того, патрубок 7 и камера 10 снабжены штуцерами 13, 14 соответственно, а патрубок 7 снаружи. снабжен еще промежуточным фланцем 15, Разъемная стыковка камеры 10 с решеткой 11 осуществляется через герметичное уплотнение 16 .с исполвзованием эластичного материала, например, фотопла- .ста.Теплообменник работает Следующим образом,Нагреваемая среда - сырая автоклавная пульпа - через патрубок 9 поступает во входную камеру 5 и по трубам периферийной части 4 трубного пучка опускается в переточную камеру 6, где поворачивает на 180 и по центральной части 3 трубного пучка поднимается вверх в выходную камеру 10 и далее отводится наружу через штуцер 14. При этом происходит нагрев сырой пульпы теплом вареной пульпы, являющейся теплоносителем, поступающей в межтрубное пространство аппарата через штуцер 13 и входной патрубок 7. При движении внутри патрубка 7 вареная пульпа частично охлаждается, т.к. снаружи патрубка 7 движется протйвотоком сырая пульпа, имеющая более низкую температуру, Если теплоноситель поступает в аппарат кипящим, то за счет предварительного охлаждения кипение может быть прекращено (это зависит от длины патрубка 7 и камеры 10). Далее вареная пульпа поступает внутрь обечайки 2, в межтрубное пространство, параллельно греющим трубам центрального пучка 3, опускается вниз до решетки 12, выходит из обечайки 2, поворачивает на 180 и в межтрубном пространстве периферийного пучка 4 поднимается вверх до выходного патрубка 8, через который покидает аппарат, отдав свое тепло сырой пульпеТо обстоятельство, что теплоноситель, входя в контакт с пучком 3 "греющих" труб, скользит вдоль них, а не ударяется в их поверхность, значительно ослабляет эрозионное воздействие на трубы вареной пульпы, которая к тому же предварительно охладилась,.отдав частично свое тепло через поверхность входного патрубка 7.Разборка теплообменника для замены греющих труб производится слеДующим образом. Снимается штуцер 13, затем огневой резкой отделяется фланцем 15 от патрубка 7. Далее снимается камера 5.(острые кромки камеры 10 извлекаются из уплотнения 16, установленного в кольцевом пазу решетки 11). Огневой резкой греющие трубы пучков 3, 4 отделяются от решетки 11, затем снимается переточная камера 6 и трубы вместе с1792157 5 оставитель Г.Воронинехред М.Моргентал орректор Н.Король актор Т.Горячева каз Тираж Подписно НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина 101 решеткой 12 извлекаются снйзу из кожуха 1. При диаметре кожуха 1, равном 48 мм, поверхность нагрева составляет 27,5 м при длине греющих труб 7 м, диаметре их 57 мм и количестве 25 штук (из них 9 труб располагается внутри обечайки 2 и 16 труб - снаружи). Скорость сырой пульпы составит(при расходе 90 м/ч внутри пучка 3-1,4 м/с, внутри пучка 4-0,8 м/с, скорость вареной пульпы снаружи пучков 3,4-0,7 м/сек. и 0,6 м/с соответственно, что вполне приемлемо. При этом диаметр входного патрубка 7 может быть равен 159 мм, камеры 10-273 мм, а диаметр обечайки 2-300 - 320 мм.Предлагаемая конструкция теплообменника, являясь более простой по констФормула изобретенияВЕРТИКАЛЬНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК, содержащий цилиндрический кожух, .входную и выходную камеры для трубной среды с соответствующими патрубками, размещенные в кожухе пучок теплообменных труб, закрепленных в трубных решетках, и цилиндрическую ; обечайку, одним торцом закрепленнуюв трубной решетке, примыкающей к . упомянутым камерам, и установленную , относительно другой трубной решетки с , зазором, и входной и выходной патрубки для теплоносителя, первый из которукции по сравнениа с прототипом, имеет более высокую надежность, т.к. позволяет использовать без ущерба для греющих труб кипящий теплоноситель с высокой темпера турой, к тому же обладающий эбразйвнымисвойствами, каковым является, например, бокситовая пульпа. При этом возможен износ входного патрубка 7 для теплоносителя, но его замена осуществляется гораздо легче 10 и проще, чем замена греющих труб. Такимобразом, данный аппарат может найти широкое применение при работе теплотехнического оборудования в очень жестких условиях теплообменэ, например, при пуль по-пульповом теплообмене в сфере эвтоклавного выщелачивания боксита. рых ссобщен с полостью обечайки, отлич;.ющийся тем, что, с целью упроще ния конструкции и повышениянадежности, камеры для рубной среды выполнены преимуществе но цилиндрическими, причем выходн;.я камера размещена внутри входной по оси трубно- :5 го пучка, а входной патрубок длятеплоносителя установлен внутри упомянутой выходной камеры и сообщен с полостью обечайки чер,з отверстие в трубной решетке, при этом обечайкэ 30 расположена между труЗами пучка, разделяя его на централ.ную и периферийную части.