ТЕРМОСИФОННЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК

Термосифонный теплообменник
Полезная модель относится к теплообменной технике и может быть использована в нефтехимпереработке.
Известен теплообменник, содержащий корпус и закрепленный в его разделительной перегородке пакет термосифонных труб с зонами испарения и конденсации, снабженных турбулизаторами в виде системы размещенных по окружности стержней или перфорированных гильз, позволяющих интенсифицировать процесс теплообмена (А.с. СССР № 1210049, МКИ F 28 D 15/02, Б.И.№ 5, 07.02.86г.).
Недостатком данного теплообменника является ограниченные функциональные возможности, т.к. он не пригоден для теплосъемника низкопотенциального тепла больших технологических потоков двухфазных многокомпонентных сред, в частности, в нефтехимпереработке.
Задачей полезной модели является расширение функциональных возможностей теплообменника, повышение эффективности и эксплуатационной надежности.
Поставленная задача достигается термосифонным теплообменником, содержащим корпус и закрепленный в его разделительной решетке пакет термосифонных труб с зонами испарения и конденсации, в котором в отличие от прототипа отношение длины термосифонной трубы к ее диаметру находится в пределах 8-900, а внутри корпуса по всей длине термосифонных труб установлены перегородки, причем с одной стороны от разделительной решетки в испарительной камере установлены поперечные сегментные перегородки, образующие поочередно диаметрально противоположные проходы для течения потока горячего теплоносителя, а с другой стороны в конденсационной камере - продольные перегородки с щелевидными попеременными
зазорами для течения потока холодного теплоносителя. Конденсационная камера соединена с днищем посредством разъемного фланцевого соединения.
Термосифонные трубы закреплены на разделительной решетке посредством разъемных соединений, например резьбовых.
Существо полезной модели поясняется чертежом, на котором представлена конструкция термосифонного теплообменника.
Теплообменник содержит корпус 1, разделительную решетку 2, на которой закреплены термосифонные трубы 3 с зонами испарения 4 и конденсации 5. В испарительной камере 6 установлены поперечные сегментные перегородки 7, образующие поочередно диаметрально противоположные проходы 8, в конденсационной камере 9 установлены продольные перегородки 10 с щелевидными попеременными зазорами 11. Разъемное фланцевое соединение 12 обеспечивает возможность испытания герметичности разъемных соединений труб 3 в разделительной решетке 2, а также повышает технологичность сборки теплообменника. Через патрубок 13 в испарительную камеру 6 поступает горячий теплоноситель, через патрубок 14 в конденсационную камеру 9 поступает холодный теплоноситель. Патрубки 15 и 16 служат для вывода соответственно горячего и холодного теплоносителей.
Термосифонный теплообменник работает следующим образом.
Горячий теплоноситель, например, пары бензина из колонны ректификации нефти с температурой 155-160°С входит через патрубок 13 и омывает термосифонные трубы 3, которые на 10-50 % объема заполнены промежуточным теплоносителем. При нагреве его пары поднимаются вверх в зону конденсации, где омываются холодным теплоносителем, поступающим в конденсационную камеру 9 через патрубок 14. Пары конденсируются, отдавая скрытую теплоту парообразования через толщину труб холодному теплоносителю. Образующийся конденсат возвращается в зону кипения. Пары бензина охлаждаясь и конденсируясь, стекают к выходному патрубку 15. Поперечные сегментные перегородки 7 и продольные перегородки 10с зазорами 11 организуют движение горячего и холодного потоков теплоносителей таким образом, чтобы обеспечить равномерное смывание термосифонных труб и интенсифицировать процесс теплообмена за счет оптимальной скорости движения потоков. Кроме того, они обеспечивают жесткость всего пакета труб.
Предложенное соотношение размеров термосифонных труб позволяет увеличить площадь теплообмена и повысить эффективность.
Пример.
Поток горячего теплоносителя, состоящего из углеводородных газов и легких фракций нефти с температурой 150°С направляли через патрубок в испарительную камеру теплообменника, в корпусе которого в разделительной решетке закреплен пакет термосифонных труб в количестве 1560 штук. Каждая труба имеет длину 1  4000 мм, диаметр d  20 мм. В качестве холодного теплоносителя использовали воду с температурой 25°С, которая принимая отводимое от двухфазной многокомпонентной среды тепло, нагревается до температуры 35°С. Температура горячего потока на выходе составила порядка 35°С.
Таким образом, предложенное техническое решение позволяет расширить область применения термосифонного теплообменника, повысить его эффективность и эксплуатационную надежность.
Формула полезной модели
1.Термосифонный теплообменник, содержащий корпус и закрепленный в его разделительной решетке пакет термосифонных труб с зонами испарения и конденсации, отличающийся тем, что отношение длины термосифонной трубы к ее диаметру находится в пределах , а внутри корпуса по всей длине термосифонных труб установлены перегородки, причем с одной стороны от разделительной решетки в испарительной камере установлены поперечные сегментные перегородки, образующие поочередно диаметрально противоположные проходы для течения потока горячего теплоносителя, а с другой стороны в конденсационной камере - продольные перегородки с щелевидными попеременными зазорами для течения потока холодного теплоносителя, причем конденсационная камера соединена с днищем посредством разъемного фланцевого соединения.
2.Термосифонный теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что термосифонные трубы закреплены на разделительной решетке посредством разъемных соединений.