АППАРАТ ВОЗДУШНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ГАЗА

Полезная модель относится к области энергетики, а именно к аппаратам воздушного охлаждения (АВО) газа, применяемым в частности для охлаждения природного газа.
Известно устройство для реализации способа охлаждения сырого углеводородного газа после дожимных компрессоров, обеспечивающее подачу теплого газа на входной коллектор АВО, затем в пучок теплообменных труб, далее в выходной коллектор и на сушку, причем холодильный агент - поток атмосферного воздуха подается вентилятором поперек пучка теплообменных труб (Гриценко А.И. и др. «Сбор и промысловая подготовка газа на Северных месторождениях России», М.: ОАО «Издательство «Недра», 1999, с.318-320) - аналог.
Недостатком указанного решения является невысокая долговечность и надежность АВО газа, вызванная тем, что при таком расположении устройства охлаждения, в теплообменных трубках образуются зародыши кристаллогидратов, которые в зоне минимальных температур прикрепляются к внутренним стенкам теплообменных трубок. Процесс отложения кристаллогидратов на внутренних стенках теплообменных трубок приводит к уменьшению их проходного сечения, а, в последствии, и к полному перекрытию теплообменных трубок и к выходу их из строя с необходимостью их замены.
Известен АВО природного газа содержащий корпус с теплообменными модулями, содержащими оребренные трубы, приваренные к трубным крышкам, подводящий и отводящий трубопроводы для прохождения технологического продукта и патрубки, соединяющие последние с трубными крышками, а также устройство для подачи в корпус АВО газа межтрубной охлаждающей среды, выполненное в виде вентиляторов и установленное под корпусом АВО газа (В.Б.Кунтыш, А.Н.Бессонный и др. «Основы расчета и проектирования теплообменников воздушного охлаждения», С.П.: «Недра», 1996 г., с.84-85, рис.2.37) - прототип.
Для известного устройства также как и для аналога, характерно образование кристаллогидратов, которые приводят к снижению работоспособности теплообменных трубок и всего устройства в целом, а в последствии и полной потере их работоспособности и к необходимости их замены. Кроме того, учитывая фактор неравномерности теплопередачи в АВО газа, процесс образования кристаллогидратов может происходить на фоне средней температуры выхода газа из АВО выше температуры начала гидратообразования, что не позволяет полностью использовать технические возможности АВО по охлаждению газа и уменьшает его надежность и ресурс.
Как известно все используемые в промышленности АВО газа после дожимных компрессоров имеют теплообменные трубки, жестко прикрепленные, например, приваренные к трубным крышкам или аналогичным им элементам конструкции, и процесс замены теплообменных трубок для обеспечения повышенного ресурса АВО газа является сложной и дорогостоящей задачей и часто приводит к необходимости замены всей теплообменной секции АВО.
Недостатком данного решения, так же как и приведенного выше аналога является невысокая надежность и долговечность работы устройства, низкая ремонтопригодность АВО газа.
Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое решение, является повышение ресурса и надежности работы АВО газа, а также обеспечение его ремонтопригодности при одновременном упрощении ремонта.
Указанный технический результат достигается тем, что в аппарате воздушного охлаждения газа включающем корпус с теплообменными модулями, содержащими оребренные трубы и элементы подвода и отвода охлаждаемой среды с отверстиями для крепления оребренных труб теплообменных модулей - трубные крышки, а также устройство для подачи в корпус аппарата воздушного охлаждения газа межтрубной охлаждающей среды, выполненное в виде вентиляторов, крепление оребренных труб теплообменных модулей к трубным крышкам выполнено разъемным, для чего в отверстиях трубных крышек выполнена резьба, а аппарат воздушного охлаждения газа дополнительно снабжен узлами крепления, каждый из которых содержит соединительный элемент и, по меньшей мере, один крепежный элемент, причем соединительный элемент выполнен в виде штуцера имеющего по его длине различный диаметр наружной поверхности и соединяющего трубную крышку с оребренной трубкой теплообменного модуля, крепежный элемент контактирует с частью наружной поверхности штуцера и частью наружной поверхности оребренной трубы, а между соединительным элементом и трубной крышкой размещено уплотнение.
Аппарат воздушного охлаждения газа может содержать одноходовой пучок оребренных труб.
Аппарат воздушного охлаждения газа, в котором оребренные трубы могут быть расположены рядами.
Аппарат воздушного охлаждения газа, в котором количество рядов труб каждого теплообменного модуля может быть не менее двух.
Аппарат воздушного охлаждения газа, в котором крепежный элемент может быть выполнен в виде гайки.
Аппарат воздушного охлаждения газа, у которого внутренний диаметр штуцера может быть выполнен одинаковым по его длине, причем его размер равен внутреннему диаметру соединяемой оребренной трубы.
Заявляемое устройство иллюстрируется на фиг.1-3, где
На фиг.1 - представлен общий вид аппарата воздушного охлаждения, на фиг.2 - вид А на фиг.1, на фиг.3 - разъемная заделка оребренных труб теплообменных модулей АВО газа с трубной крышкой и схема расположения узлов крепления и оребренных труб в пределах одного ряда.
Аппарат воздушного охлаждения газа содержит вентиляторы 1 для подачи внешней межтрубной охлаждающей среды, преимущественно воздуха, в корпус 2 АВО газа. Каждый теплообменный модуль 3 корпуса 2 АВО газа снабжен трубными крышками 4 и 5, к которым подключены патрубки входа 6 и выхода 7 технологического продукта, например, природного газа и оребренные трубы 8. Корпус 2 АВО может быть снабжен продольными боковыми стенами 9. На фиг.3 показан узел крепления оребренной трубки 8 к трубной корышке 4, арепление оребренной трубки 8 к трубной крышке 5 аналогичное и на фигцрах не показано. Крепление оребренных труб 8 теплообменных модулей 3 с трубными крышками 4 и 5 выполнено разъемным, для чего в отверстиях каждой трубной крышки 4 и 5 выполнена резьба, а АВО газа дополнительно снабжен узлами крепления, каждый из которых содержит соединительный элемент 10 выполненный в виде штуцера имеющего по длине различный диаметр наружной поверхности и соединяющего трубную крышку 4 и 5 с одной из оребренных трубок 8 теплообменного модуля 3 и, по меньшей мере, один крепежный элемент 11, например, выполненный в виде гайки и контактирующий с частью наружной поверхности штуцера 10 и частью наружной поверхности присоединяемой оребренной трубки 8, причем между соединительным элементом 10 и трубной крышкой 4 размещено уплотнение 12, а между соединительным элементом 10 и трубной крышкой 5 размещено уплотнение 13. Для обеспечения герметизации и упрощения конструкции крепления оребренных трубок 8 к трубным крышкам 4 и 5 внутренний диаметр штуцера 10 может быть выполнен одинаковым по его длине, причем его размер равен внутреннему диаметру соединяемой оребренной трубы 8. Оребренные трубы 8 расположены рядами в каждом из теплообменных модулей 3 с образованием одноходового многорядного пучка 14 оребренных труб 9. Патрубки входа 6 и выхода 7 технологического продукта, например, природного газа сообщены с подводящим и отводящим трубопроводами (на фигурах не показано), причем патрубки 6 и 7 могут быть снабжены фланцами 15, 16, 17 и 18 и их соединения могут быть выполнены с прокладками.
Заявляемое устройство АВО газа работает следующим образом. При выходе из строя одной из оребренных трубок 8 в случае, если подлежащая ремонту оребренная трубка расположена в верхнем ряду верхнего теплообменного модуля АВО газа, то ремонт заключается только в разборке разъемного соединения оребренной трубки 8 и трубных крышек 4 и 5. В случае, когда подлежащая замене оребренная трубка 8 расположена либо в нижнем ряду верхнего теплообменного модуля, либо в нижнем теплообменном модуле, то в этом случае необходимо отделить любым известным способом трубные крышки 4 и 5 ремонтируемой теплообменной секции от патрубков 6 и 7, например, по фланцевому соединению 15, 16, 17 и 18 (как это делается в настоящее время при ремонте оребренных труб АВО газа, которые приварены к трубным крышкам) и далее произвести замену подлежащей ремонту оребренной трубки 8. После замены оребренной трубки 8 присоединяют, с использованием описанного в данном решении разъемного соединения, ее к трубным крышкам 4 и 5 и соединяют пригодную для дальнейшей работы теплообменную секцию с патрубками 6 и 7 и подводящим и отводящим трубопроводами природного газа.
Таким образом, в данном случае, после замены вышедших из строя оребренных трубок 8, АВО газа полностью пригоден к дальнейшему использованию и не требуется из-за выхода из строя, например, одной или двух оребренных трубок производить полностью замену всего теплообменного модуля.
Таким образом, при использовании заявляемой полезной модели наряду с повышением ресурса (долговечности) и надежности работы АВО газа, также обеспечивается его ремонтопригодность при одновременном упрощении ремонта.