Теплообменник, в частности теплообменник типа "блок в оболочке", содержащий сепаратор, для отделения газовой фазы от жидкой фазы и для распределения жидкой фазы - RU2017120983A

1. Теплообменник (1) для непрямого обмена тепла между первой средой (4) и второй средой (4а), содержащий:

- бак (2), который имеет внутреннее пространство (I) для приема двухфазной первой среды (4),

- пластинчатый теплообменник (5), установленный во внутреннем пространстве (I), для непрямого обмена тепла между первой средой (4) и второй средой (4а), причем внутреннее пространство (I) выполнено для приема первой среды (4) с таким уровнем заполнения (3), что жидкая фаза (38) первой среды (4) образует ванну, окружающую пластинчатый теплообменник (5), и

- вход (6) для введения первой среды (4) во внутреннее пространство (I),

отличающийся тем, что

во внутреннем пространстве (I) предусмотрен сепаратор (8), образующий приемное пространство (7), для отделения газовой фазы (39) от жидкой фазы (38) первой среды (4), причем сепаратор (8) имеет по меньшей мере одно направленное вверх приемное отверстие (9) для введения в приемное пространство (7) первой среды (4), поступающей сверху вниз во внутреннее пространство (I), причем направленное вверх приемное отверстие (9) установлено выше уровня заполнения (3) или на уровне заполнения (3), так что газовая фаза первой среды (4), прием которой осуществляют в приемном пространстве (7), может выходить через приемное отверстие (9) во внутреннее пространство (I), причем во внутреннем пространстве (I) предусмотрено распределительное устройство (13), которое находится в соединении по потоку со входом (6) и установлено вертикально над приемным отверстием (9) и также выше уровня заполнения (3), причем распределительное устройство (13) выполнено для распределения первой среды (4) над приемным отверстием (9).

2. Теплообменник (1) по п. 1, отличающийся тем, что сепаратор (8) имеет первую боковую стенку (10), которая, в частности, обращена к внутреннему пространству (I).

3. Теплообменник (1) по п. 2, отличающийся тем, что первая боковая стенка (10) имеет по меньшей мере одно распределительное отверстие (11), причем по меньшей мере одно распределительное отверстие (11) по меньшей мере частично установлено ниже уровня заполнения (3), так что жидкая фаза (38) первой среды (4) может быть введена с помощью по меньшей мере одного распределительного отверстия (11) в ванну, окружающую пластинчатый теплообменник (5).

4. Теплообменник (1) по п. 2, отличающийся тем, что первая боковая стенка (10) образована в виде переливной перегородки.

5. Теплообменник (1) по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что распределительное устройство (13) для распределения первой среды (4) над приемным отверстием (9) имеет по меньшей мере одно направленное вниз выходное отверстие (37) и еще, в частности, проводящее устройство (100).

6. Теплообменник (1) по п. 2 или любому из пп. 3-5, в той части, в которой они относятся к п. 2, отличающийся тем, что сепаратор (8) имеет вторую боковую стенку (16), которая расположена напротив первой боковой стенки (10) и, в частности, образована стенкой (17) или оболочкой (17) бака (2).

7. Теплообменник (1) по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что сепаратор (8) имеет третью боковую стенку (19) и четвертую боковую стенку (20), лежащую напротив третьей боковой стенки (19), причем третья и четвертая боковые стенки (19, 20) присоединены, соответственно, к первой и второй боковым стенкам (10, 16) одна к другой и, в частности, установлены при сборке перпендикулярно, при этом, в частности, третья и/или четвертая боковые стенки (19, 20), соответственно, образованы в виде переливной перегородки.

8. Теплообменник (1) по п. 7, отличающийся тем, что третья и четвертая боковые стенки (19, 20) имеют, соответственно, по меньшей мере одно боковое отверстие (12) для выпуска жидкой фазы (38) первой среды (4), причем соответствующее по меньшей мере одно боковое отверстие (12) образовано, в частности, в виде кругового отверстия.

9. Теплообменник (1) по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что сепаратор (8) является открытым на обеих его торцевых поверхностях.

10. Теплообменник (1) по п. 2 или одному из пп. 3-9, в той части, в которой они относятся к п. 2, отличающийся тем, что первая боковая стенка (10) наклонена в направлении пластинчатого теплообменника (5) и образует угол с вертикалью в диапазоне от 15° до 75°, в частности 45°.

11. Теплообменник (1) по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что пластинчатый теплообменник (5) имеет первые теплообменные каналы (24) для первой среды (4) и вторые теплообменные каналы (25) для второй среды, причем теплообменные каналы (24, 25) отделены друг от друга разделяющими пластинами, при этом, в частности, в первых и вторых теплообменных каналах (24, 25) установлены теплопроводящие структуры (26), при этом, в частности, пластинчатый теплообменник (5) имеет выходные отверстия (27) на верхней стороне (28) пластинчатого теплообменника и еще входные отверстия (30) на нижней части (29) пластинчатого теплообменника (5), так что жидкая фаза (38) первой среды (4), окружающая пластинчатый теплообменник (5), может проходить через эти входные отверстия (30) в первые теплообменные каналы (24) и может подниматься в последних и снова выходить из выходных отверстий (27).

12. Теплообменник (1) по п. 5 или одному из п.п. 6-11, в той части, в которой они относятся к п. 5, отличающийся тем, что теплообменник (1) имеет проводящее устройство (100), которое установлено ниже распределительного устройства (13) и предназначено для проведения жидкой фазы (38) первой среды (4), которая выходит из по меньшей мере одного выходного отверстия (37).

13. Теплообменник (1) по п. 12, отличающийся тем, что проводящее устройство (100) предназначено для проведения по меньшей мере части жидкой фазы (38), которая вышла из по меньшей мере одного выходного отверстия (37) в первом пространственном направлении (R) во второе пространственное направление (R'), причем второе пространственное направление (R') отличается, в частности, от первого пространственного направления (R), а второе пространственное направление (R') имеет, в частности, большую горизонтальную составляющую, чем первое пространственное направление (R), при этом первое пространственное направление (R) проходит, в частности, вертикально сверху вниз.

14. Теплообменник (1) по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что в приемном пространстве (7) сепаратора предусмотрено устройство (200) для проведения и/или регулирования жидкой фазы (38) в приемном пространстве (7), при этом устройство (200) имеет, в частности, по меньшей мере один из следующих элементов: проводящий элемент (201), в частности, в форме отражательной стенки, для отклонения и/или замедления потока жидкой фазы (38), сетку (202), в частности, сетку из проволоки, для замедления потока жидкой фазы (38) и/или для содействия агломерации пузырьков газа захваченной газовой фазы.

15. Теплообменник (1) по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что сепаратор (8) проходит по более чем половине длины оболочки (17) бака (2) во внутреннем пространстве (I) теплообменника (1), предпочтительно по более чем 80% указанной длины, более предпочтительно по более чем 90% указанной длины.