Теплообменник для изотермических химических реакторов - RU2004115336A

Реферат

1. Блочный теплообменник для радиальных или радиально-осевых изотермических реакторов (1), который имеет по существу кольцевую и цилиндрическую конструкцию с осевым проходным отверстием (11) определенного диаметра, отличающийся тем, что состоит из множества по существу прямоугольных сплющенных коробчатых теплообменников (13), расположенных в нескольких имеющих общую ось концентричных зонах и образующих в блочном теплообменнике (12) множество по существу радиальных групп, состоящих из лежащих в одной радиальной плоскости и в разных кольцевых зонах теплообменников (13), длинные стороны (13а) которых проходят параллельно оси блочного теплообменника (12), а короткие стороны (13b) проходят в радиальном направлении, и каждый такой теплообменник (13) имеет внутреннюю полость (17), через которую проходит текучий теплоноситель, по меньшей мере одну расположенную на одной стороне (13а) теплообменника трубу (19) для распределения подаваемого в него текучего теплоносителя и по меньшей мере одну расположенную на противоположной стороне (13а) теплообменника трубу (20), в которой собирается прошедший через теплообменник текучий теплоноситель, при этом указанные трубы (19, 20) соединены с одной стороны с внутренней полостью (17) теплообменника по меньшей мере через одно имеющееся в них отверстие (19а, 20а), а с другой стороны - с расположенными снаружи патрубками (21, 22) для подачи в теплообменник (13) и отвода из него текучего теплоносителя.

2. Блочный теплообменник по п.1, отличающийся тем, что каждый пластинчатый теплообменник (13) изготовлен из двух уложенных друг на друга металлических листов (14, 15) определенной формы, которые соединены между собой по периметру сварным швом (16) с образованием между ними внутренней полости (17).

3. Блочный теплообменник по п.2, отличающийся тем, что труба (19) для распределения текучего теплоносителя и труба (20), в которой собирается прошедший через теплообменник текучий теплоноситель, расположены на противоположных длинных сторонах (13а) соответствующего теплообменника (13).

4. Блочный теплообменник по п.3, отличающийся тем, что трубы (19, 20) выполнены в виде отдельных труб, которые крепятся во внутренней полости (17) теплообменника (13) на его противоположных длинных сторонах (13а).

5. Блочный теплообменник по п.3, отличающийся тем, что трубы (19, 20) выполнены путем деформации длинных сторон (13а) металлических листов, из которых изготовлен теплообменник.

6. Блочный теплообменник по пп.4 и 5, отличающийся тем, что трубы (19, 20) соединены с расположенным на теплообменнике (13) снаружи патрубками (21, 22), которые расположены на одной и той же короткой стороне (13b) теплообменника и обращены к одной и той же стороне блочного теплообменника (12).

7. Блочный теплообменник по пп.4 и 5, отличающийся тем, что трубы (19, 20) соединены с внутренней полостью (17) теплообменника множеством выполненных в них отверстий (19а, 20а), расположенных на образующей трубы.

8. Блочный теплообменник по п.1, отличающийся тем, что каждый из расположенных в одной радиальной группе теплообменников (13) имеет соответствующий патрубок (22) для выхода текучего теплоносителя, который соединен с патрубком (21) для подвода текучего теплоносителя соседнего теплообменника (13) той же радиальной группы соединением, выполненным по существу по типу гидравлического соединения "голова к хвосту".

9. Блочный теплообменник по п.1, отличающийся тем, что внутренняя полость (17) каждого теплообменника разделена на множество камер (117), которые непосредственно не сообщаются между собой, а соединены соответствующими отверстиями (19а, 20а) с трубой (19) для распределения подаваемого в теплообменник текучего теплоносителя и с трубой (20), в которой собирается прошедший через теплообменник текучий теплоноситель.

10. Блочный теплообменник по п.9, отличающийся тем, что каждая камера (117) образована проходящими перпендикулярно трубам (19, 20) сварными швами (117а), которыми между собой сварены металлические листы (14, 15).

11. Блочный теплообменник по п.10, отличающийся тем, что в каждой камере (117) расположены параллельные трубам (19, 20) направляющие перегородки (118), формирующие внутри камеры канал для прохода текучего теплоносителя по существу змеевидной формы.

12. Блочный теплообменник по п.11, отличающийся тем, что все камеры имеют одну и ту же ширину.

13. Блочный теплообменник по п.7, отличающийся тем, что отверстия (19а) в трубе (19) для распределения текучего теплоносителя имеют разную ширину.

14. Блочный теплообменник по п.12, отличающийся тем, что ширина отверстий (19а) увеличивается в направлении потока протекающего внутри трубы (19) текучего теплоносителя.

15. Блочный теплообменник по п.12, отличающийся тем, что в каждом отверстии (19а) расположена втулка (119а) с калиброванным отверстием, определяющим размеры поперечного сечения проходного отверстия между трубой (19) и каждой из камер (117), на которые разделена внутренняя полость теплообменника.

16. Блочный теплообменник по п.1, отличающийся тем, что он имеет по меньшей мере одну кольцевую трубу (23), предназначенную для распределения между теплообменниками подаваемого в них текучего теплоносителя и соединенную с одной стороны с трубами (19) для распределения текучего теплоносителя наиболее удаленных от центра теплообменников (13) блочного теплообменника (12), а с другой стороны - с соответствующей трубой (23а), по которой в теплообменник реактора (1) подается текучий теплоноситель.

17. Блочный теплообменник по пп.8 и 16, отличающийся тем, что он имеет по меньшей мере еще одну кольцевую трубу (24, 25), предназначенную для подачи в теплообменники текучего теплоносителя и соединенную с одной стороны с гидравлическими соединениями типа "голова к хвосту" каждой радиальной группы теплообменников (13), а с другой стороны – с соответствующей трубой (24а, 25а), по которой в теплообменник реактора (1) подается текучий теплоноситель.

18. Блочный теплообменник по п.17, отличающийся тем, что трубы (20), в которых собирается прошедший через расположенные в центре блочного теплообменника (12) теплообменники (13) текучий теплоноситель, имеют выходящие наружу и расположенные на одной и той же стороне блочного теплообменника открытые концы.

19. Блочный теплообменник по п.17, отличающийся тем, что он имеет по меньшей мере еще одну кольцевую трубу (26), в которой собирается текучий теплоноситель из всего блочного теплообменника (12) и которая соединена с трубами (20), в которых собирается текучий теплоноситель, теплообменников (13), расположенных в центре блочного теплообменника (12).

20. Изотермический химический реактор, содержащий цилиндрический корпус (2) и заполненную катализатором корзину (7), которая крепится внутри корпуса (2) и имеет по существу цилиндрические имеющие общую ось наружную и внутреннюю стенки (8, 10) и нижнюю стенку (7b, 28), отличающийся тем, что он снабжен закрепленным в корзине (7) блочным теплообменником (12) по любому из пп.15-19.

21. Реактор по п.20, отличающийся тем, что нижняя стенка (28) корзины выполнена выпуклой в направлении внутренней полости корзины (7).

22. Реактор по п.21, отличающийся тем, что в выпуклой нижней стенке (28) корзины имеется по меньшей мере одно отверстие (29) для выгрузки катализатора, расположенное рядом с наружной стенкой (8) корзины (7) и соединенное с трубой, выходящей из реактора наружу.