Теплообменник-утилизатор

(71) Киевский политехнический институт им.50-летия Великой Октябрьской социалистической револ(оции и Предприятие "Интенсив-Т"(72) В.М.Подгорецкий и И.Л.Шилович (73) Территориально-межхозяйственное обьединение предприятия "Интенсив-Т" (56) Авторское свидетельство СССР М 1553816, кл. Р 28 О 15/02, опублик. 1990.Авторское свидетельство СССР Ит 1539490, кл. Р 28 О 15/02, опублик. 1990,(54) ТЕПЛООБМЕ (57) Испол ьзовани ва вязких продук ния: над конде дополнительный ний частично зап полостью паровог ют паровую 2 и ко Трубы снабжены ем кольцевых кана ны с распределит нагреваемого вяз ННИК-УТИЛИЗА е: в установках дл тов. Сущность нсатором 1 ус конденсатор 15 олнен газом и с о канала. Трубы нденсационную рубашками с об лов 6. Последни ельными камера кого продукта, 1 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССРИзобретение относится к теплообменной технике и может быть использовано в энергетических, технологических и других установках для нагрева вязких продуктов.Прямое назначение данного аппарата - подогрев сырья и воздуха за счет утилизации тепла сажегазовой смеси в технологическом процессе получения технического углерода.Известны теплообменники - утилизаторы в виде змеевиковых поверхностей. Эти теплообменники, работая в условиях высоких плотностей тепловых потоков, обладаютвысокой температурной неравномерностью по образующей трубы, что приводит к локальным перегревам и коксованию поверхности нагрева. Наличие остатков сырья в змеевиках в период разогрева печи, а такжепри аварийном отключении сырьевых насосов также приводит к коксованию поверхности, что ведет к их демонтажу,Ближайшим к изобретению является теплообменник с промежуточным теплоносителем.Данный теплообменник содержит конденсатор,включающий в себя конденсатори испаритель с трубными решетками и трубами, заключенными в них, устройство длясбора и отвода конденсата в виде лотка иопускной трубы, а также распределительные камеры нагреваемого продукта,Однако применение данного теплообменника для охлаждениясажегазовой смеси и подогрева сырья невозможно, т.к. в период разогрева печи подача сырья отсутствует, следовательно и теплосьем с конденсаторной части теплообменника, чтоприведет к повышению давления и разрыву оболочки теплообменника. Кроме того, в данном теплообменнике не эффективен процесс нагрева сырья в трубном пучке изза высокой вязкости продукта. Вышеуказанное приведет к низкой производительности,Целью изобретения является повышение производительности и расширение функциональных возможностей.Это достигается тем, что в теплообменник-утилизатор введен дополнительный 5 1020 253040 45 конденсатор, выполненный в виде пакета 50воздухоохлаждаемых труб, соединенных спаровым коллектором основного конденсаторэ, который содержит паровую и конденсатную камеры, соединенные между собой пучком труб с внутренней конденсацией пара и образующими между собой кольцевой канал для вязкого продукта, а в трубных решетках выполнены патрубок подачи параиз коллектора в паровую камеру и патрубокотвода конденсата на лоток,На чертеже изображен теплообменникутилизатор,Теплообменник-утилизатор состоит из основного конденсатора 1, выполненного в виде двух камер: паровой 2 и конденсатной 3 между которыми в трубных решетках закреплены трубы с внутренней 4 и наружной 5 конденсацией пара, образующими между собой кольцевой канал 6 для организации движения вязкого продукта, К основному конденсатору подключена испарительная зона 7 внутри которой расположена опускная труба 8 возврата конденсата в испарительную зону. В трубных решетках основного конденсатора расположены патрубок 9 подачи пара из коллектора в паровую камеру и патрубок 10 отвода конденсата на лоток 11. На входе основного конденсата 1 расположены распределительные камеры нагреваемого продукта 12 и 13. Паровой коллектор 14 основного конденсатора 1 соединен с дополнительным конденсатором 15, который выполнен в виде пакета вохдухоохлакдаемых труб 16,Устройство работает следующим образом.Тепловой поток от сажегазовой смеси воспринимается испарительной зоной 7, в которой происходит испарение промежуточного теплоносителя, Пары промышленного теплоносителя через патрубки 9 поступают в паровую камеру 2, а также в полости коллектора 14 и воздухоохлаждаемых труб 16. Из паровой камеры 7 пары теплоносителя поступают в трубу 4 где конденсируются и под действием динамического напора вновь поступающего пара, конденсат стекает в конденсатную камеру 3, из которой через патрубки 10, конденсат собирается на лоток 11, Пары промежуточного теплоносителя в полости коллектора 14 конденсируются на наружной поверхности труб 5, которые совместно с трубами 4 образуют кольцевой канал 6, по которому протекает вязкий продукт. Образующийся конденсат также стекает в лоток 11, и далее по опускной трубе 8 поступает в испарительную зону 7 теплообменника.Трубный пучок 16, заполнен неконденсирующимся инертным газом и выполняет функции термостабилизатора, Так в режиме разогрева печи, когда подачи сырья нет и конденсация паров в трубах 4, 5 не проходит, за счет увеличения давления паров промышленного теплоносителя инертный газ в трубной пучке 16 сжимается,при этом подключает поверхность теплообменэ 16, которая омывается воздухом поступающего на горение в печь, При этом величина поверхности. дополнительного конденсатора 15 и1792516 Составитель В.ПодгорецкийРедактор В.Павлова Техред М.Моргентал Корректор- О. Густи Заказ 174 Тираж Подписное ЙНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, )К, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 объема газа выбираются из условия непревышения температуры насыщения промышленного теплоносителя температуракоксования сырья, Аналогично теплообменник работает и в аварийном режиме. 5При нормальном режиме работы печи,основной конденсатор 1 осуществляет нагрев сырья и работает в режиме конденсации паров промышленного теплоносителя,а дополнительный 15, блокирован конденсирующимися газами и работает в конвертивном режиме, осуществляя нагревдутьевого воздуха,В предлагаемом теплообменнике-утилизаторе повышается производительностьв 1,5-2 раза за счет развития поверхности, атакже за счет организованного движенияпотоков пара и жидкости. 20Функциональные возможности теплообменника расширяются эа счет применения двух независимых по охлаждающей среде конденсаторов, что позволяет применять их в условиях нестандартной подачи в 25 конденсатор одной из охлаждающих сред, например в установках для получения технического углерода. Формула изобретения Теплообменник-утилизатор, соединяющий соединенные между собой посредством опускной трубы испаритель и конденсатор с установленными в них в трубных решетках теплообменными трубами, при этом в конденсаторе расположен паровой канал, устройство для сбора и отвода конденсата в виде лотка и распределительные камеры нагреваемого продукта, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности и расширения функциональиых возможностей, в конденсаторе расположены паровая и конденсационная камеры, соединенные между собой упомянутыми теплообменными трубами, снабженными рубашками с образованием кольцевых каналов, сообщенных с распределительными камерами нагреваемого продукта, при этом в трубной решетке конденсатора установлены патрубки подачи пара из парового канала в паровую камеру и конденсата - из конденсационной камеры на лоток, причем над конденсатором установлен дополнительный конденсатор, сообщающийся с паровым каналом и выполненный в виде пакета воздухоохлаждаемых труб.