NL7810186A

NL7810186A - Vapour-condensing heat exchanger - has lengthwise open=ended sleeves in vessel connected to suction pipe

Info

Publication number: NL7810186A
Application number: NL7810186A
Authority: NL
Original assignee: Stork Koninklijke Maschf
Priority date: 1978-10-10
Filing date: 1978-10-10
Publication date: 1980-04-14

Abstract

The exchange condensing vapour contg. non-condensable gas, comprises an oblong vessel the supply unions at the periphery for the vapour, and contains a pipe bundle with inlet and outlet unions for the cooling liquid. It is divided into compartments, and has drains near the bottom for the condensate and also for the gas. Centrally in the vessel there are lenghwise sleeves in the compartments, open at one end connected near the other to a suction pipe running in the lengthwise driection. Part of the cooling pipe bundle extends through the sleeves.

Description

SSi/wd/437 <%~f - 1 ' \SSi / wd / 437 <% ~ f - 1 '\

Koninklijke Machinefabriek Stork B.V. te HengeloKoninklijke Machinefabriek Stork B.V. in Hengelo

Warmtewisselaar voor het condenseren van niet-condenseerbare gassen bevattende dampenHeat exchanger for condensing vapors containing non-condensable gases

De uitvinding heeft betrekking op een warmtewisselaar voor het condenseren van niet-condenseerbare gassen bevattende dampen bestaande uit een langwerpig vat, dat aan de omtrek is voorzein van een of meer toevoeraansluitingen 5 voor de dampen, dat een pijpenbundel bevat, die is voorzien van een toe- en afvoeraansluiting voor de door de bundel stromende koelvloeistof en dat door schotten is verdeeld in compartimenten en waarbij nabij de onderzijde een afvoer voor het condensaat en verder een afvoer voor de niet-con-10 denseerbare gassen aanwezig is.The invention relates to a heat exchanger for condensing non-condensable gases containing vapors consisting of an elongated vessel, which is circumferentially provided with one or more supply connections 5 for the vapors, which contains a pipe bundle which is provided with an - and a discharge connection for the cooling liquid flowing through the bundle and which is divided into compartments by partitions and wherein near the bottom side there is a discharge for the condensate and furthermore a discharge for the non-condensable gases.

Bij een dergelijke warmtewisselaar ontstaat op de koudste plaatsen een opeenhoping van de niet-condenseerbare gassen waardoor de koeling wordt bemoeilijkt en de capaciteit van de warmtewisselaar gaat teruglopen. De uit-15 vinding beoogt nu een warmtewisselaar te verschaffen, waarbij men er zeker van kan zijn, dat de niet-condenseerbare gassen worden afgevoerd, zodat er geen opeenhoping van die gassen in de warmtewisselaar kan ontstaan.With such a heat exchanger, a build-up of the non-condensable gases occurs in the coldest places, which makes cooling more difficult and reduces the capacity of the heat exchanger. The invention now aims to provide a heat exchanger, whereby it can be ensured that the non-condensable gases are discharged, so that no accumulation of those gases can occur in the heat exchanger.

Volgens de uitvinding zijn centraal in het vat 20 in een aantal van de compartimenten zich in lengterichting uitstrekkende kokers aangebracht, die aan het ene einde open zijn en nabij het andere einde aansluiten op een zich nabij het midden van het vat in langsrichting uitstrekkende leiding die is verbonden met een afzuigleiding en strekt 25 zich door de kokers heen een deel van de bundel koelpijpen uit. Doordat de kokers aan het ene einde zijn verbonden met een afzuigleiding zal een stroming in de kokers treden.According to the invention, centrally in the vessel 20 are arranged in a number of the compartments longitudinally extending sleeves which are open at one end and connect near the other end to a conduit extending longitudinally near the center of the vessel. connected to an extraction pipe and a part of the bundle of cooling pipes extends through the sleeves. Because the sleeves are connected at one end to an extraction pipe, a flow will enter the sleeves.

De kokers zijn centraal in het hart van de bundel geplaatst, terwijl het mengsel van gas', en damp van de buitenzijde wordt 30 toegevoerd. De koudste plaats van de warmtewisselaar is in het hart van de bundel.The tubes are placed centrally in the center of the bundle, while the mixture of gas and vapor is supplied from the outside. The coldest place of the heat exchanger is at the heart of the bundle.

78101867810186

Jr 'f 2Jr 'f 2

Op deze koudste plaats wordt een hoeveelheid damp uit de bundel gezogen. Met deze damp worden de niet-conden-seerbare gassen uit de bundel afgevoerd. Deze damp conden-seert op de koelpijpen, die binnen de kokers zijn gelegen.In this coldest place, an amount of vapor is drawn from the bundle. The non-condensable gases are removed from the bundle with this vapor. This vapor condenses on the cooling pipes, which are located inside the tubes.

5 Via de verbinding tussen deze kokers en de afzuigleiding worden de niet-condenseerbare gassen met een geringe hoeveelheid stoom afgezogen.5 The non-condensable gases are extracted with a small amount of steam via the connection between these tubes and the extraction pipe.

Volgens de uitvinding kan de bundel een haarspeld-bundel zijn, en strekt een op de toevoer voor de koelvloei-10 stof aansluitend deel van de bundel zich binnen de kokers uit. De kokers omsluiten dus een deel van de koelpijpen.According to the invention, the bundle can be a hairpin bundle, and a part of the bundle connecting to the coolant supply extends within the tubes. The tubes thus enclose part of the cooling pipes.

De dampen met de niet-condenseerbare gassen stromen radiaal in de bundel. Bij deze doorstroming condenseert een groot deel van de damp en neemt die concentratie aan niet-15 condenseerbare gassen toe. Dit met niet-condenseerbare gassen verrijkte mengsel, stroomt de koker binnen waarvan de inlaatopening steeds gelegen is op de koudste plek van het deel van de bundel, waarmee de betreffende koker correspondeert. In de koker zet zich het condensatieproces van de 20 dampen voort tot uiteindelijk een geringe hoeveelheid van de damp met alle niet-condenseerbare gassen wordt afgezogen.The vapors with the non-condensable gases flow radially into the beam. In this flow-through, a large part of the vapor condenses and that concentration of non-condensable gases increases. This mixture, enriched with non-condensable gases, flows into the duct, the inlet opening of which is always located at the coldest spot of the part of the bundle with which the duct concerned corresponds. The condensation process of the vapors continues in the tube until eventually a small amount of the vapor is extracted with all non-condensable gases.

Volgens de uitvinding kunnen in een doeltreffende uitvoeringsvorm zich vanaf het midden tot op enige afstand van de wand van het vat reikende dwarsschotten aanwezig 25 zijn en sluiten de kokers aan het ene eind aan op een opening in of nabij een dwarsschot en eindigen de kokers met het andere einde op, of op enige afstand van het volgende schot.According to the invention, in an effective embodiment, transverse bulkheads extending from the center to some distance from the wall of the vessel may be present and the sleeves at one end connect to an opening in or near a transverse partition and the sleeves terminate with the other end on, or some distance from, the next shot.

De toegevoerde damp wordt nu meteen aan de omtrek in een aantal dwars op de pijpen stromende hoeveelheden 30 verdeeld, waarbij voor elke ruimte tussen de schotten een afzuigkoker aanwezig is voor de laatste resten damp met de niet-condenseerbare gassen.The supplied vapor is now distributed circumferentially in a number of quantities flowing transversely to the pipes, with an exhaust duct for each space between the baffles for the last residues of vapor with the non-condensable gases.

De uitvinding zal nader worden toegelicht in de volgende beschrijving van een uitvoeringsvoorbeeld van een 35 warmtewisselaar aan de hand van de tekening.The invention will be further elucidated in the following description of an exemplary embodiment of a heat exchanger with reference to the drawing.

7810186 · 3 ', i7810186-3 ', i

In de tekening toont: fig. 1 een warmtewisselaar volgens de uitvinding in langsdoorsnede, fig. 2 een doorsnede volgens de lijn lï-II uit 5 fig. 1, fig. 3 een met fig. 1 overeenkomende doorsnede in een andere uitvoeringsvorm van de warmtewisselaar.In the drawing: Fig. 1 shows a longitudinal section of a heat exchanger according to the invention, Fig. 2 shows a section according to the line II-II of Fig. 1, Fig. 3 shows a section corresponding to Fig. 1 in another embodiment of the heat exchanger .

De warmtewisselaar wordt gevormd door een langwerpig vat 1, waarbinnen zich een haarspeldvormige bundel 10 koelpijpen 2 uitstrekt. De bundel is bevestigd in een pijp-plaat 3, die een afsluiting vormt van een toevoerkamer 4, waaraan via aansluiting 5 koelwater kan worden toegevoerd.The heat exchanger is formed by an elongated vessel 1, within which a hairpin-shaped bundle 10 of cooling pipes 2 extends. The bundle is fixed in a pipe-plate 3, which forms a closure of a supply chamber 4, to which cooling water can be supplied via connection 5.

De pijpplaat 3 maakt tevens deel uit van een afvoerkamer 6, waaruit de uit de pijpenbundel 2 tredende koelvloeistof 15 via de afvoeraansluiting 7 kan worden afgevoerd. Om het vat 1 ligt bijvoorbeeld een ringvormige mantel 8, die is voorzien van een toevoeraansluiting 9 voor de te condenseren dampen. Deze dampen bevatten niet-condenseerbare gassen.The tube plate 3 also forms part of a discharge chamber 6, from which the cooling liquid 15 emerging from the pipe bundle 2 can be discharged via the discharge connection 7. Around the vessel 1 there is, for example, an annular jacket 8, which is provided with a supply connection 9 for the vapors to be condensed. These vapors contain non-condensable gases.

De binnen de mantel 8 gelegen kamer 10 staat via openingen 20 11 in verbinding met het inwendige van het vat 1. Binnen het vat 1 strekken zich verder een aantal dwarsschotten 12 uit, die bijvoorbeeld met behulp van steunstangen 13 onderling zijn verbonden.The chamber 10 located inside the jacket 8 communicates via openings 20 11 with the interior of the vessel 1. Within the vessel 1 a number of transverse partitions 12 further extend, which are interconnected, for example, by means of support rods 13.

De pijpen van de bundel 2 vinden steun in door-25 laatopeningen door deze dwarsschotten 12. Nabij het midden vertonen de schotten 12 een opening 14, waarop een rechthoekige koker 15 aansluit, De koker 15 is aan het van de opening 14 afgekeerde einde door een wand 16, waar-.door tevens de binnen de koker gelegen pijpen worden ge-30 steund,afgesloten. De wand 16 ligt op enige afstand van het volgende schot 12. Tussen elke twee schotten 12 ligt een koker 15. Door de kokers 15 heen strekt zich een deel van de bundel 2 uit. Het binnen de kokers 15 gelegen deel van de bundel 2 mondt uit in de ruimte 4, waaraan het koelwater 35 wordt toegevoerd. Langs de kokers 15 loopt een leiding 17 die via een pijp 18 is verbonden met een niet nader aange- 7810186 ' + 4 / duide afzuigleiding. Elke koker 15 is via een opening 19 verbonden met de afzuigleiding Ί7. Het vat 1 is verder voorzien van een afvoerleiding 20 voor gecondenseerde vloeistof.The pipes of the bundle 2 find support in passage openings through these transverse partitions 12. Near the center the partitions 12 have an opening 14, to which a rectangular tube 15 connects. The tube 15 is at the end remote from the opening 14 by a wall 16, by which the pipes located inside the tube are also supported, closed. The wall 16 is at some distance from the next bulkhead 12. Between every two bulkheads 12 there is a tube 15. A part of the bundle 2 extends through the tubes 15. The part of the bundle 2 located inside the tubes 15 opens into the space 4, to which the cooling water 35 is supplied. A conduit 17 runs along the tubes 15 and is connected via a pipe 18 to a suction pipe (not further specified). Each tube 15 is connected via an opening 19 to the suction pipe 7. The vessel 1 is further provided with a condensation liquid discharge pipe 20.

5 De werking van de getekende warmtewisselaar is als volgt. Het via de toevoeraansluiting 5 toegevoerde koelwater stroomt door de pijpenbundel 2 en verlaat via de afvoer 7 de warmtewisselaar weer. Via de aansluiting 9 wordt aan de kamer 10 bijvoorbeeld stoom toegevoerd. De stoom verdeelt 10 zich via openingen 11 over de binnenomtrek van het vat 1.5 The operation of the drawn heat exchanger is as follows. The cooling water supplied via the supply connection 5 flows through the pipe bundle 2 and leaves the heat exchanger via the discharge 7 again. For example, steam is supplied to the chamber 10 via the connection 9. The steam distributes via openings 11 over the inner circumference of the vessel 1.

Het in de kokers 15 gevormde condensaat wordt via de openingen 14 afgevoerd en komt terecht in het vat 1, waar het via de daarvoor bestemde afvoer 20 met het overige condensaat kan worden afgevoerd. Het condensaat dat gevormd wordt in 15 de koker tussen de pijpplaat 3 en het het dichtst bij de pijpplaat gelegen steunschot wordt afgevoerd via de spieetvormige ruimten tussen de pijpen in deze koker en het binnen de koker gelegen steunschot voor deze pijpen.The condensate formed in the tubes 15 is discharged via the openings 14 and ends up in the vessel 1, where it can be discharged via the appropriate drain 20 with the remaining condensate. The condensate that is formed in the tube between the tube sheet 3 and the support bulkhead closest to the tube sheet is discharged through the splined spaces between the pipes in this tube and the support bulkhead within these tubes for these tubes.

De niet-condenseerbare gassen die zich verzamelen 20 in de ruimten 22 worden afgevoerd met de stoom die in de onderste koker stroomt via de opening 23.The non-condensable gases that collect in the spaces 22 are discharged with the steam flowing into the bottom tube through the opening 23.

Het valt gemakkelijk in te zien dat hetzelfde principe dat hiervoor is beschreven ook kan worden toegepast voor horizontaal opgestelde warmtewisselaars. Wanneer 25 het koude gedeelte van de bundel 2 zich aan de onderzijde bevindt (inlaat voor de koelvloeistof aan de onderzijde) zijn in principe geen wijzigingen nodig. Wanneer dit niet het geval is moet men enige eenvoudige voorzieningen treffen om te zorgen voor een ongestoorde afvoer van het condensaat 30 dat zich in de kokers vormt.It is easy to see that the same principle described above can also be applied to horizontally arranged heat exchangers. When the cold part of the bundle 2 is at the bottom (inlet for the coolant at the bottom), in principle no changes are necessary. If not, some simple steps must be taken to ensure undisturbed drainage of the condensate 30 that forms in the chutes.

Bij een verticale opstelling waarbij de toe- en afvoer van het koelmedium aan de onderzijde is gelegen kan de uitvinding worden toegepast in de uitvoering die is aangegeven in fig. 3. In de afgebeelde uitvoeringsvorm 35 wordt het koelwater toegevoerd via de stomp 30 en afgevoerd via de stomp 31. De damp wordt toegevoerd via de stomp 32.In a vertical arrangement in which the supply and discharge of the cooling medium is situated at the bottom, the invention can be applied in the embodiment shown in Fig. 3. In the illustrated embodiment 35, the cooling water is supplied via the stump 30 and discharged via the stub 31. The vapor is supplied via the stub 32.

78101867810186

Claims

1. Heat exchanger for condensing non-condensable gases containing vapors, consisting of an elongated vessel, which is provided on the periphery with one or more supply connections for the vapors, which contains a bundle of pipes, which is provided with an inlet and outlet closure for the coolant flowing through the bundle, which is divided into compartments by partitions and where near the bottom side there is a drain for the condensate and furthermore a drain for the non-condensable gases, characterized in that centrally in the vessel in a a plurality of the longitudinally-extending compartments are provided, which are open at one end and adjacent the other end to a longitudinally extending conduit proximate the center of the vessel which is connected to an aspiration conduit and extends through the ducts part of the bundle of cooling pipes extends.

2. Heat exchanger as claimed in claim 1, characterized in that the bundle is a hairpin bundle and in that a part of the bundle connecting to the coolant supply extends inside the tubes. 7810186 - f / '6

Heat exchanger according to claim 2, characterized in that transverse partitions extending from the center to some distance from the wall of the vessel are present and in that the tubes connect at one end to an opening in or near a transverse partition and with the end at some distance from the next shot. 781 0186