Устройство для подогрева вязких нефтепродуктов в емкости
Изобретение относится к устройствам предварительной подготовки топлива к сжиганию и может быть использовано также для нагрева жидкостей в легкой, пищевой и других отраслях промышленности. Устройство содержит подогреватель, расположенный в центре дна емкости, выполненный в виде теплообменника с оребренными трубами, собранными в минимум два концентрично расположенных круговых ряда, по которым циркулирует теплоноситель. Внутри теплообменника соосно с ним размещен каскад эжекционных воронок. Устройство содержит подающую трубу для подачи разогретого нефтепродукта и приемную трубу для выдачи нефтепродукта из емкости. Сопловой наконечник подающей трубы направлен внутрь входа верхней воронки, а приемная труба присоединена к выходу нижней воронки для подачи через эту трубу разжиженного нефтепродукта к узлу подготовки топлива к сжиганию. Во вход верхней воронки подается нагретое топливо, например мазут, от выносного подогревателя. В эжекционные воронки подсасывается (эжектируется) разогретый теплообменником нефтепродукт из емкости. Изобретение обеспечивает повышение интенсивности разогрева нефтепродукта. 3 ил.
Изобретение относится к устройствам предварительной подготовки топлива к сжиганию и может быть использовано также для нагрева жидкостей в легкой, пищевой и других отраслях промышленности.
Известно устройство для разогрева вязких нефтепродуктов в емкости (патент РФ №2092418, 1996 г.), например в железнодорожной цистерне, содержащее головку, имеющую, по меньшей мере, две пары взаимно направленных сопл, предназначенных для подачи теплоносителя в виде нагретой текучей струи в горизонтальных направлениях, и трубопроводы, предназначенные для соединения головки с источником подачи теплоносителя, причем сопла первой пары расположены под углом к соплам второй пары, которые выполнены с меньшим проходным сечением, чем проходные сечения сопл первой пары.
Недостатком такого устройства является то, что разогрев нефтепродукта осуществляется только за счет разогретой струи, что недостаточно для быстрого разогрева емкости большого объема, например резервуара, вмещающего порядка 1000 и более тонн нефтепродукта.
Известно устройство для подогрева нефтепродуктов - ближайший аналог (Г.М.Григорян и В.И.Черникин. Подогрев нефтяных продуктов. Гостоптехиздат, 1947, стр.265, 266), содержащее размещенный на дне емкости у ее боковой поверхности подогреватель, выполненный в форме спирально-трубчатого теплообменника, по которому циркулирует теплоноситель, вблизи теплообменника в боковой поверхности емкости закреплена приемо-подающая труба.
Данное устройство не обеспечивает достаточную интенсивность разогрева нефтепродукта, а также имеет большие потери тепла при хранении и раздаче нефтепродуктов, обусловленных недостаточно развитой поверхностью теплообмена и расположением подогревателя вблизи боковой стенки емкости.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание устройства для подогрева вязких нефтепродуктов в емкости (в дальнейшем - устройство), обладающего большой интенсивностью разогрева и меньшими потерями тепла.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в устройстве для подогрева вязких нефтепродуктов в емкости, содержащем размещенный на дне емкости подогреватель в виде теплообменника, по которому циркулирует теплоноситель, подогреватель расположен в центральной части дна емкости, теплообменник выполнен из вертикально установленных оребренных труб, присоединенных входами и выходами к соответствующим кольцевым коллекторам, обеспечивающим круговое расположение оребренных труб, образующих минимум два концентрично расположенных внешний и внутренние круговые ряды; внутри которых соосно размещен каскад эжекционных воронок, устройство содержит подающую трубу для подачи разогретого нефтепродукта и приемную трубу для выдачи нефтепродукта из емкости, при этом сопловой наконечник подающей трубы направлен внутрь входа верхней воронки, а приемная труба присоединена к выходу нижней воронки.
Такая конструкция позволяет осуществлять нагрев вязких нефтепродуктов в емкости более интенсивно и с меньшими потерями тепла.
Таким образом, при реализации данного технического решения достигается технический результат, заключающийся в интенсивном нагреве нефтепродуктов в емкости за счет увеличения поверхности нагрева теплообменника путем применения нескольких концентрично расположенных круговых рядов из оребренных труб, соосно с которыми размещен каскад эжекционных воронок, при этом расположение подогревателя в центральной части дна емкости, то есть дальше от ее боковой стенки, уменьшает теплопотери.
Анализ аналогов показал, что заявляемое техническое решение является новым. Новизна решения заключается в том, что подогреватель размещен в центральной части дна емкости, а теплообменник выполнен минимум из двух концентрично расположенных внешнего и внутренних круговых рядов из оребренных труб, соосно которым размещен каскад эжекционных воронок, устройство содержит подающую трубу для подачи разогретого нефтепродукта и приемную трубу для выдачи нефтепродукта из емкости, при этом сопловой наконечник подающей трубы направлен внутрь входа верхней воронки, а приемная труба присоединена к выходу нижней воронки.
Таким образом, заявляемое техническое решение характеризуется новой совокупностью существенных признаков дающих положительный эффект и обладает признаками соответствия критерию «изобретательский уровень».
На фиг.1 изображено предлагаемое устройство 1, размещенное в емкости 2 с нефтепродуктом (в центральной части дна 3); на фиг.2 приведен теплообменник, а на фиг.3 - его вид сверху. Теплообменник содержит оребренные вертикально установленные трубы 4, присоединенные к концентрично расположенным кольцевым входным 5 и выходным 6 коллекторам, соосно с теплообменником, внутри него размещен каскад эжекционных воронок 7. Подающая труба 8 направлена сопловым наконечником 9 внутрь входа 10 верхней воронки, а приемная труба 11 присоединена к выходу 12 нижней воронки. Трубы 13 и 14 предназначены для подачи и выхода теплоносителя соответственно. Патрубки 15 и 16 соединяют входные и выходные коллекторы 5 и 6 (соответственно) внешнего и внутренних круговых рядов оребренных труб. (Патрубки 15 и 16 в предмет изобретения не входят.) Стойки 17 служат для установки подогревателя в емкости и в предмет изобретения не входят.
Устройство работает следующим образом. К входным коллекторам 5 подается теплоноситель (от котла либо от выносного подогревателя, на фиг.1, 2, 3 не показаны), который проходит через оребренные трубы 4, а затем через выходные коллекторы 6 отработанный теплоноситель поступает в трубу 14 и либо удаляется в канализацию (в виде конденсата), либо возвращается в выносной подогреватель для работы по замкнутому циклу.
Развитая поверхность оребренных труб, составляющих минимум два круговых ряда, позволяет обеспечивать интенсивный подогрев нефтепродукта, находящегося в межтрубном пространстве теплообменника, а также расположенных соосно с теплообменником эжекционных воронок. Через определенное время после прогрева нефтепродукта вблизи и в межтрубном пространстве теплообменника (в результате уменьшается вязкость нефтепродукта), через подающую трубу 8 от другого выносного подогревателя (на фиг.1, 2, 3 не показан) подается разогретый нефтепродукт, например мазут во вход верхней эжектирующей воронки каскада 7, в результате происходит эжектирование (подсасывание) нефтепродукта в воронки каскада 7, при этом нефтепродукт еще больше прогревается, разжижается и через трубу 11 подается к узлу подготовки топлива к сжиганию (на фиг.1, 2, 3 не показан и в предмет изобретения не входит). Расположение предлагаемого устройства в центральной части дна емкости обеспечивает меньшие потери тепла по сравнению с аналогами, в которых подогреватель размещен вблизи боковой стенки емкости, так как нефтепродукт имеет значительно меньшую теплоемкость, чем металл боковой стенки.
Предлагаемое устройство является промышленно применимым, так как не содержит в себе узлов и элементов, которые не могут быть изготовлены, а также не имеет элементов, не выпускаемых промышленностью.
Предлагаемое устройство по принципу действия, обеспечиваемому новой совокупностью существенных признаков, позволяет осуществлять интенсивный подогрев нефтепродуктов в емкости с меньшими теплопотерями.
Устройство для подогрева вязких нефтепродуктов в емкости, содержащее размещенный на дне емкости подогреватель в виде теплообменника, по которому циркулирует теплоноситель, отличающееся тем, что подогреватель расположен в центральной части дна емкости, теплообменник выполнен из вертикально установленных оребренных труб, присоединенных входами и выходами к соответствующим кольцевым коллекторам, обеспечивающим круговое расположение оребренных труб, образующих минимум два концентрично расположенных внешний и внутренние круговых ряда, внутри которых соосно размещен каскад эжекционных воронок, устройство содержит подающую трубу для подачи разогретого нефтепродукта и приемную трубу для выдачи нефтепродукта из емкости, при этом сопловой наконечник подающей трубы направлен внутрь входа верхней воронки, а приемная труба присоединена к выходу нижней воронки.
