Теплообменник

ОПИСА ИЕ РЕТЕНИЯ 1.(56) Заявка ВеликобританииМ 1532673, кл. Е 28 Р 3/02, 1975,иогеннои установ- бретения Ююа г ианонд аю/юа а агсмеси Ьаажи кай Смес ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(57) Изобретение относится к ктехнике и может быть примененоках разделения воздуха. Цель из- повышение компактности и интенсификация теплообмена. Теплообменник состоит из корпуса 1 теплообменного пакета 2, выполненного в виде чередующихся каналов 3 кипения жидкой смеси и каналов 4 конденсации пара и охлаждения конденсатаПерегородка 5 делит полость кипения на 2 секции - верхнюю с циркуляционной системой и нижнюю - прямоточную, Жидкая смесь подается в полость кипения снизу вверх, В полость конденсации подается поток пара, Охлаждение происходит за счет частичного испарения жидкой смеси, 3 ил. Вьцаа пара снеси10 15 25 30 35 40 45 50 Изобретение относится к криогенной технике и может быть применено в установках разделения воздуха,Целью изобретения является повышение компактности теплообменника и интенсификации теплообмена. На фиг, 1 представлен теплообменник,продольный разрез; на фиг. 2 - схема цир куляционного контура верхней секции; на фиг. 3 - график изменения температур рабочих потоков по высоте теплообменника.Теплообменник содержит корпус 1, теплообменный пакет 2, каналы 3 кипения, каналы 4 конденсации, перегородку 5, верхнюю секцию 6, нижнюю секцию 7, гидроэатвор 8, пластины 9, бруски 10, выход 11, полость 12, вход 13, выход 14, вход 15, патрубки 16 и 17 входа и выхода; соединенные с каналами 4 конденсации,Внутри корпуса 1 расположен пластинчато-ребристый теплообменный пакет 2, выполненный в виде чередующихся каналов 3кипения жидкой смеси и каналов 4 конденсации пара и охлаждения конденсата. Каналы 3 кипения сообщаются входами И выходами с полостью 12, заключенной между корпусом 1 и пакетом 2, образуя в совокупности полость кипения теплообменника. Каналы 4 на выходе и входе обьединены соответствующими патрубками 16 и 17 и выведены эа корпус. Полость кипения разделена перегородкой 5 на две секции - верхнюю 6 с циркуляционной системой и нижнюю 7 прямоточную. Перегородка 5 состоит из двух частей: пластины 9 и бруска 10, Пластина 9 герметично связана с корпусом 1 и теплообменным пакетом 2 иустановлена в нижней части теплообменного пакета 2 под выходом 11 из каналов 3. Бруски 10 перекрывают каналы 3, разделяя рабочие потоки в нижней и верхней части пакета 2. Нижняя 7 и верхняя 6 секции сообщаются выходами 11 иэ каналов 3. Таким образом, нижняя 7 секция канала 3 имеет для рабочей среды вход 15 и выход 11, а верхняя 6 секция канала 3 имеет для рабочей среды вход 13 и выход 14, Для обеспечения затопления охлажденным конденсатом нижней секции аппарата применен гидроэатвор 8. Теплообменник работает следующим образом.В полость кипения снизу вверх подается жидкая смесь(например, азот- кислород).Температура смеси в процессе кипения по ходу потока меняется за счет частичного испарения низкокипящего компонента и .обогащения жидкости высококипящим компонентом. На входе 15 в нижнюю секцию 7 подаваемая в каналы смесь имеет температуру Твсм (см, фиг 3), равную температуре насыщения, соответствующей ее давлению и концентрации компонентов в ней на входе в аппарат. На выходе 11 иэ нижней секции 7 при частичном испарении эа счет тепла, отводимого от охлаждаемого конденсата, смесь обогащается высококипящим компонентом и температура ее становится несколько выше, т,е. ТсмТс, Далее парожидкостная многокомпонентная смесь поступает в полость 12. Пары. образовавшиеся в нижней секции, всплывают вверх над теплообменным пакетом 2 и отводятся из аппарата, а жидкость, поднятая из нижней секции 7, поступает на вход 13 для испарения в верхней секции каналов кипения, В верхней секции 6 полости кипения обеспечивается циркуляция кипящей жидкости, при этом подьемное движение жидкости осуществляется в каналах 3 кипения, а опускное - в полости 12 сосуда. Для обеспечения надежной работы испарительного циркуляционного контура весовое количество жидкости, поступающее в каналы кипения, должно в несколько раз превосходить весовое количество образующегося пара, т.е, кратность циркуляции (отношение количества входящей в каналы кипения жидкости к количеству образовавшегося пара) должно составлять не менее 5 - 10.Жидкая смесь из нижней секции, попадая в верхнюю циркуляционную полость, смешивается с циркулирующей жидкой смесью и поступает на вход 13 в каналы кипения с температурой Твх (фиг. 3). В кана,лах кипения смесь частично выкипает. Образовавшийся пар отводится из аппарата, а неиспарившаяся жидкость, обогащенная высококипящим компонентом, сливается в опускную систему (полость 12) с температурой ТвыхТвх.При обогащении жидкой смеси высоко- кипящим компонентом температура кипения ее увеличивается.Для обеспечения постоянства и возможности регулирования температуры кипения циркулирующей жидкой смеси. часть ее необходимо отводить из аппарата. Количество жидкой смеси, поступающей из нижней секции, равно суммарному количеству образовавшегося в верхней секции пара и отводимой обогащенной высококипящим компонентом жидкости.В полость конденсации подается поток пара, (например, аргона), который конденсируется в верхней секции аппарата, отдавая тепло конденсации циркулирующей жидкости в полости кипения. Далее образо1677478 ю Тдых Составитель Н.Алексеевадактор В,Трубченко Техред М.Моргентал Корректор Т,Палий Производственно-издательский комбинат "Пате город, ул.Гагарина, 101 Заказ 3104 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5