RU240211U1 - Inlet pipe for feeding synthesis gas into the heat exchanger - Google Patents
Inlet pipe for feeding synthesis gas into the heat exchangerInfo
- Publication number
- RU240211U1 RU240211U1 RU2025117088U RU2025117088U RU240211U1 RU 240211 U1 RU240211 U1 RU 240211U1 RU 2025117088 U RU2025117088 U RU 2025117088U RU 2025117088 U RU2025117088 U RU 2025117088U RU 240211 U1 RU240211 U1 RU 240211U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat exchange
- tube
- inlet
- coolant
- tube sheet
- Prior art date
Links
Abstract
Полезная модель относится области теплотехники, в частности к средствам для осуществления теплообмена, например, в процессах газо- и нефтепереработки. Впускная трубка для подачи синтез-газа в теплообменный аппарат содержит первый концевой участок, предназначенный для закрепления в трубной решетке, и второй концевой участок для размещения внутри теплообменной трубки с образованием кольцевого зазора. Второй концевой участок снабжен эжектором, выполненным с возможностью создания области пониженного давления внутри теплообменной трубки. Технический результат: уменьшение тепловой нагрузки.This utility model pertains to heat engineering, specifically to heat exchange devices, such as those used in gas and oil refining processes. An inlet tube for feeding synthesis gas into a heat exchanger comprises a first end section designed for attachment to a tube sheet and a second end section designed to be positioned within the heat exchange tube to form an annular gap. The second end section is equipped with an ejector configured to create a low-pressure region within the heat exchange tube. The technical result consists of reducing the heat load.
Description
Область техники, к которой относится полезная модельThe field of technology to which the utility model belongs
Полезная модель относится к области теплотехники, в частности к средствам для осуществления теплообмена, например, в процессах газо- и нефтепереработки, в том числе для утилизации синтез-газа при производстве аммиака.The utility model relates to the field of heat engineering, in particular to means for implementing heat exchange, for example, in gas and oil refining processes, including for the utilization of synthesis gas in the production of ammonia.
Уровень техникиState of the art
Из уровня техники известен теплообменный аппарат, содержащий камеру хладагента, снабженную входным и выходным патрубком хладагента, камеру теплоносителя, имеющую входную камеру с входным патрубком теплоносителя и выходную камеру с выходным патрубком теплоносителя, трубную доску с отверстиями, отделяющую упомянутые камеры хладагента и теплоносителя, установленные в отверстиях упомянутой трубной доски теплообменные трубки, каждая из которых снабжена впускной трубкой теплоносителя, первый конец которой закреплен в трубной решетке, а второй расположен внутри соответствующей теплообменной трубки с образованием кольцевого зазора, упомянутая трубная решетка разделяет упомянутые входную и выходную камеры теплоносителя (патент РФ №2599889, опубликовано 20.10.2016 г.). Данное известное средство требует изготовления впускных трубок теплоносителя большой длины с высокой точностью и не обеспечивает достаточную тепловую эффективность.A heat exchange apparatus known from the prior art comprises a refrigerant chamber provided with an inlet and outlet pipe for the refrigerant, a coolant chamber having an inlet chamber with an inlet pipe for the coolant and an outlet chamber with an outlet pipe for the coolant, a tube sheet with openings separating said refrigerant and coolant chambers, heat exchange tubes installed in the openings of said tube sheet, each of which is provided with an inlet pipe for the coolant, the first end of which is fixed in a tube sheet, and the second is located inside the corresponding heat exchange tube to form an annular gap, said tube sheet separating said inlet and outlet chambers for the coolant (RU Patent No. 2599889, published on 20.10.2016). This known means requires the manufacture of long inlet pipes for the coolant with high precision and does not ensure sufficient thermal efficiency.
Сущность полезной моделиThe essence of the utility model
Полезная модель решает задачу создания теплообменных технологий с повышенной эффективностью теплопередачи.The utility model solves the problem of creating heat exchange technologies with increased heat transfer efficiency.
Достигаемый технический результат заключается в уменьшении температуры нагрева трубной доски и уменьшения потребной длины впускных трубок, а также диаметра теплообменных трубок.The achieved technical result consists of a decrease in the heating temperature of the tube sheet and a reduction in the required length of the inlet tubes, as well as the diameter of the heat exchange tubes.
Указанный технический результат достигается тем, что впускная трубка для подачи синтез-газа в теплообменный аппарат выполнена из нержавеющей стали и содержит первый концевой участок, предназначенный для закрепления в трубной решетке, и второй концевой участок для размещения внутри теплообменной трубки с образованием кольцевого зазора, отличающаяся тем, что упомянутый второй концевой участок снабжен эжектором, выполненным с возможностью создания Перечень фигур чертежейThe said technical result is achieved in that the inlet tube for feeding synthesis gas into the heat exchange apparatus is made of stainless steel and contains a first end section intended for fastening in a tube sheet, and a second end section for placement inside the heat exchange tube to form an annular gap, characterized in that the said second end section is equipped with an ejector designed with the possibility of creating a List of figures of the drawings
На Фиг. 1 показан теплообменный аппарат с U-образными теплообменными трубками.Fig. 1 shows a heat exchanger with U-shaped heat exchange tubes.
На Фиг. 2 показан теплообменный аппарат с прямолинейными теплообменными трубками.Fig. 2 shows a heat exchanger with straight heat exchange tubes.
На Фиг. 3 показана байонетная схема теплообменной и впускной трубок.Fig. 3 shows a bayonet diagram of the heat exchange and inlet tubes.
На Фиг. 4 показан вариант выполнения эжектора.Fig. 4 shows a variant of the ejector design.
Осуществление полезной моделиImplementation of a utility model
Теплообменное оборудование работает в тяжелых условиях (высокие температуры, большие разности температур, высокие перепады давления, агрессивные среды и т.д.). Повышению эффективности теплообменных процессов в таких условиях всегда уделялось большое внимание.Heat exchange equipment operates under harsh conditions (high temperatures, large temperature differences, high pressure drops, aggressive environments, etc.). Improving the efficiency of heat exchange processes under such conditions has always been a major focus.
Например, в промышленном производстве аммиака происходит экзотермическая реакция между водородом и азотом с получением аммиака. Синтез аммиака осуществляется в реакторе при высоком давлении и повышенной температуре во время прохождения азота и водорода через слой катализатора. Такой реактор называется колонной синтеза аммиака. Тепло, выделяющееся при экзотермической реакции в колонне синтеза, часто подвергается регенерации посредством производства пара в котле-утилизаторе синтез-газа. Котел-утилизатор синтез-газа является теплообменником, в котором горячий газ из колонны синтеза аммиака охлаждается посредством косвенного теплообмена с кипящей водой. Котел-утилизатор синтез-газа эксплуатируется в сложных условиях, которые во многих отношениях требуют специальной конструкции. Наиболее жесткие требования предъявляются к соединениям теплообменных трубок, в особенности их входного участка, и трубной доски.For example, in industrial ammonia production, an exothermic reaction between hydrogen and nitrogen occurs, producing ammonia. Ammonia synthesis occurs in a reactor at high pressure and elevated temperature while nitrogen and hydrogen pass through a catalyst bed. This reactor is called an ammonia synthesis column. The heat released during the exothermic reaction in the synthesis column is often recovered by generating steam in a syngas waste heat boiler. The syngas waste heat boiler is a heat exchanger in which hot gas from the ammonia synthesis column is cooled through indirect heat exchange with boiling water. The syngas waste heat boiler operates under challenging conditions, which in many respects require a specialized design. The most stringent requirements are placed on the connections of the heat exchange tubes, particularly their inlet section, and the tube sheet.
Синтез-газ для производства аммиака обычно находится под давлением 120-220 бар. Кипящая вода обычно находится под низким (5-15 бар), средним (30-50 бар) или высоким давлением (90-130 бар). Стенки, разделяющие синтез-газ и кипящую воду, должны быть сконструированы в расчете на наибольший перепад давлений между двумя средами. В кожухотрубных теплообменниках это, как правило, приводит к необходимости использования очень толстых трубных решеток, обычно толщиной 300-450 мм. Синтез-газ для производства аммиака может находиться при температурах от 380°С до 500°С на входе в котел-утилизатор и при температурах до 380°С на выходе. Кипящая вода может находиться при температуре от 150°С до 330°С, в зависимости от давления пара.Syngas for ammonia production is typically under pressure of 120-220 bar. Boiling water is typically under low (5-15 bar), medium (30-50 bar), or high pressure (90-130 bar). The walls separating the syngas and boiling water must be designed to withstand the greatest pressure difference between the two media. In shell-and-tube heat exchangers, this typically necessitates the use of very thick tube sheets, typically 300-450 mm thick. Syngas for ammonia production can be at temperatures ranging from 380°C to 500°C at the inlet of the waste heat boiler and at temperatures up to 380°C at the outlet. Boiling water can be at temperatures ranging from 150°C to 330°C, depending on the steam pressure.
Котлы-утилизаторы синтез-газа часто конструируются в виде теплообменников с U-образными трубками и с очень толстой трубной решеткой. Толстая трубная решетка теплообменника приобретает температуру металла, близкую к температуре газа в проходящих через трубную решетку трубах. В случае U-образных труб входная часть теплообменной трубы приобретает высокую температуру, тогда как область выходная часть будет иметь более низкую температуру. По этой причине высокие температурные нагрузки представляют опасность, если разница температур между входящим и выходящим газом слишком велика.Syngas waste heat boilers are often designed as U-tube heat exchangers with very thick tube sheets. The thick tube sheet of the heat exchanger results in a metal temperature close to the gas temperature in the tubes passing through it. With U-tubes, the inlet portion of the heat exchanger tube will have a high temperature, while the outlet portion will have a lower temperature. Therefore, high temperature loads can be dangerous if the temperature difference between the inlet and outlet gas is too great.
Применение в теплообменном оборудовании байонетных трубок (известных так же, как трубки Фильда) уменьшают перегрев и снижают термонапряжения в трубных досках, вызванных градиентом температур. Суть байонетной схемы заключается в том, что при поступлении через центральную трубку горячей среды охлажденный поток выходит через кольцевой зазор между центральной трубкой и наружной трубкой, что позволяет избежать чрезмерного нагрева трубной доски, которая находится под перепадом давления. На трубной решетке при этом обеспечивается достаточно однородный фон температур.The use of bayonet tubes (also known as Field tubes) in heat exchange equipment reduces superheating and minimizes thermal stress in tube sheets caused by temperature gradients. The principle of the bayonet design is that when a hot medium enters through the central tube, the cooled flow exits through an annular gap between the central tube and the outer tube, preventing excessive heating of the tube sheet, which is subject to a pressure differential. This ensures a fairly uniform temperature background across the tube sheet.
Используемая в прототипе байонетная схема позволяет снизить тепловую нагрузку на трубную решетку за счет поворота части горячего потока в кольцевой зазор и охлаждения этой части потока по пути к трубной решетке. Возвращающийся поток в кольцевом зазоре охлаждается через наружную стенку и нагревается от стенки байонета. Однако байонетная впускная трубка в такой схеме должна быть достаточно длинной (до 1500 мм за пределами трубной решетки) для того, чтобы поток в кольцевом зазоре достаточно охладился. Большая длина байонетных труб, а также необходимость обеспечения равномерного кольцевого зазора на большой длине, требуют применения дорогих холоднокатаных теплообменных труб с высоким качеством внутренней поверхности. Общие габариты оборудования также увеличиваются.The bayonet design used in the prototype reduces the thermal load on the tube sheet by diverting a portion of the hot flow into the annular gap and cooling this portion of the flow en route to the tube sheet. The returning flow in the annular gap is cooled through the outer wall and heated by the bayonet wall. However, the bayonet inlet tube in this design must be sufficiently long (up to 1500 mm beyond the tube sheet) to ensure sufficient cooling of the flow in the annular gap. The long length of the bayonet tubes, as well as the need to ensure a uniform annular gap over long distances, require the use of expensive cold-rolled heat exchange tubes with a high-quality internal surface. The overall dimensions of the equipment also increase.
Предлагаемое решение основано на изменении направление потока среды теплоносителя в кольцевом зазоре между байонетной впускной трубкой и теплообменной трубой. Изменение направления потока обеспечивается созданием области пониженного давления у конца впускной трубки, размещенной внутри теплообменной трубки. Это достигается, например, установкой на конце впускной байонетной трубки наконечника, работающего как эжектор. В зоне эжекции в наконечнике создаются щели, через которые теплоноситель из кольцевого зазора подсасывается в основной поток, поступающий из впускной байонетной трубки в теплообменную трубу. Таким образом, в кольцевой зазор поступает часть уже охлажденного теплоносителя из выходной камерыThe proposed solution is based on changing the direction of coolant flow in the annular gap between the bayonet-type inlet tube and the heat exchanger tube. This change in flow direction is achieved by creating a low-pressure region at the end of the inlet tube, located inside the heat exchanger tube. This is achieved, for example, by installing a tip at the end of the bayonet-type inlet tube, which functions as an ejector. Slits are created in the tip in the ejection zone, through which coolant from the annular gap is drawn into the main flow flowing from the bayonet-type inlet tube into the heat exchanger tube. Thus, a portion of the already cooled coolant from the outlet chamber enters the annular gap.
Теплообменный аппарат содержит камеру 1 хладагента, снабженную входным 2 и выходным 3 патрубками, камеру 4 теплоносителя, имеющую входную камеру 5 с входным патрубком 6 теплоносителя и выходную камеру 7 с выходным патрубком 8 теплоносителя.The heat exchange apparatus contains a coolant chamber 1 equipped with an inlet 2 and outlet 3 branch pipes, a coolant chamber 4 having an inlet chamber 5 with an inlet branch pipe 6 of the coolant and an outlet chamber 7 with an outlet branch pipe 8 of the coolant.
Камера 1 хладагента и камера 4 теплоносителя разделены трубной доской 9 с отверстиями, в которых установлены теплообменные трубки 11.The coolant chamber 1 and the heat carrier chamber 4 are separated by a tube sheet 9 with openings in which heat exchange tubes 11 are installed.
Каждая теплообменная трубка 11 снабжена впускной трубкой 12 теплоносителя, один конец которой закреплен в трубной решетке 13, а второй расположен внутри соответствующей теплообменной трубки 11 с образованием кольцевого зазора 14.Each heat exchange tube 11 is provided with an inlet tube 12 of the coolant, one end of which is fixed in the tube sheet 13, and the second is located inside the corresponding heat exchange tube 11 with the formation of an annular gap 14.
Трубная решетка 13 разделяет входную 5 и выходную 7 камеры теплоносителя.The tube sheet 13 separates the inlet 5 and outlet 7 chambers of the coolant.
На конце впускных трубок 12 теплоносителя, который расположен внутри соответствующей теплообменной трубки 11, имеется эжектор 15, обеспечивающий движение теплоносителя в кольцевом зазоре 14 из выходной камеры 7 в том же направлении, что и движение теплоносителя в самой впускной трубке 12. Такой ввод потока позволяет использовать короткие впускные трубки 12, которые лишь немного выходят за пределы трубной доски 9 (в пределах 100 мм), так как подсасывается охлажденный теплоноситель с температурой, приблизительно равной температуре теплоносителя на выходе из теплообменных трубок 11. Также может быть уменьшена разность между диаметрами теплообменной трубки 11 и впускной трубки 12.At the end of the inlet tubes 12 of the coolant, which is located inside the corresponding heat exchange tube 11, there is an ejector 15, which ensures the movement of the coolant in the annular gap 14 from the outlet chamber 7 in the same direction as the movement of the coolant in the inlet tube 12 itself. Such a flow input allows the use of short inlet tubes 12, which only slightly extend beyond the tube sheet 9 (within 100 mm), since cooled coolant is sucked in with a temperature approximately equal to the temperature of the coolant at the outlet of the heat exchange tubes 11. The difference between the diameters of the heat exchange tube 11 and the inlet tube 12 can also be reduced.
Вариант выполнения эжектора 15 показан на Фиг. 4. Область пониженного давления в потоке теплоносителя может быть обеспечена формой поперечного сечения (соплом) эжектора 15 и выполнением щелей 10 для усиления эффекта.An embodiment of the ejector 15 is shown in Fig. 4. The region of reduced pressure in the coolant flow can be provided by the shape of the cross-section (nozzle) of the ejector 15 and the creation of slots 10 to enhance the effect.
Теплообменные трубки 11 могут быть выполнены U-образными, как показано на Фиг. 1.Heat exchange tubes 11 can be made U-shaped, as shown in Fig. 1.
Теплообменные трубки 11 могут быть выполнены прямолинейными, как показано на Фиг. 2. В этом случае в камере 1 хладагента устанавливается дополнительная трубная решетка 16, в которой закрепляются верхние концы теплообменных трубок 11 и которая создает дополнительную камеру 17 теплоносителя.The heat exchange tubes 11 can be made straight, as shown in Fig. 2. In this case, an additional tube sheet 16 is installed in the coolant chamber 1, in which the upper ends of the heat exchange tubes 11 are fixed and which creates an additional coolant chamber 17.
В качестве хладагента может использоваться вода или пар. В качестве теплоносителя может использоваться синтез-газ или технологический газ.Water or steam can be used as a coolant. Synthesis gas or process gas can be used as a heat transfer fluid.
По меньшей мере, часть длины впускных трубок 12 (например, до входа в трубную доску) может быть выполнена теплоизолированной (например, путем обертывания теплоизоляционного материала) или иметь двойные стенки.At least part of the length of the inlet tubes 12 (for example, before entering the tube sheet) can be made thermally insulated (for example, by wrapping with thermal insulation material) or have double walls.
Устройство работает следующим образом.The device works as follows.
Трубная доска 9 с одной стороны соединена с камерой 1 хладагента, а с другой стороны с камерой 4 теплоносителя и разделяет их. Трубная доска 9 перфорирована множеством отверстий, в которых установлены и приварены теплообменные трубки 11, которые проходят в камеру 1 хладагента.Tube sheet 9 is connected to refrigerant chamber 1 on one side and to coolant chamber 4 on the other, separating them. Tube sheet 9 is perforated with multiple holes, into which heat exchange tubes 11 are installed and welded, extending into refrigerant chamber 1.
Трубная решетка 13 размещена внутри камеры 4 теплоносителя и также перфорирована отверстиями. Впускные трубки 12, имеющие меньший внешний диаметр, чем внутренний диаметр теплообменных труб 11, прикреплены к отверстиям трубной решетки 13, проходят вовнутрь теплообменных трубок 11 и образуют кольцевой зазор 14. Трубная решетка 13 разделяет входную камеру 5 и выходную камеру 7 теплоносителя, при этом кольцевой зазор 14 и другой конец теплообменной трубки сообщаются с выходной камерой 7 теплоносителя.Tube sheet 13 is located inside the coolant chamber 4 and is also perforated with holes. Inlet tubes 12, having a smaller outer diameter than the inner diameter of the heat exchange tubes 11, are attached to the holes of tube sheet 13, pass inside the heat exchange tubes 11 and form an annular gap 14. Tube sheet 13 separates the inlet chamber 5 and the outlet chamber 7 of the coolant, wherein the annular gap 14 and the other end of the heat exchange tube communicate with the outlet chamber 7 of the coolant.
Хладагент, например кипящая вода из парового котла, проходит в камеру 1 хладагента через один или несколько входных патрубков 2 под давлением от 3,5 МПа до 6,8 МПа с расходом от 0,7 т/ч до 1,4 т/ч. Теплообменные трубки 11, в которых течет теплоноситель, обеспечивают поступление тепла в камеру 1 хладагента. Хладагент (например, вода, пар или их смесь) покидает камеру 1 хладагента через один или несколько выходных патрубков 3.A coolant, such as boiling water from a steam boiler, enters coolant chamber 1 through one or more inlet pipes 2 at a pressure of 3.5 MPa to 6.8 MPa and a flow rate of 0.7 t/h to 1.4 t/h. Heat exchange tubes 11, through which the coolant flows, provide heat to coolant chamber 1. The coolant (e.g., water, steam, or a mixture thereof) leaves coolant chamber 1 through one or more outlet pipes 3.
Температура хладагента на входе находится в интервале от 100°С до 350°С, предпочтительно в интервале от 250°С до 325°С, температура хладагента на выходе находится в интервале от 100°С до 350°С.The inlet temperature of the refrigerant is in the range from 100°C to 350°C, preferably in the range from 250°C to 325°C, the outlet temperature of the refrigerant is in the range from 100°C to 350°C.
Теплоноситель, например горячий синтез-газ из колонны синтеза аммиака, поступает во входную камеру 5 теплоносителя через входной патрубок 6 под давлением от 12 МПа до 26 Мпа с общим расходом от 240 т/ч до 580 т/ч. Затем теплоноситель проходит через отверстия трубной решетки 13 во впускные трубки 12 и далее в теплообменные трубки 11. Пройдя вдоль теплообменных трубок 11, охлажденный теплоноситель поступает в выходную камеру 7. Температура теплоносителя на входе находится в интервале от 300°С до 500°С, на выходе от 250°С до 295°СThe coolant, for example hot synthesis gas from the ammonia synthesis column, enters the coolant inlet chamber 5 through the inlet pipe 6 under a pressure of 12 MPa to 26 MPa with a total flow rate of 240 t/h to 580 t/h. The coolant then passes through the openings of the tube sheet 13 into the inlet tubes 12 and further into the heat exchange tubes 11. After passing along the heat exchange tubes 11, the cooled coolant enters the outlet chamber 7. The coolant temperature at the inlet is in the range from 300°C to 500°C, at the outlet from 250°C to 295°C.
Благодаря эжектору 15 на конце впускных трубок 12 в области выхода из них теплоносителя внутри теплообменных трубок 11 создается пониженное давление, которое всасывает из выходной камеры 7 часть охлажденного теплоносителя и обеспечивает его движение по кольцевому зазору 14 со скоростью от 1 м/с до 9 м/с в том же направлении, что и внутри впускных трубок 12. Избыток охлажденного теплоносителя удаляется из камеры 7 через один или несколько выпускных патрубков 8. Общая длина впускных трубок 12 может составлять от 400 мм до 900 мм, при этом длина после трубной решетки 13 может составлять величину от 50 мм до 500 мм.Due to the ejector 15 at the end of the inlet tubes 12 in the area of the coolant outlet from them, a reduced pressure is created inside the heat exchange tubes 11, which sucks in part of the cooled coolant from the outlet chamber 7 and ensures its movement along the annular gap 14 at a speed of 1 m/s to 9 m/s in the same direction as inside the inlet tubes 12. The excess cooled coolant is removed from the chamber 7 through one or more outlet pipes 8. The total length of the inlet tubes 12 can be from 400 mm to 900 mm, while the length after the tube sheet 13 can be from 50 mm to 500 mm.
Вовлеченный в кольцевой зазор 14 теплоноситель из выходной камеры 7 препятствует нагреву трубной доски 9 входным теплоносителем.The coolant drawn into the annular gap 14 from the outlet chamber 7 prevents the heating of the tube sheet 9 by the inlet coolant.
Теплопередачу между входным теплоносителем, проходящим во впускных трубках 12, и охлажденным теплоносителем в кольцевом зазоре 14 целесообразно минимизировать за счет тепловой изоляции впускной трубки 12.It is advisable to minimize the heat transfer between the inlet coolant passing through the inlet tubes 12 and the cooled coolant in the annular gap 14 by means of thermal insulation of the inlet tube 12.
Пример осуществления полезной моделиExample of implementation of the utility model
Через входной патрубок 2 в камеру 1 подается пар с молекулярной массой 18,02 кг/кмол и плотностью 24,3 кг/м3, расходом 1050 тон/час при температуре 261°С и давлении 4,7 МПа. Через входной патрубок 6 в камеру 5 теплоносителя подается синтез-газ общим расходом 390 тон/час при температуре 422°С и давлении 17 МПа. Длина впускных трубок 12 составляет 200 мм после выхода из трубной решетки, общая длина 600 мм. Вход и выход теплообменных трубок 11 соединены общим газовым объемом выходной камеры 7 теплоносителя. Материал теплообменных и впускных трубок - нержавеющая сталь с коэффициентом теплопроводности 16 Вт/(м К). Материал трубной доски и трубной решетки - малолегированная сталь с коэффициентом теплопроводности 48 Вт/(м⋅К). После выхода на рабочий режим максимальная температура трубной решетки составила 290°С.Steam with a molecular weight of 18.02 kg/kmole and a density of 24.3 kg/ m3 is fed into chamber 1 through inlet pipe 2, at a flow rate of 1050 tons/hour, a temperature of 261°C and a pressure of 4.7 MPa. Synthesis gas is fed through inlet pipe 6 into chamber 5 of the coolant at a total flow rate of 390 tons/hour, a temperature of 422°C and a pressure of 17 MPa. The length of inlet tubes 12 is 200 mm after leaving the tube sheet, the total length is 600 mm. The inlet and outlet of heat exchange tubes 11 are connected by a common gas volume of outlet chamber 7 of the coolant. The material of the heat exchange and inlet tubes is stainless steel with a thermal conductivity of 16 W/(m K). The material of the tube sheet and tube sheet is low-alloy steel with a thermal conductivity of 48 W/(m⋅K). After reaching the operating mode, the maximum temperature of the tube sheet was 290°C.
Для целей подтверждения преимуществ полезной модели проводилось сравнение с аналогичными эксплуатационными показателями оборудования в соответствии с прототипом, в котором общая длина впускных трубок составила 1900 мм, из которых 1500 мм - длина части после трубной решетки. Максимальная температура трубной решетки составила 346°С при сравнимом перепаде давления.To validate the utility model's advantages, a comparison was made with similar equipment performance indicators based on a prototype. The total length of the inlet tubes was 1900 mm, of which 1500 mm was the length of the section after the tube sheet. The maximum tube sheet temperature was 346°C with a comparable pressure drop.
Благодаря полезной модели, трубная доска 9 вступает в контакт лишь с охлажденным выходящим теплоносителем. Таким образом, минимизируются вышеупомянутые проблемы существующих теплообменников, связанные с горячим входящим газом и температурным перепадом между трубками в толстой трубной доске. Трубная решетка 13 для впускных труб 12, согласно полезной модели, является тонкой, так как эта часть не находится под давлением и может быть выполнена из аустенитной высоколегированной стали, потому что она не взаимодействует с хладагентом. Температура теплоносителя на выходе не превышает 290°С, в отличие от 340°С до 370°С в прототипе.Thanks to the utility model, tube sheet 9 comes into contact only with the cooled outgoing coolant. This minimizes the aforementioned problems of existing heat exchangers associated with hot inlet gas and the temperature difference between the tubes in a thick tube sheet. According to the utility model, tube sheet 13 for inlet tubes 12 is thin because this part is not under pressure and can be made of austenitic high-alloy steel because it does not interact with the coolant. The coolant outlet temperature does not exceed 290°C, compared to 340°C to 370°C in the prototype.
Claims (3)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU240211U1 true RU240211U1 (en) | 2025-12-26 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3568764A (en) * | 1969-09-05 | 1971-03-09 | Daniel J Newman | Heat exchanger |
| RU2516675C1 (en) * | 2010-05-11 | 2014-05-20 | Атлас Копко Эрпауэр, Намлозе Веннотсхап | Device for gas compression and drying |
| CN103322834B (en) * | 2013-06-26 | 2014-12-10 | 哈尔滨工业大学 | Multi-tube-bundle jet-fluidized anti-scale shell and tube heat exchanger using sewage and refrigerant |
| RU2599889C2 (en) * | 2011-01-31 | 2016-10-20 | Хальдор Топсеэ А/С | Heat exchanger with u-shaped tubes, method of heat exchange between heat carrier and coolant and use of heat exchanger with u-shaped tubes |
| RU203733U1 (en) * | 2021-02-25 | 2021-04-19 | Общество с ограниченной ответственностью «Башкирская генерирующая компания» | Steam jet ejector |
| RU2814720C1 (en) * | 2023-08-29 | 2024-03-04 | Общество с ограниченной ответственностью "Протемол" | Vacuum evaporator for milk raw material condensation |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3568764A (en) * | 1969-09-05 | 1971-03-09 | Daniel J Newman | Heat exchanger |
| RU2516675C1 (en) * | 2010-05-11 | 2014-05-20 | Атлас Копко Эрпауэр, Намлозе Веннотсхап | Device for gas compression and drying |
| RU2599889C2 (en) * | 2011-01-31 | 2016-10-20 | Хальдор Топсеэ А/С | Heat exchanger with u-shaped tubes, method of heat exchange between heat carrier and coolant and use of heat exchanger with u-shaped tubes |
| CN103322834B (en) * | 2013-06-26 | 2014-12-10 | 哈尔滨工业大学 | Multi-tube-bundle jet-fluidized anti-scale shell and tube heat exchanger using sewage and refrigerant |
| RU203733U1 (en) * | 2021-02-25 | 2021-04-19 | Общество с ограниченной ответственностью «Башкирская генерирующая компания» | Steam jet ejector |
| RU2814720C1 (en) * | 2023-08-29 | 2024-03-04 | Общество с ограниченной ответственностью "Протемол" | Vacuum evaporator for milk raw material condensation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10386120B2 (en) | Shell and tube heat exchanger | |
| US4401153A (en) | Heat exchanger incorporating nitriding-resistant material | |
| US11054196B2 (en) | Shell-and-tube heat exchanger | |
| RU2599889C2 (en) | Heat exchanger with u-shaped tubes, method of heat exchange between heat carrier and coolant and use of heat exchanger with u-shaped tubes | |
| US3982585A (en) | Heat exchange apparatus | |
| US20110034709A1 (en) | Tube reactor | |
| KR920004132Y1 (en) | Ammonia synthesis converter | |
| EP1664650B1 (en) | Apparatus and process for cooling hot gas | |
| EP4390289B1 (en) | Heat exchanger with fluids in inverted counter-current configuration and operating method thereof | |
| RU240211U1 (en) | Inlet pipe for feeding synthesis gas into the heat exchanger | |
| RU240055U1 (en) | Reactor for the utilization of synthesis gas in ammonia production | |
| CN106433801B (en) | Quench system, system having a quench system, and method of superheating steam | |
| CN87107323A (en) | Heat exchanger | |
| EP0774103A1 (en) | Apparatus for cooling hot gas | |
| CZ51198A3 (en) | Boiler employing waste heat being generated during gas synthesis | |
| JP3977840B2 (en) | Waste heat boiler for Claus plant | |
| EP3502608B1 (en) | Heat exchanger for a molten salt steam generator in a concentrated solar power plant (iii) | |
| RU237998U1 (en) | Tube sheet heat exchanger | |
| EP1756506B1 (en) | Apparatus for cooling a hot gas | |
| EP3691991B1 (en) | A novel layout for inter-bed cooling in sulfuric acid plants | |
| WO2024241242A1 (en) | Double-zone shell and tube equipment, related plant containing said equipment and process for producing a chemical in said plant | |
| SU922483A1 (en) | Heat exchanger | |
| SU1364847A2 (en) | Shell-and-tube heat exchanger |