ITMI990549U1

ITMI990549U1 - PIPE BAND HEAT EXCHANGER WITH PERFECTED SACRIFICE PLATE

Info

Publication number: ITMI990549U1
Application number: IT1999MI000549U
Authority: IT
Original assignee: Olmi Spa
Priority date: 1999-09-08
Filing date: 1999-09-08
Publication date: 2001-03-08
Also published as: ITMI990549V0; AU7650900A; WO2001018475A1

Description

"Scambiatore di calore a fascio tubiera con piastra di sacrificio perfezionata” "Tube bundle heat exchanger with improved sacrifice plate"

Il presente trovato si riferisce ad uno scambiatore di calore a fascio tubiera, con involucro in pressione e piastra tubiera di ingresso protetta da una piastra di sacrificio. Nella tecnica sono ben conosciuti i problemi di corrosione e erosione della piastra tubiera di ingresso presente negli scambiatori di calore con involucro in pressione. Per ovviare a ciò è stato proposto di disporre una piastra, detta “di sacrificio”, davanti alla piastra tubiera. La piastra di sacrificio sopporta così l’urto del fluido caldo in ingresso al fascio tubiera, preservando la piastra tubiera. Poiché il collettore di ingresso è smontabile, la piastra di sacrificio può essere sostituita quando eccessivamente deteriorata. The present invention relates to a tube bundle heat exchanger, with enclosure under pressure and inlet tube plate protected by a sacrifice plate. The problems of corrosion and erosion of the inlet tube plate present in heat exchangers with a pressurized shell are well known in the art. To remedy this, it has been proposed to arrange a plate, called "sacrifice", in front of the tube plate. The sacrifice plate thus bears the impact of the hot fluid entering the tube bundle, preserving the tube plate. Since the inlet manifold is removable, the sacrifice plate can be replaced when excessively deteriorated.

La piastra di sacrificio deve operare in condizioni particolarmente ostili (si pensi, ad esempio, che la temperatura dei gas in ingresso allo scambiatore può raggiungere gli 850-900°C ed è importante che non subisca deterioramenti anormali, poiché una sua imprevista perdita di efficienza potrebbe compromettere la sottostante piastra tubiera. Nella tecnica nota sono state proposte varie tipologie di fissaggio della piastra di sacrificio. Tutte hanno in comune il fatto di fissare la piastra in un elevato numero di punti, nel tentativo di evitarne movimenti di deformazione della piastra. Tali soluzioni si sono rivelate insoddisfacenti, non evitando che in particolari condizioni la piastra si deformi o si deteriori anzitempo. The sacrifice plate must operate in particularly hostile conditions (think, for example, that the temperature of the gases entering the exchanger can reach 850-900 ° C and it is important that it does not undergo abnormal deterioration, since an unexpected loss of efficiency it could compromise the underlying tube plate. In the known art various types of fastening of the sacrifice plate have been proposed. All have in common the fact of fixing the plate in a large number of points, in an attempt to avoid deformation movements of the plate. solutions have proved unsatisfactory, not preventing the plate from deforming or deteriorating prematurely in particular conditions.

Scopo generale del presente trovato è ovviare agli inconvenienti sopra menzionati fornendo uno scambiatore con piastra di sacrificio fissata in modo migliorato, per evitarne deformazioni e anomalo funzionamento The general purpose of the present invention is to obviate the aforementioned drawbacks by providing an exchanger with a sacrifice plate fixed in an improved way, to avoid deformations and anomalous operation.

In vista di tale scopo si è pensato di realizzare, secondo il trovato, una scambiatore di calore a fascio tubiera con involucro in pressione e avente una piastra tubiera di ingresso che separa l’intemo dell’mvolucro da un collettore di arrivo del fluido da raffreddare, la piastra tubiera avendo passaggi in essa di comunicazione con l’interno dei tubi del fascio tubiera, nel collettore essendo disposta una piastra di sacrificio affrontata alla piastra tubiera per proteggerla dall’impatto con il fluido entrante nel collettore, caratterizzato dal fatto che la piastra di sacrificio è fissata stabilmente alla piastra tubiera in una zona centrale e ha periferia vincolata per scorrere liberamente in senso radiale, con minimo gioco in direzione normale alla propria superficie. In view of this purpose, according to the invention, it has been decided to provide a tube bundle heat exchanger with a shell under pressure and having an inlet tube plate which separates the inside of the shell from a collector for the arrival of the fluid to be cooled. , the tube plate having passages in it for communicating with the inside of the tubes of the tube bundle, a sacrifice plate facing the tube plate being arranged in the manifold to protect it from impact with the fluid entering the manifold, characterized in that the plate of sacrifice is fixed stably to the tube plate in a central area and has a bound periphery to slide freely in a radial direction, with minimum play in the direction normal to its surface.

Per rendere più chiara la spiegazione dei principi innovativi del presente trovato ed i suoi vantaggi rispetto alla tecnica nota si descriverà di seguito, con l'aiuto dell’unico disegno allegato, una possibile realizzazione esemplificativa applicante tali principi. Con riferimento alla figura, è mostrato schematicamente uno scambiatore di calore a fascio tubiera, indicato genericamente con 10, sezionato lungo un piano diametrale. Solo la zona di ingresso è visibile poiché il resto dello scambiatore è di tecnica sostanzialmente nota e perciò facilmente immaginabile dal tecnico esperto. To clarify the explanation of the innovative principles of the present invention and its advantages with respect to the prior art, a possible exemplary embodiment applying these principles will be described below, with the help of the single attached drawing. With reference to the figure, a tube bundle heat exchanger is schematically shown, generally indicated with 10, sectioned along a diametrical plane. Only the inlet area is visible since the rest of the exchanger is of a substantially known technique and therefore easily imaginable by the skilled person.

Lo scambiatore 10 ha un involucro in pressione 11 con piastra tubiera di ingresso 12 che separa l’interno dell’involucro da un collettore 13 di arrivo del fluido da raffreddare. La piastra tubiera 12 ha passaggi 14 in essa di comunicazione con l’interno dei tubi 15 formanti il fascio tubiero. The exchanger 10 has a pressure casing 11 with an inlet tube plate 12 which separates the inside of the casing from a collector 13 for the arrival of the fluid to be cooled. The tube plate 12 has passages 14 in it for communication with the interior of the tubes 15 forming the tube bundle.

Nel collettore è disposta una piastra di sacrificio 16 che è affrontata alla piastra tubiera 12 per proteggerla dall’impatto con il fluido entrante nel collettore 13 e che è forata in corrispondenza dei passaggi nella piastra tubiera. In the manifold there is a sacrifice plate 16 which is faced with the tube plate 12 to protect it from impact with the fluid entering the manifold 13 and which is perforated at the passages in the tube plate.

La piastra di sacrificio è fissata stabilmente alla piastra tubiera solo in una zona centrale 17 e ha periferia 18 vincolata per scorrere liberamente in senso radiale con minimo gioco in direzione normale alla propria superficie. The sacrifice plate is fixed stably to the tube plate only in a central area 17 and has periphery 18 constrained to slide freely in the radial direction with minimum play in the direction normal to its surface.

Il fissaggio della piastra di sacrificio alla piastra tubiera nella zona centrale è realizzato in corrispondenza di almeno un passaggio 14 che è al centro della piastra. Vantaggiosamente i fori di fissaggio sono tre, disposti prossimi al centro della piastra e allineati lungo un diametro della piastra stessa, come mostrato in figura. Per il fissaggio, per ciascun passaggio 14 la piastra di sacrificio ha un foro 19 dotato di un colletto 20 di stabile accoppiamento con il passaggio 14. Il colletto 20 è vantaggiosamente inserito nel passaggio nella piastra tubiera. Viene così fornito corretto centraggio. The attachment of the sacrifice plate to the tube plate in the central area is carried out in correspondence with at least one passage 14 which is in the center of the plate. Advantageously, the fixing holes are three, arranged close to the center of the plate and aligned along a diameter of the plate itself, as shown in the figure. For fixing, for each passage 14 the sacrifice plate has a hole 19 provided with a collar 20 for stable coupling with the passage 14. The collar 20 is advantageously inserted in the passage in the tube plate. Correct centering is thus provided.

Per il fissaggio periferico della piastra di sacrificio, fra collettore e contenitore in pressione è ricavata una sede circonferenziale 21 di accoglimento con minimo gioco in direzione normale alla piastra. La sede è dimensionata per permettere invece lo scorrimento radiale della piastra quando dilatata dal riscaldamento. For the peripheral fixing of the sacrifice plate, a circumferential receiving seat 21 with minimum play in the direction normal to the plate is made between the manifold and the container under pressure. The seat is sized to allow the radial sliding of the plate when dilated by heating.

La sede è ricavata fra collettore e contenitore in pressione in modo che il vincolo periferico della piastra viene realizzato al semplice accoppiamento e fissaggio reciproco di contenitore e collettore. The seat is obtained between the manifold and the container under pressure so that the peripheral bond of the plate is achieved by simply coupling and reciprocally fixing the container and the manifold.

A questo punto è chiaro come si siano raggiunti gli scopi del trovato. Il montaggio e lo smontaggio della piastra di sacrificio è grandemente facilitato, poiché è necessario distaccare solo una piccola zona centrale. Inoltre, è stato rilevato che con la struttura proposta, si evitano totalmente le deformazioni che comportano una inaccettabile perdita di efficienza della piastra di sacrificio ed un suo anomalo deterioramento. Naturalmente, la descrizione sopra fatta di una realizzazione applicante i principi innovativi del presente trovato è riportata a titolo esemplificativo di tali principi innovativi e non deve perciò essere presa a limitazione deH'ambito di privativa qui rivendicato. Ad esempio, proporzioni delle parti e loro esatta conformazione dipenderanno dalle specifiche esigenze pratiche. At this point it is clear how the objects of the invention have been achieved. The assembly and disassembly of the sacrifice plate is greatly facilitated, since it is necessary to detach only a small central area. Furthermore, it has been found that with the proposed structure, deformations which entail an unacceptable loss of efficiency of the sacrifice plate and its anomalous deterioration are totally avoided. Naturally, the above description of an embodiment applying the innovative principles of the present invention is given by way of example of these innovative principles and must therefore not be taken as a limitation of the patent scope claimed herein. For example, proportions of the parts and their exact conformation will depend on specific practical needs.

Claims

CLAIMS 1. Shell and tube heat exchanger with enclosure under pressure and having an inlet tube plate that separates the inside of the enclosure from an incoming manifold of the fluid to be cooled, the tube plate having passages in it for communicating with the inside of the tubes of the tube bundle, a sacrifice plate being arranged in the manifold facing the tube plate to protect it from impact with the fluid entering the manifold, characterized in that the sacrifice plate is stably fixed to the tube plate in a central area and has bound periphery to slide freely in a radial direction, with minimal play in the direction normal to its surface.

2. Exchanger according to claim 1, characterized in that the fixing of the sacrifice plate to the tube plate in said central zone is carried out in correspondence with at least one passage of said communication passages present close to the center of the tube plate.

3. Exchanger according to claim 2, characterized in that the sacrifice plate has, in correspondence with said at least one passage, a hole with a collar for stable coupling with said passage.

4. Exchanger according to claim 2, characterized in that the connection is made in correspondence of at least three passages, arranged substantially aligned along a diameter of the plate.

5. Exchanger according to claim 1, characterized by the fact that between the manifold and the container under pressure there is a circumferential receiving seat with minimum play of the periphery of the sacrifice plate on its two faces in order to realize the said peripheral constraint of the sacrifice plate to the fixing of the manifold on the pressurized container.