подогреватель типа труба в трубе

Формула изобретения

ПОДОГРЕВАТЕЛЬ ТИПА ТРУБА В ТРУБЕ, содержащий по меньшей мере одну теплообменную секцию в виде двух коаксиально установленных U-образных труб, подключенных к штуцерам для ввода и вывода трубной и межтрубной сред, отличающийся тем, что прямые концы наружной трубы соединены между собой трубной перемычкой, штуцер для ввода межтрубной среды размещен на этой перемычке, а штуцер для ее вывода - на изогнутом участке наружной трубы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в глиноземном производстве в сфере автоклавного выщелачивания для нагрева бокситовой пульпы.

Известен теплообменник [1] , содержащий корпус с расположенным в нем пучком труб, завальцованных в решетки, одна из которых (верхняя) установлена с возможностью продольного перемещения (для устранения термомеханических напряжений), т. е. является "плавающей". Кроме того, аппарат содержит две растворные камеры и патрубки для подвода и отвода среды и теплоносителя.

Недостатком теплообменника является то, что снабжен он греющими трубами незначительного диаметра (обычно 38 или 57 мм), которые могут забиваться при прохождении через них жидкости (пульпы), содержащей твердую фазу (куски осадка и т.п.).

Увеличение же диаметра греющих труб приведет к увеличению диаметра корпуса, а значит к значительному увеличению его толщины, особенно при работе под давлением 30 ати, применяемом при автоклавном выщелачивании, а также приведет к снижению скорости пульпы, следствием чего будет снижение коэффициента теплоотдачи и увеличение зарастания труб осадком.

Известен теплообменник [2], в котором устранены указанные недостатки, представляющий из себя теплообменник типа "трубка в трубке" и состоящий из нескольких U-образных элементов, соединенных параллельно-последовательно. В каждом элементе имеется две коаксиально расположенные трубы (наружная и внутренняя), снабженные патрубками для подвода и отвода среды и теплоносителя, при помощи которых они могут соединяться последовательно, образуя секции, которые соединяются параллельно при помощи коллекторов.

Недостатком теплообменника является то, что он может работать только в жидкостно-жидкостном (пульпо-пульповом) режиме и не может работать в газожидкостном (паропульповом) режиме. Это обусловлено тем, что движение теплоносителя, как и среды, в каждой секции может быть только последовательным из элемента в элемент, а при паропульповом режиме необходимо, чтобы пар подавался сразу во все секции, т.е. параллельно, т.к. пар конденсируется и его последовательное движение из элемента в элемент будет затруднено преодолением сопротивления конденсата, а значит будет потеря давления и температуры.

Целью изобретения является создание возможности работы теплообменника типа "труба в трубе" с U-образными элементами в паропульповом режиме, т.е. с использованием в качестве теплоносителя (межтрубной среды) пара.

Указанная цель достигается тем, что подогреватель типа "труба в трубе", содержащий по меньшей мере одну теплообменную секцию в виде коаксиально установленных наружной и внутренней U-образных труб, подключенных к штуцерам для ввода и вывода трубной и межтрубной сред (пульпы, пара и конденсата соответственно), выполнен так, что прямые концы наружной трубы соединены между собой трубной перемычкой, на которой размещен штуцер для ввода межтрубной среды, а штуцер для ее вывода размещен на изогнутом участке наружной трубы.

На чертеже представлен предлагаемый подогреватель, состоящий из одного U-образного элемента.

Подогреватель состоит из наружной трубы 1, внутри которой установлена труба 2 меньшего диаметра со штуцерами 3, 4. Концы трубы 1 соединены трубной перемычкой 5 со штуцером 6 для подвода межтрубной среды, а в торцах ее установлены кольцевые заглушки 7. На перегибе трубы 1 установлен штуцер 8 для отвода межтрубной среды.

Данный подогреватель, как и аппарат-прототип, может состоять из нескольких элементов. При этом штуцера 6 и 8 объединяются общим паровым и конденсатным коллекторами.

Подогреватель работает следующим образом. Пульпа подается через штуцер 3 в трубу 2, проходит ее и выходит нагретая через штуцер 4. Пар через штуцер 6 и перемычку 5 подается в трубу 1, отдает тепло пульпе через стенку трубы 2 и конденсируется. Конденсат скапливается в нижней части трубы 1 и отводится через штуцер 8.

Внутренняя труба 2 может иметь диаметр 108 мм, а наружная труба 1 - диаметр 159 мм, которые широко применяются в глиноземном производстве.

Такими подогревателями можно заменить кожухотрубчатые подогреватели паропульпового типа, широко применяемые в глиноземном производстве (Лайнер А. И. и др. Производство глинозема, М.: Металлургия, 1978, с.102, рис.30) для регенеративного нагрева пульпы, которым свойственен указанный недостаток и которые в настоящее время промышленность не выпускает. Предлагаемый же подогреватель может быть изготовлен силами ремонтного подразделения глиноземного цеха, т.к. наибольший внутренний диаметр применяемых труб равен не более 150 мм (159 мм - наружный диаметр).