Кожухотрубный теплообменник

 

КОЖУХОТРУБНЬГЙ ТЕПЛО ОБМЕННИК, содержащий кожух с трубами внутри, установленными в отверстиях трубных досок, одна из которых выполнена из эквидистантно расположенных решеток , образующих коллекторную камеру, при этом трубы в отверстиях одной из решеток установлены с зазором, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности при повышении температуры рабочей среды и подачи нейтрального агента в межтрубное пространство, трубы в отверстиях другой решетки также установлены с зазором , при этом в каждом из отверстий обеих решеток коаксиально трубам размещены газодинамические втулки.

СОК)3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

>uo F 28 0 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ лрымюи

4 юная теяничегюоео умеров

Фг 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3285918/24-06 (22) 06.05.81 (46) 30.12.83. Бюл. № 48 (72) Н. К. Кореняк, Г. В. Бабич, M. Я. Бобрик, В. Ф. Антоненко, В. Ф. Суровикин, А. Г. Лебедев, Г. А. Волошин, Г. А. Беляев, А. С. Богуславский и В. И. Хамазюк (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт технического углерода (53) 621.565.94 (088.8) (56) I. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2816653, кл. F 28 D 7/00, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР № 420863, кл. F 28 D 7/00, 1973.

ÄÄSUÄÄ 1064! 09 А (54) (57) КОЖУХОТРУБНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК, содержащий кожух с трубами внутри, установленными в отверстиях трубных досок, одна иэ которых выполнена из эквидистантно расположенных решеток, образующих коллекторную камеру, при этом трубы в отверстиях одной из решеток установлены с зазором, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности при повышении температуры рабочей среды и подачи нейтрального агента в межтрубное пространство, трубы в отверстиях другой решетки также установлены с зазором, при этом в каждом иэ отверстий обеих решеток коаксиально трубам размещены газодинамические втулки.

1064 1 09, Изобретение относится к теплообмен. ным аппаратам, используемым преимущест. венно для высокотемпературного- газогрева воздуха в установках получения техничес. кого углерода.

Известен кожухотрубный теплообменник, содержащий кожух с трубами внутри, установленными в отверстиях трубных досок, выполненных из эквидистантно расположенных решеток, образующих коллекторную камеру, при этом трубы в отверстиях одной из досок установлены с зазором (1) .

Недостаток такого теплообменника эалючается в ненадежности его работы, а имея но в коллекторной камере, образованной эквидистантно установленными досками, обеспечивается охлаждение нейтральным газом отрезков труб, находящихся в них, лишь в начальный момент работы теплообменника, затем камера превращается в застойную зону, в которой охлаждение труб происходит медленнее или вовсе прекращается.

К тому же расход нейтрального газа, поступающего в камеру, а затем в межтрубное пространство через отверстия в одяой иэ досок, нерегулируемый.

Известен кожухотрубный теплообменник, содержащий кожух с трубами вну.три, установленными в отверстиях трубных досок, одна из которых выполнена из эквидистантно расположенных решеток, образующих коллекторную камеру, при этом трубы в отверстиях одной из, решеток установлены с зазором (2j

Данный теплообменник не может быть использован при работе на средах с повышейной температурой.

Цель изобретения — повышеие яадежности при повышении температуры рабочей среды и подача нейтрального газа в межтрубное пространство.

Указанная цель достигается тем, что в кожухотрубном теплообменнике, содержащем кожух с трубами внутри, установленными в отверстиях трубных досок, одна . из которых выполнена из эквидистантно расположенных решеток, . образующих коллекторную камеру, при. этом трубы в отвер стиях одной из решеток установлены с за. зором, трубы в отверстиях другой решетки также установлены с зазором, прн этоц в каждом из отверстий обеих решеток ко. аксиально трубам размещены гаэодинамические втулки.

На фиг. изображен описываемый тепло обменник (1 вариант кояструктивного выполнения); на фиг. 2 — то же (II вариант конструктивного выполнения); на фиг. 3узел 1 на фиг. l.

Теплообменник содержит кожух 1, трубы 2, трубную доску 3, трубные решетки 4 и 5, имеющие отверстия под трубы гаэоди) амические втулки 6, камеру 7, снабженйую патрубком 8 для подвода нейтрального агента и патрубком 9, в случае его отво: да и поперечные перегородки 10.

Корпус снабжен патрубком 11 для подвода рабочей среды в межтрубное пространство, патрубком 12 для ее отвода.

5, Теплообменник работает следующим

Образом.

Предлагаемый теплообменник конструк тивно прост и надежен в работе, в особен. ности при работе в высокотемпературных условиях. Закрепленные свободно в труб:ных решетках концы труб дают возможность свободно расширяться трубному пуч ку, не создавая в деталях и узлах теплообменника механических напряжений. Это позволяет максимально использовать свойства конструкционных материалов, т. е. работать на пределе их механических характеристик. Кроме того, перепускаемая в газовый трак1 .реактора через радиальные зазоры часть нейтрального агента (водяного пара) образует «подушку», преимущественно около входной трубной решетки, которая защищает последнюю от потока лучистой энергии.

Все перечисленное дает возможность нагре45

50 й

10 В теплообменнике трубы 2 из реактора подают аэрозоль технического углерода, нагретый до 1200 С(1473К). Одновремен-" но через патрубок 12 в межтрубное пространство теплообменника подают для нагревания холодный воздух. Омывание воздухом

15 теплообменных труб в межтрубном пространстве осуществляют с помощью перегородок 10. Нагретый воздух отводят из теплообменника с.помощью патрубка 12.

Для предотвращения перетекания воздуха в газовый тракт реактора в камеру

7 через патрубок 8 подают неитральный агент, например водяной пар под давлением, превышающим давление воздуха в межтрубном пространстве. В результате наличия перепада давления нейтральный агент через радиальные зазоры между стен ками отверстий трубных решеток 4 и 5 и трубами 2 просачивается в межтрубное пространство теплообменника и в газовый тракт реактора, предотвращая перетекание воз.духа из межтрубного пространства. С. целью ,обеспечения нормально протекающего техЗо нологнческого процесса, например полу; чения технического углерода, регулируют расход нейтрального агента через радиаль,ные зазоры. С этой целью в радиальные

1 ,зазоры устанавливают всевозможные по ,форме гаэодинамические втулки (фиг. 3)., Для обеспечения более интенсивного охла, ждения трубных решеток 4 и 5 основную часть нейтрального агента, после подачи, ee через патрубок 8 в камеру 7, подают

40 через патрубок 9 в магистраль источника питания нейтрального агента.

1064109 ейири еипрюьмва геюп

ifblV 4PPW юрозоль meg euverxoao углерода

Фиг.f вать воздух до 600-900 C(873-1!73К) и ис-. пользовать более дешевые конструкционные материалы.

Применение предлагаемого теплообменйика в установках получения технического углерода позволит повысить температуру яа- грева воздуха с 450-500 С (723-773К) до заданного уровня, что позволит повысить. выход его из углеводородного сырьем

5 на 33 1о °

l064 l09

Составитель T. Юдина

Редактор А Мотыль Техрел И. Верес Корректор М. Демчик

Закаэ 10348/41 Тираж 6Т2 Г1одписиие

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Мос ква, Ж вЂ” 35, Раушская иаб., д. 4/5

Филиал ППП «Г!атентэ, г. Ужгород, ул. Проектная, 4