RU2087822C1

RU2087822C1 - Air-cooled horizontal apparatus

Info

Publication number: RU2087822C1
Application number: RU96107094/06A
Authority: RU
Inventors: Г.А. Марголин; Б.Е. Семенидо; Г.И. Германов; К.В. Баклашов
Original assignee: Товарищество с ограниченной ответственностью Научно-производственная компания "Кедр-89"
Priority date: 1996-04-18
Filing date: 1996-04-18
Publication date: 1997-08-20

Abstract

FIELD: cooling and condensing of gaseous, vaporous and liquid media in recovery of oil and petroleum products in oil refining , petrochemical and other industries. SUBSTANCE: horizontal apparatus of delivery or suction type includes tube bundle with distributing chambers secured on supporting members for displacement in case of thermal expansion; all members are mounted separately on module-type framework provided with struts. Apparatus is provided with counter-weights-compensators to compensate for vertical bending loads. Supports of tube bundle are made in form of load- bearing members of framework located lengthwise relative to tube bundle. Supports of tube bundle may be made in form of vertical load-bearing walls built in framework and provided with tube supporting members. One distributing chamber of tube bundle may be of floating type; in this case, end of tube bundle shall be rigidly secured on supporting members on side of other distributing chamber. Counter-weights- compensators may be made in form terminal members of framework located as cantilever relative to struts. Counter-weights-compensators may be additionally provided with device regulating the amount of their compensating force. This device may be made in form of rods adjustable in length and articulated on ends of cantilever sections and struts of framework. Length of each cantilever section of apparatus is no less than 0.5 of length between struts of framework and outreach of struts from framework is no more than 0.5 of total height of apparatus which is in its turn does not exceed 1.6 of its width. EFFECT: enhanced reliability. 5 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к аппаратам воздушного охлаждения, преимущественно, с горизонтальным расположением трубного пучка с двумя и более вентиляторами. Такие аппараты предназначены для охлаждения и конденсации газообразных, парообразных и жидких сред при переработке нефти и нефтепродуктов в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и смежных отраслях промышленности. The invention relates to air coolers, mainly with a horizontal tube bundle with two or more fans. Such devices are designed for cooling and condensation of gaseous, vaporous and liquid media during the processing of oil and oil products in the oil refining, petrochemical and related industries.

Из уровня техники известны аппараты воздушного охлаждения, например состоящие из зигзагообразно расположенных на модульных опорных конструкциях со стойками, теплообменных поверхностей, в виде оребренных труб и системы на них воздуха [1]
Недостатком этих аппаратов является повышенная трудоемкость при перевозке и монтаже, а также сравнительно большая металлоемкость опорных конструкций, обусловленная их жесткостью, которая должна быть достаточной для исключения прогибов теплообменных труб.Air cooling apparatuses are known from the prior art, for example, consisting of zigzag arranged on modular supporting structures with uprights, heat exchange surfaces, in the form of finned tubes and an air system on them [1]
The disadvantage of these devices is the increased complexity during transportation and installation, as well as the relatively large metal consumption of the supporting structures, due to their rigidity, which should be sufficient to prevent deflection of the heat transfer pipes.

Известны также принятые за прототип изобретения аппараты воздушного охлаждения, содержащие горизонтально расположенные трубные пучки с системой подачи на них воздуха, смонтированные на модуле опорной конструкции. При работе из этих модулей путем их состыковки собирается аппарат необходимой мощности [2]
Недостатком этих аппаратов является то, что для исключения прогиба труб трубные промежуточные опоры должны располагаться на расстоянии не более 1,8 м между собой, что обуславливает значительную металлоемкость модуля.Кроме того, такие аппараты характеризуются большой трудоемкостью при сборке и транспортировке.Also known are air coolers adopted for the prototype of the invention, containing horizontally arranged tube bundles with an air supply system mounted on a module of the supporting structure. When working from these modules by docking, an apparatus of the required power is assembled [2]
The disadvantage of these devices is that to prevent pipe deflection, intermediate pipe supports should be located at a distance of no more than 1.8 m from each other, which leads to a significant metal consumption of the module. In addition, such devices are very labor intensive in assembly and transportation.

Решение поставленной задачи обеспечено тем, что горизонтальный аппарат воздушного охлаждения нагнетательного или всасывающего типа, состоящий из модульного каркаса со стойками, оборудованного трубным пучком с распределительными камерами, закрепленными на поддерживающих элементах опор с возможностью смещения при тепловом расширении трубного пучка, к которому примыкают воздухораспределительные короба с расположенными в них приводными вентиляторами, согласно изобретению, аппарат снабжен противовесами-компенсаторами вертикальных изгибающих нагрузок, при этом опоры трубного пучка выполнены в виде силовых элементов каркаса, расположенных по длине трубного пучка. Предпочтительно, чтобы опоры трубного пучка были выполнены в виде встроенных в каркас вертикальных несущих стенок с поддерживающими трубный пучок элементами, а одна из распределительных камер трубного пучка была выполнена плавающей, при этом со стороны другой распределительной камеры конец трубного пучка должен быть жестко закреплен на поддерживающих элементах. Предпочтительно также, чтобы противовесы-компенсаторы были выполнены в виде консольно расположенных по отношению к стойкам конечных участков каркаса с расположенными в них частями оборудования аппарата, при этом противовесы-компенсаторы могут быть дополнительно снабжены средством регулирования величины их компенсирующего усилия, выполненным, например в виде регулируемых по длине тяг, шарнирно закрепленных на концах консольных участков и стойках каркаса.Кроме того, предпочтительно, чтобы длина каждого консольного участка аппарата составляла не более 0,5 длины между стойками каркаса, а вылет стоек из каркаса составлял не более 0,5 от общей высоты аппарата, составляющей в свою очередь не более 1,6 его ширины. The solution to this problem is ensured by the fact that a horizontal air cooling apparatus of the discharge or suction type, consisting of a modular frame with racks, equipped with a tube bundle with distribution chambers, mounted on the supporting elements of the supports with the possibility of displacement during thermal expansion of the tube bundle, adjacent to the air distribution ducts with located in them drive fans, according to the invention, the apparatus is equipped with counterweights, compensators vertical and bending loads, while the support of the tube bundle is made in the form of power elements of the frame located along the length of the tube bundle. It is preferable that the supports of the tube bundle are made in the form of vertical supporting walls built into the frame with elements supporting the tube bundle, and one of the distribution chambers of the tube bundle is made floating, while from the side of the other distribution chamber the end of the tube bundle must be rigidly fixed to the supporting elements . It is also preferable that the counterbalance-compensators were made in the form of end sections of the frame cantileverly arranged with respect to the racks with the parts of the apparatus equipment located in them, while the counterbalance-compensators can be additionally equipped with means for regulating the magnitude of their compensating efforts, made, for example, in the form of adjustable along the length of the rods pivotally mounted on the ends of the cantilever sections and the racks of the frame. In addition, it is preferable that the length of each cantilever section of the apparatus with left no more than 0.5 length between the uprights of the frame, and the departure of the racks from the frame was no more than 0.5 of the total height of the apparatus, which in turn was no more than 1.6 of its width.

Техническим результатом решения поставленной задачи, является снижение металлоемкости несущего каркаса, а также сокращение времени и трудоемкости монтажных операций за счет обеспечения возможности транспортировки аппарата в собранном виде. The technical result of solving the problem is to reduce the metal consumption of the supporting frame, as well as reducing the time and complexity of installation operations by ensuring the possibility of transporting the device in assembled form.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид аппарата (вид спереди); на фиг. 2 вид А на фиг.1; на фиг. 3 сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 вид по стрелке А на фиг.1 (вариант выполнения). The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a General view of the apparatus (front view); in FIG. 2, view A in FIG. 1; in FIG. 3 section BB in FIG. 2; in FIG. 4 is a view along arrow A in FIG. 1 (embodiment).

Горизонтальный аппарат воздушного охлаждения нагнетательного или всасывающего типа содержит модульный каркас 1 со стойками 2. В модульном каркасе 1 установлен закрепленный на поддерживающих элементах вертикальных несущих стенок 3 трубный пучок 4 с распределительными камерами 5 и 6. Распределительная камера 6 выполнена плавающей. В соответствии с этим трубный пучок 4 жестко закреплен на поддерживающих элементах только на одном конце, то есть со стороны распределительной камеры 5. На остальных поддерживающих элементах трубный пучок закреплен подвижно, чем обеспечивается возможность его деформаций от температурных напряжений. В транспортном положении трубный пучок при помощи,например, болтовых соединений,жестко закрепляется на всех поддерживающих элементах (на фиг. условно не показано). Воздухораспределительная часть аппарата состоит из приводных вентиляторов 7 с воздухо-распределительными коробами 8, примыкающими к трубному пучку 4, которые в зависимости от применяемой схемы охлаждения теплообменной поверхности могут располагаться выше (всасывающая схема), или ниже (нагнетательная схема) трубного пучка 4. Каркас 1 с размещенным в нем оборудованием аппарата установлен на стойках 2 с образованием по его концам консолей в виде противовеса-компенсаторов вертикальных изгибающих каркас нагрузок. Для увеличения компенсирующей способности противовесов-компенсаторов (консольных участков каркаса), они могут быть дополнительно снабжены ( в варианте выполнения) средством регулирования величины их компенсирующего усилия в виде регулируемых по длине тяг 9, шарнирно закрепленных на концах консольных участков каркаса 1 и стойках 2. Это средство может быть также выполнено в виде гибких тяг (расчалок) с регулировкой их длины (на фиг. условно не показано). Снижение металлоемкости аппарата достигнуто расположением трубного пучка 4 на поддерживающих элементах вертикальных несущих стенок 3,которые после установки между ними на поддерживающих элементах трубного пучка 4 встраиваются в каркас 1 и являются его силовыми элементами. Уменьшение металлоемкости достигнуто также компенсацией части изгибающей нагрузки от веса, действующей на пролет каркаса 1, расположенный между стойками 2, противоположно направленной статической нагрузкой от консолей каркаса 1. В варианте выполнения величина разгружающей нагрузки от консолей каркаса 1 может быть увеличена изменением длины тяг 9. Существенное влияние на разгрузку каркаса оказывают также размеры консольных участков, длина которых должна составлять не более 0,5 длины пролета каркаса 1 между стойками 2. Кроме того, для обеспечения эффективной работы вентиляторов 7 предпочтительно, чтобы вылет стоек 2 из каркаса 1 составлял не менее 0,5 от общей высоты аппарата, которая в свою очередь должна быть не больше 1,6 его ширины. Кроме того, габариты аппарата должны быть увязаны со стандартным железнодорожным габаритом. The horizontal air cooling apparatus of the discharge or suction type comprises a modular frame 1 with racks 2. In the modular frame 1, a tube bundle 4 with distribution chambers 5 and 6 is mounted on the supporting elements of the vertical load-bearing walls 3. The distribution chamber 6 is made floating. In accordance with this, the tube bundle 4 is rigidly fixed to the supporting elements at only one end, that is, from the side of the distribution chamber 5. At the other supporting elements, the tube bundle is movably fixed, which makes it possible to deform from temperature stresses. In the transport position, the tube bundle is, for example, bolted, rigidly fixed to all supporting elements (not shown conditionally in Fig.). The air distribution part of the apparatus consists of drive fans 7 with air distribution ducts 8 adjacent to the tube bundle 4, which, depending on the cooling circuit used for the heat exchange surface, can be located higher (suction circuit) or lower (discharge circuit) of the tube bundle 4. Frame 1 with the equipment of the apparatus placed in it, it is installed on racks 2 with the formation of consoles at its ends in the form of counterbalance-compensators of vertical bending frame loads. In order to increase the compensating ability of counterbalance compensators (cantilever sections of the frame), they can be additionally equipped (in an embodiment) with a means of regulating the magnitude of their compensating efforts in the form of rods 9 adjustable along the length, articulated at the ends of the cantilever sections of the frame 1 and racks 2. This the tool can also be made in the form of flexible rods (braces) with the adjustment of their length (not shown conditionally in Fig.). Reducing the apparatus’s metal consumption was achieved by arranging the tube bundle 4 on the supporting elements of the vertical supporting walls 3, which, after being installed between them on the supporting elements of the tube bundle 4, are built into the frame 1 and are its power elements. The reduction in metal consumption was also achieved by compensating for the part of the bending load from the weight acting on the span of the frame 1, located between the uprights 2, oppositely directed by the static load from the consoles of the frame 1. In an embodiment, the value of the unloading load from the consoles of the frame 1 can be increased by changing the length of the rods 9. Significant the size of the cantilever sections, the length of which should be no more than 0.5 of the length of the span of the frame 1 between the racks 2, also affects the unloading of the frame. In addition, to ensure cheniya efficient operation of the fan 7 is preferred that departure uprights 2 of the frame 1 is not less than 0.5 of the total height of the apparatus, which in turn should be less than 1.6 its width. In addition, the dimensions of the apparatus must be aligned with the standard railway gauge.

Аппарат воздушного охлаждения работает следующим образом. При включенных вентиляторах 7 поток воздуха обдувает трубный пучок 4, через теплообменную поверхность которого происходит теплообмен между воздухом и прокачиваемым по трубному пучку продуктом. The air cooling apparatus operates as follows. When the fans 7 are turned on, an air stream blows around the tube bundle 4, through the heat exchange surface of which there is heat exchange between the air and the product pumped through the tube bundle.

Предложенный аппарат воздушного охлаждения имеет облегченную конструкцию, при этом обеспечена возможность его транспортировки в собранном виде. За счет этого облегчен монтаж аппарата, что имеет особое значение при работе в северных условиях. Соотношение размеров аппарата обеспечивает наиболее полное использование подъемной силы нагретого воздуха, что повышает эффективность в режиме естественной конвекции и приводит к наиболее благоприятному использованию потребляемой вентиляторами энергии, а также обеспечивает нечувствительность характеристик работы аппарата от ветра. The proposed air cooling apparatus has a lightweight design, while providing the possibility of its transportation in assembled form. Due to this, the installation of the apparatus is facilitated, which is of particular importance when working in northern conditions. The aspect ratio of the apparatus provides the most complete use of the lifting force of the heated air, which increases the efficiency in the natural convection mode and leads to the most favorable use of the energy consumed by the fans, and also provides insensitivity to the characteristics of the apparatus from the wind.

Claims

1. A horizontal air cooling apparatus of the discharge or suction type, consisting of separately mounted on a modular frame with racks of heat exchange and air distribution parts, respectively including a bundle of pipes with distribution chambers, one of which is floating, mounted on the supporting elements of the vertical load-bearing walls, and drive fans with air distribution boxes, characterized in that the heat exchange part of the apparatus is equipped with counterweights-compensators vertical bending loads, while its supports are made in the form of power elements of the frame located along the length of the tube bundle, rigidly fixed to the supporting elements in the transport position and rigidly fixed at one end with the possibility of longitudinal movements relative to the supporting elements of the rest of the tube bundle from the side of the floating chamber from its temperature deformations in the working position.

2. The apparatus according to claim 1, characterized in that the counterbalance-compensators are made in the form of end sections of the heat exchange part of the apparatus cantileverly arranged with respect to the racks with tube bundle distribution chambers located on these sections.

3. The apparatus according to claim 1, characterized in that the counterweights-compensators are additionally equipped with means for adjusting the magnitude of the compensating force.

4. The apparatus according to claims 1 and 3, characterized in that the means for adjusting the compensating force is made in the form of length-adjustable rods pivotally attached to the ends of the cantilever sections and the racks of the frame.

5. The apparatus according to claim 1, characterized in that the length of each cantilever section of the heat exchange part of the apparatus is not more than 0.5 length between the racks of the frame, and the departure of the racks from the frame is not more than 0.5 of the total height of the apparatus, which, in turn, is , not more than 1.6 of its width.