RU2803431C1 - Heat and mass exchange apparatus (variants) - Google Patents

Heat and mass exchange apparatus (variants) Download PDF

Info

Publication number
RU2803431C1
RU2803431C1 RU2023104763A RU2023104763A RU2803431C1 RU 2803431 C1 RU2803431 C1 RU 2803431C1 RU 2023104763 A RU2023104763 A RU 2023104763A RU 2023104763 A RU2023104763 A RU 2023104763A RU 2803431 C1 RU2803431 C1 RU 2803431C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat exchange
heat
pipe
blocks
spiral
Prior art date
Application number
RU2023104763A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Львович Астановский
Лев Залманович Астановский
Оксана Валерьевна Астановская
Павел Владимирович Кустов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ФАСТ ИНЖИНИРИНГ"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "ФАСТ ИНЖИНИРИНГ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ФАСТ ИНЖИНИРИНГ"
Application granted granted Critical
Publication of RU2803431C1 publication Critical patent/RU2803431C1/en

Links

Abstract

FIELD: heat and mass exchange devices.
SUBSTANCE: heat and mass exchange devices used as evaporators of liquids containing several components with different boiling temperatures, as well as condensers of liquids from gas and vapour mixtures. The design of the heat and mass transfer apparatus can be used especially effectively as evaporators for supplying heat to the lower part of the mass transfer apparatus. The design of the heat and mass exchange apparatus includes a cylindrical body in which one or more radial-spiral heat exchange blocks are installed. In the internal cylindrical space of the heat exchange blocks, a pipe with an annular partition is installed concentrically with the axis of the apparatus.
FIELD: increased efficiency of heat exchange, elimination of stagnant zones and maintenance during operation, reduced heat exchange surface area requirements, and reduced weight and size of the device.
3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к тепломассообменным аппаратам, используемым в качестве испарителей жидкостей, содержащих несколько компонентов с разными температурами кипения (тепломассообменный аппарат - испаритель), а также к конденсаторам жидкостей из газовых и паровых смесей, также содержащих несколько компонентов с разными температурами конденсации. Конструкция тепломассообменного аппарата может быть эффективно использована для частичного испарения (испарения более летучих компонентов из смеси) или частичной конденсации (конденсации более высококипящих компонентов из смеси), например, в опреснительных установках, в качестве испарителей в массообменных процессах - дистилляции, ректификации, десорбции, экстракции и др. для частичного испарения и подвода теплоты в нижнюю часть массообменного аппарата. Конструкция тепломассообменного аппарата может быть также эффективно использована при конденсации и выделении товарных продуктов, например, в производстве аммиака, метанола, синтетических жидких углеводородов и т.д.The invention relates to heat and mass transfer devices used as evaporators of liquids containing several components with different boiling temperatures (heat and mass transfer device - evaporator), as well as to condensers of liquids from gas and vapor mixtures, also containing several components with different condensation temperatures. The design of a heat and mass exchange apparatus can be effectively used for partial evaporation (evaporation of more volatile components from a mixture) or partial condensation (condensation of higher boiling components from a mixture), for example, in desalination plants, as evaporators in mass transfer processes - distillation, rectification, desorption, extraction etc. for partial evaporation and heat supply to the lower part of the mass transfer apparatus. The design of the heat and mass exchange apparatus can also be effectively used in the condensation and separation of commercial products, for example, in the production of ammonia, methanol, synthetic liquid hydrocarbons, etc.

Для поддержания оптимальных температур по высоте массообменного аппарата, обеспечивая при этом оптимальные условия для разделения жидкости на фракции, а также для обеспечения максимального испарения более летучих компонентов из кубовой части аппарата, в нижнюю часть массообменного аппарата посредством установки испарителя подводится необходимое количество теплоты требуемых параметров. To maintain optimal temperatures along the height of the mass transfer apparatus, while providing optimal conditions for separating the liquid into fractions, as well as to ensure maximum evaporation of more volatile components from the bottom part of the apparatus, the required amount of heat of the required parameters is supplied to the lower part of the mass transfer apparatus by installing an evaporator.

Наиболее широкое распространение в промышленности получили выносные или встроенные в массообменные аппараты испарители в виде теплообменных аппаратов трубчатого типа, а также испарители в виде выносных пластинчатых теплообменных аппаратов.The most widely used in industry are evaporators that are remote or built into mass transfer devices in the form of tubular-type heat exchangers, as well as evaporators in the form of remote plate heat exchangers.

Испарители трубчатого типа применяют горизонтальные с паровым пространством и вертикальные.Tubular type evaporators are used horizontally with a vapor space and vertical.

Горизонтальный испаритель представляет собой цилиндрический корпус, в нижней части которого горизонтально размещен пучок труб, в которые подается теплоноситель. Испаряющаяся жидкость поступает снизу, ее уровень в аппарате поддерживается вертикальной перегородкой, при этом паровое пространство составляет не менее 1/3 диаметра корпуса аппарата, а жидкость должна иметь достаточное зеркало для отделения образующихся паров. Неиспарившаяся жидкость переливается через перегородку и откачивается из аппарата. Промышленные аппараты, как правило, имеют большие размеры - диаметр до 2,8 м и длину труб до 6 м, занимают значительные производственные площади, требуют установку вспомогательного оборудования и обслуживание при эксплуатации.A horizontal evaporator is a cylindrical body, in the lower part of which there is a horizontal bundle of pipes into which the coolant is supplied. The evaporating liquid enters from below, its level in the apparatus is maintained by a vertical partition, while the vapor space is at least 1/3 of the diameter of the apparatus body, and the liquid must have a sufficient mirror to separate the resulting vapors. The unevaporated liquid is poured through the partition and pumped out of the apparatus. Industrial devices, as a rule, are large in size - diameter up to 2.8 m and pipe length up to 6 m, occupy significant production areas, require installation of auxiliary equipment and maintenance during operation.

Вертикальный испаритель трубчатого типа, как правило, представляет собой кожухотрубный теплообменник с неподвижными трубными решетками и температурным компенсатором на корпусе. Испаряемая жидкость поступает снизу в трубное пространство, а выходит сверху в парожидкостном состоянии и направляется в колонну. Теплоноситель подается в межтрубное пространство теплообменного аппарата. Промышленные аппараты такого типа имеют диаметр до 2,2 м и длину труб до 6 м (Вадимиров А.И., Щелкунов В.А., Круглов С.А. Основные процессы и аппараты нефтегазопереработки. - М. Стр. 64-68. ООО «Недра-Бизнесцентр», 2002).A vertical tube-type evaporator is usually a shell-and-tube heat exchanger with fixed tube sheets and a temperature compensator on the housing. The evaporated liquid enters the tube space from below, and exits from above in a vapor-liquid state and is directed into the column. The coolant is supplied to the inter-tube space of the heat exchanger. Industrial devices of this type have a diameter of up to 2.2 m and a pipe length of up to 6 m (Vadimirov A.I., Shchelkunov V.A., Kruglov S.A. Basic processes and apparatus for oil and gas processing. - M. pp. 64-68. Nedra-Business Center LLC, 2002).

Опыт эксплуатации испарителей в виде пластинчатых теплообменных аппаратов показал необходимость частой очистки теплообменных поверхностей, вызванный неравномерностью распределения испаряемой жидкости по этим поверхностям, наличию застойных зон и, как следствие, забивки теплообменных поверхностей маслянистыми или твердыми осаждениями.Experience in operating evaporators in the form of plate heat exchangers has shown the need for frequent cleaning of heat exchange surfaces, caused by the uneven distribution of evaporated liquid over these surfaces, the presence of stagnant zones and, as a consequence, clogging of heat exchange surfaces with oily or solid deposits.

В качестве теплоносителя в зависимости от требуемой температуры нагрева испаряемой жидкости применяется горячая вода, водяной пар, высокотемпературные органические теплоносители, водный раствор триэтиленгликоля и др.Depending on the required heating temperature of the evaporated liquid, hot water, water steam, high-temperature organic coolants, an aqueous solution of triethylene glycol, etc. are used as a coolant.

Недостатками известных традиционно применяемых конструкций испарителей являются:The disadvantages of the known traditionally used evaporator designs are:

- ограниченная площадь поверхности подвода теплоты даже при больших габаритных размерах аппаратов;- limited surface area for heat supply even with large overall dimensions of the devices;

- неравномерное распределение потоков испаряемой жидкости и теплоносителя по теплообменным поверхностям;- uneven distribution of flows of evaporated liquid and coolant over heat exchange surfaces;

- наличие застойных зон, приводящих к отложению и забивке теплообменных поверхностей и необходимости периодической их очистки;- the presence of stagnant zones leading to deposits and clogging of heat exchange surfaces and the need for periodic cleaning;

- в массообменный аппарат после испарителей вместе с паром подается смесь пара и жидкости, что не всегда приемлемо;- a mixture of steam and liquid is supplied to the mass transfer apparatus after the evaporators along with steam, which is not always acceptable;

- большие габаритные размеры испарителей трубчатого типа.- large overall dimensions of tubular type evaporators.

Широкое распространение в промышленности получили конденсаторы трубчатого и пластинчатого типа. Для интенсификации процесса теплообмена в трубчатых конденсаторах, как правило, применяют оребренные трубы. В процессе эксплуатации оребрение труб забивается загрязнениями и требуют периодической очистки. Конструкции традиционно применяемых трубчатых и пластинчатых конденсаторов имеют застойные зоны как в полости конденсируемой среды, так и в полости хладагента. При их эксплуатации имеет место отложение загрязнений и забивка поверхностей теплообмена, что также вызывает необходимость периодической очистки.Tubular and plate type capacitors are widely used in industry. To intensify the heat exchange process in tubular condensers, finned tubes are usually used. During operation, the fins of the pipes become clogged with contaminants and require periodic cleaning. The designs of traditionally used tubular and plate condensers have stagnant zones both in the cavity of the condensed medium and in the cavity of the refrigerant. During their operation, contaminants are deposited and the heat exchange surfaces become clogged, which also necessitates periodic cleaning.

Традиционно применяемые конструкции конденсаторов, как правило, громоздки, не обеспечивают равномерного распределения конденсируемой среды и хладагента по поверхности теплообмена, что снижает их эффективность.Traditionally used condenser designs, as a rule, are bulky and do not ensure uniform distribution of the condensed medium and refrigerant over the heat exchange surface, which reduces their efficiency.

Наиболее близким аналогом по технической сущности изобретения и достигаемому эффекту является теплообменный аппарат радиально-спирального типа по патенту «АППАРАТ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ТЕПЛООБМЕННЫХ И ДИФФУЗИОННЫХ ПРОЦЕССОВ» RU №2075020 от 30.05.1995 г. (F28D 7/04, F28D 9/00), содержащий цилиндрический корпус с патрубками для входа и выхода двух теплообменных сред, блоки теплообменных элементов, вертикально установленные внутри корпуса последовательно один за другим.The closest analogue in terms of the technical essence of the invention and the achieved effect is a radial-spiral type heat exchanger according to the patent “DEVICE FOR CARRYING OUT HEAT EXCHANGE AND DIFFUSION PROCESSES” RU No. 2075020 dated May 30, 1995 (F28D 7/04, F28D 9/00), containing a cylindrical body with pipes for the inlet and outlet of two heat exchange media, blocks of heat exchange elements vertically installed inside the body in series one after the other.

Теплообменные поверхности блоков сформированы из теплообменных элементов, представляющих собой попарно сваренные по контуру гладкие или гофрированные спиралеобразные стенки, образующие внутренний спиралеобразный щелевой канал (внутренняя полость). Теплообменные элементы устанавливаются таким образом, что между ними образуется наружный спиралеобразный щелевой канал (наружная полость). Теплообменные элементы спиралеобразной формы плотно прилегают друг к другу, образуя при этом блок теплообменных элементов. Блоки теплообменных элементов устанавливаются друг на друга, формируя при этом необходимую теплообменную поверхность.The heat exchange surfaces of the blocks are formed from heat exchange elements, which are smooth or corrugated spiral walls welded in pairs along the contour, forming an internal spiral-shaped slot channel (internal cavity). The heat exchange elements are installed in such a way that an external spiral-shaped slot channel (external cavity) is formed between them. The spiral-shaped heat exchange elements fit tightly to each other, forming a block of heat exchange elements. Blocks of heat exchange elements are installed on top of each other, thereby forming the necessary heat exchange surface.

Внутренние спиралеобразные полости теплообменных элементов сообщаются с коллекторами входа и выхода одного потока теплообменной среды, наружные спиралеобразные полости теплообменных элементов сообщаются с коллекторами входа и выхода другого потока среды.The internal spiral cavities of the heat exchange elements communicate with the inlet and outlet manifolds of one flow of the heat exchange medium, the outer spiral cavities of the heat exchange elements communicate with the inlet and outlet manifolds of the other flow of the medium.

Недостатком указанного аппарата для применения в качестве испарителя или конденсатора является то, что при частичном испарении не происходит разделения газожидкостной среды на газовую и жидкую фазу, в результате теплообменная поверхность работает недостаточно эффективно и с повышенным гидравлическим сопротивлением.The disadvantage of this apparatus for use as an evaporator or condenser is that during partial evaporation, the gas-liquid medium does not separate into gas and liquid phases; as a result, the heat exchange surface does not operate efficiently and with increased hydraulic resistance.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности работы аппарата за счет обеспечения равномерного распределения испаряемой жидкости или конденсируемого пара и теплоносителя по теплообменным поверхностям и исключения застойных зон, а также повышение экономичности работы аппарата за счет более эффективного использования тепловой энергии теплоносителя.The objective of the present invention is to increase the efficiency of the apparatus by ensuring uniform distribution of evaporated liquid or condensed steam and coolant over the heat exchange surfaces and eliminating stagnant zones, as well as increasing the efficiency of the apparatus through more efficient use of the thermal energy of the coolant.

Задачей изобретения также является исключение или значительное сокращение отложений на теплообменных поверхностях при проведении процессов испарения жидкости или конденсации пара, а также отказ от необходимости периодической очистки теплообменных поверхностей.The objective of the invention is also to eliminate or significantly reduce deposits on heat transfer surfaces during processes of liquid evaporation or steam condensation, as well as to eliminate the need for periodic cleaning of heat transfer surfaces.

Задачей изобретения также является разделение в аппарате потоков жидкой и газовой фаз с раздельным их выводом из аппарата.The objective of the invention is also to separate the flows of liquid and gas phases in the apparatus with their separate output from the apparatus.

Задачей изобретения также является снижение массогабаритных характеристик аппарата.The objective of the invention is also to reduce the weight and size characteristics of the apparatus.

Для решения поставленных задач предлагается конструкция тепломассообменного аппарата, включающая цилиндрический корпус аппарата с верхним и нижним днищами, в котором вдоль его продольной оси вертикально установлены один или последовательно несколько теплообменных блоков радиально-спирального типа. При этом каждый теплообменный блок сформирован из элементов, представляющих собой попарно сваренные по верхним и нижним торцам гофрированные или плоские спиралеобразные стенки, а элементы сварены между собой по боковым торцам и прилегают друг к другу, образуя внутренние спиралеобразные щелевые каналы для прохода одной среды в радиально-спиральном направлении, и наружные спиралеобразные щелевые каналы для прохода другой среды в аксиальном направлении вдоль оси аппарата. Щелевые каналы образуют изолированные друг от друга внутреннюю и наружную полости, при этом внутренняя полость для прохода в радиально-спиральном направлении одной среды, а наружная полость для прохода в аксиальном направлении вдоль оси аппарата другой среды. Во внутреннем цилиндрическом пространстве теплообменных блоков концентрично оси аппарата установлена труба с кольцевой перегородкой, герметично закрепленной на корпусе аппарата.To solve the problems, a design of a heat and mass transfer apparatus is proposed, which includes a cylindrical body of the apparatus with upper and lower bottoms, in which one or several radial-spiral heat exchange blocks are installed vertically along its longitudinal axis. In this case, each heat exchange block is formed from elements that are corrugated or flat spiral-shaped walls welded in pairs at the upper and lower ends, and the elements are welded together at the side ends and are adjacent to each other, forming internal spiral-shaped slot channels for the passage of one medium in a radial spiral direction, and external spiral-shaped slot channels for the passage of another medium in the axial direction along the axis of the apparatus. The slot channels form internal and external cavities isolated from each other, with the internal cavity for passage in the radial-spiral direction of one medium, and the outer cavity for passage in the axial direction along the axis of the apparatus of another medium. In the internal cylindrical space of the heat exchange blocks, concentrically with the axis of the apparatus, a pipe with an annular partition is installed, hermetically fixed to the body of the apparatus.

При использовании аппарата в качестве испарителя кольцевая перегородка располагается ниже теплообменных блоков, причем нижний торец трубы герметично соединяется с перегородкой, а верхний торец трубы располагается выше верхнего торца верхнего теплообменного блока. При этом испаряемая среда подается в аппарат между нижним теплообменным блоком и кольцевой перегородкой. При работе аппарата уровень жидкости поддерживается по верхнему торцу трубы. Неиспарившаяся жидкость по трубе переливается в нижнюю часть аппарата и выводится из него. Газовая или паровая фаза при необходимости проходит каплеотбойник и выводится из верхней части аппарата.When using the apparatus as an evaporator, the annular partition is located below the heat exchange blocks, and the lower end of the pipe is hermetically connected to the partition, and the upper end of the pipe is located above the upper end of the upper heat exchange unit. In this case, the evaporated medium is supplied to the apparatus between the lower heat exchange block and the annular partition. During operation of the apparatus, the liquid level is maintained at the upper end of the pipe. The unevaporated liquid is poured through the pipe into the lower part of the apparatus and removed from it. The gas or vapor phase, if necessary, passes through a droplet separator and is removed from the upper part of the apparatus.

При использовании аппарата в качестве конденсатора кольцевая перегородка располагается выше теплообменных блоков, причем верхний торец трубы герметично соединяется с перегородкой, а нижний торец трубы располагается ниже нижнего торца нижнего теплообменного блока. При этом конденсируемая среда подается в аппарат между верхним теплообменным блоком и кольцевой перегородкой. В нижней части аппарата проводится разделение жидкой и газовой фазы, жидкая фаза выводится из аппарата, а газовая фазы поступает по трубе в верхнюю часть аппарата, где при необходимости проходит каплеотбойник и выводится из аппарата.When using the device as a condenser, the annular partition is located above the heat exchange blocks, and the upper end of the pipe is hermetically connected to the partition, and the lower end of the pipe is located below the lower end of the lower heat exchange unit. In this case, the condensed medium is supplied to the apparatus between the upper heat exchange block and the annular partition. In the lower part of the apparatus, the liquid and gas phases are separated, the liquid phase is removed from the apparatus, and the gas phase enters through a pipe into the upper part of the apparatus, where, if necessary, a droplet separator passes through and is removed from the apparatus.

Высокая эффективность работы тепломассообменного аппарата для проведения процессов испарения или конденсации жидкости достигается за счет равномерного распределения испаряемой или конденсируемой среды, а также теплоносителя или хладагента по теплообменным поверхностям теплообменных блоков радиально-спирального типа, а также за счет отсутствия в конструкции теплообменных блоков застойных зон теплообменных сред. Разделение потоков паровой или газовой фазы и неиспарившейся жидкости при использовании аппарата в качестве испарителя, или потоков жидкости и парогазовой фазы при использовании аппарата в качестве конденсатора обеспечивается установкой в конструкции аппарата трубы, установленной концентрично вдоль оси аппарата.High efficiency of the heat and mass exchange apparatus for carrying out the processes of evaporation or condensation of liquid is achieved due to the uniform distribution of the evaporated or condensed medium, as well as the coolant or refrigerant over the heat exchange surfaces of radial-spiral type heat exchange blocks, as well as due to the absence of stagnant zones of heat exchange media in the design of heat exchange blocks . Separation of flows of the vapor or gas phase and non-evaporated liquid when using the apparatus as an evaporator, or flows of liquid and vapor-gas phase when using the apparatus as a condenser is ensured by installing a pipe in the structure of the apparatus, installed concentrically along the axis of the apparatus.

Равномерное распределение теплообменных сред и отсутствие застойных зон исключают образование отложений на теплообменных поверхностях.The uniform distribution of heat transfer media and the absence of stagnant zones eliminate the formation of deposits on heat transfer surfaces.

Равномерное распределение теплообменных сред обеспечивает интенсивный теплообмен по всей теплообменной поверхности и, как следствие, повышает эффективность использования тепловой энергии теплоносителя или хладагента, а также снижает необходимую площадь теплообменной поверхности и массо-габаритные характеристики аппарата.The uniform distribution of heat transfer media ensures intense heat transfer over the entire heat transfer surface and, as a result, increases the efficiency of using the thermal energy of the coolant or refrigerant, and also reduces the required heat transfer surface area and the weight and size characteristics of the device.

В дальнейшем изобретение поясняется конкретным примером его выполнения и прилагаемыми чертежами фиг. 1 и 2 на которых схематично изображены:In the following, the invention is illustrated by a specific example of its implementation and the accompanying drawings (Fig. 1 and 2 which schematically depict:

на фиг. 1 - продольный разрез тепломассообменного аппарата для использования в качестве испарителя,in fig. 1 - longitudinal section of a heat and mass exchange apparatus for use as an evaporator,

на фиг. 2 - продольный разрез тепломассообменного аппарата для использования в качестве конденсатора.in fig. 2 - longitudinal section of a heat and mass exchange apparatus for use as a condenser.

В цилиндрическом корпусе 1 тепломассообменного аппарата, вдоль его продольной оси вертикально установлены один или несколько друг за другом теплообменных блоков 2 радиально-спирального типа. Во внутреннем цилиндрическом пространстве теплообменных блоков 2 концентрично оси аппарата установлена труба 3 с кольцевой перегородкой 4.In the cylindrical body 1 of the heat and mass transfer apparatus, one or more radial-spiral type heat exchange blocks 2 are installed vertically along its longitudinal axis. In the internal cylindrical space of the heat exchange blocks 2, a pipe 3 with an annular partition 4 is installed concentrically with the axis of the apparatus.

При работе аппарата в качестве испарителя (фиг. 1) испаряемая среда подается в аппарат через патрубок 5 и проходит снизу вверх теплообменные блоки 2, где происходит процесс ее частичного испарения. Неиспарившаяся жидкость по трубе 3 переливается в нижнюю часть аппарата 12 и выводится из него через патрубок 6. Газовая фаза при необходимости проходит каплеотбойник 7 и выводится из верхней части аппарата 13 через патрубок 8. Теплоноситель поступает в аппарат через патрубок 9, проходит теплообменные блоки 2 и выводится из аппарата через патрубок 10.When the apparatus operates as an evaporator (Fig. 1), the evaporated medium is supplied to the apparatus through pipe 5 and passes from bottom to top through heat exchange blocks 2, where the process of its partial evaporation occurs. The unevaporated liquid is poured through pipe 3 into the lower part of the apparatus 12 and removed from it through pipe 6. The gas phase, if necessary, passes through the drop separator 7 and is removed from the upper part of apparatus 13 through pipe 8. The coolant enters the apparatus through pipe 9, passes through heat exchange blocks 2 and is removed from the device through pipe 10.

При работе аппарата в качестве конденсатора (фиг. 2) конденсируемая среда подается в аппарат через патрубок 11 и проходит сверху вниз теплообменные блоки 2, где происходит процесс ее частичной конденсации. Сконденсированная жидкость поступает в нижнюю часть аппарата 12 и выводится из него через патрубок 6. Газовая фаза по трубе 3 поступает в верхнюю часть аппарата 13, при необходимости проходит каплеотбойник 7 и выводится из аппарата через патрубок 8. Хладагент поступает в аппарат через патрубок 14, проходит теплообменные блоки 2 и выводится из аппарата через патрубок 15.When the device operates as a condenser (Fig. 2), the condensed medium is supplied to the device through the pipe 11 and passes from top to bottom of the heat exchange blocks 2, where the process of its partial condensation occurs. The condensed liquid enters the lower part of the apparatus 12 and is removed from it through pipe 6. The gas phase through pipe 3 enters the upper part of apparatus 13, if necessary, passes through the drop separator 7 and is removed from the apparatus through pipe 8. The refrigerant enters the apparatus through pipe 14 and passes heat exchange blocks 2 and is removed from the apparatus through pipe 15.

Claims (3)

1. Тепломассообменный аппарат - испаритель, включающий цилиндрический корпус с верхним и нижним днищами, в котором вдоль его продольной оси вертикально установлены один или последовательно несколько теплообменных блоков радиально-спирального типа, каждый блок имеет изолированные друг от друга внутреннюю и наружную полости для прохода теплообменных сред: одна из которых перемещается в радиально-спиральном, а другая в аксиальном направлении, каждая полость представляет собой внутренние и наружные спиралеобразные щелевые каналы, по одним из которых проходит испаряемая среда, а по другим теплоноситель, отличающийся тем, что во внутреннем цилиндрическом пространстве теплообменных блоков концентрично оси аппарата установлена труба с кольцевой перегородкой, герметично закрепленной на корпусе аппарата, причем при использовании аппарата в качестве испарителя кольцевая перегородка располагается ниже теплообменных блоков, патрубок входа испаряемой среды в аппарат располагается между нижним теплообменным блоком и кольцевой перегородкой, нижний торец трубы герметично соединяется с перегородкой, а верхний торец трубы располагается выше верхнего торца верхнего теплообменного блока.1. Heat and mass exchange apparatus - an evaporator, including a cylindrical body with upper and lower bottoms, in which one or several heat exchange blocks of a radial-spiral type are installed vertically along its longitudinal axis, each block has internal and external cavities isolated from each other for the passage of heat exchange media : one of which moves in the radial-spiral direction, and the other in the axial direction, each cavity represents internal and external spiral-shaped slot channels, through some of which the evaporated medium passes, and through the others the coolant, characterized in that in the internal cylindrical space of the heat exchange blocks a pipe with an annular partition is installed concentrically to the axis of the apparatus, hermetically fixed to the body of the apparatus, and when using the apparatus as an evaporator, the annular partition is located below the heat exchange blocks, the inlet pipe of the evaporated medium into the apparatus is located between the lower heat exchange block and the annular partition, the lower end of the pipe is hermetically connected to partition, and the upper end of the pipe is located above the upper end of the upper heat exchange block. 2. Тепломассообменный аппарат - конденсатор, включающий цилиндрический корпус с верхним и нижним днищами, в котором вдоль его продольной оси вертикально установлены один или последовательно несколько теплообменных блоков радиально-спирального типа, каждый блок имеет изолированные друг от друга внутреннюю и наружную полости для прохода теплообменных сред: одна из которых перемещается в радиально-спиральном, а другая в аксиальном направлении, каждая полость представляет собой внутренние и наружные спиралеобразные щелевые каналы, по одним из которых проходит конденсируемая среда, а по другим хладагент, отличающийся тем, что во внутреннем цилиндрическом пространстве теплообменных блоков концентрично оси аппарата установлена труба с кольцевой перегородкой, герметично закрепленной на корпусе аппарата, причем кольцевая перегородка располагается выше теплообменных блоков, патрубок входа конденсируемой среды в аппарат располагается между верхним теплообменным блоком и кольцевой перегородкой, верхний торец трубы герметично соединяется с перегородкой, а нижний торец трубы располагается ниже нижнего торца нижнего теплообменного блока.2. Heat and mass exchange apparatus - a condenser, including a cylindrical body with upper and lower bottoms, in which one or several heat exchange blocks of a radial-spiral type are installed vertically along its longitudinal axis, each block has internal and external cavities isolated from each other for the passage of heat exchange media : one of which moves in the radial-spiral direction, and the other in the axial direction, each cavity represents internal and external spiral-shaped slot channels, through some of which a condensed medium passes, and through the other a refrigerant, characterized in that in the internal cylindrical space of the heat exchange blocks a pipe with an annular partition is installed concentrically to the axis of the apparatus, hermetically fixed to the body of the apparatus, and the annular partition is located above the heat exchange blocks, the inlet pipe of the condensed medium into the apparatus is located between the upper heat exchange block and the annular partition, the upper end of the pipe is hermetically connected to the partition, and the lower end of the pipe located below the lower end of the lower heat exchange block. 3. Аппарат по п. 1 или 2, отличающийся тем, что в верхней части корпуса аппарата перед выходом газовой фазы из аппарата установлен каплеотбойник.3. The device according to claim 1 or 2, characterized in that a droplet separator is installed in the upper part of the device body before the gas phase exits the device.
RU2023104763A 2023-03-01 Heat and mass exchange apparatus (variants) RU2803431C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2803431C1 true RU2803431C1 (en) 2023-09-13

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU648820A1 (en) * 1977-07-22 1979-02-25 Кузбасский Политехнический Институт Evaporating condenser
SU1627779A2 (en) * 1989-03-20 1991-02-15 Киевский Инженерно-Строительный Институт Plant for utilization of combustion product heat
RU2075020C1 (en) * 1995-05-30 1997-03-10 Дмитрий Львович Астановский Apparatus for heat exchange and diffusion processes
RU2120322C1 (en) * 1997-06-06 1998-10-20 Александр Юрьевич Бабаков Heat-and mass transfer apparatus
WO2019179776A1 (en) * 2018-03-22 2019-09-26 Casale Sa Shell and tube heat exchanger

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU648820A1 (en) * 1977-07-22 1979-02-25 Кузбасский Политехнический Институт Evaporating condenser
SU1627779A2 (en) * 1989-03-20 1991-02-15 Киевский Инженерно-Строительный Институт Plant for utilization of combustion product heat
RU2075020C1 (en) * 1995-05-30 1997-03-10 Дмитрий Львович Астановский Apparatus for heat exchange and diffusion processes
RU2120322C1 (en) * 1997-06-06 1998-10-20 Александр Юрьевич Бабаков Heat-and mass transfer apparatus
WO2019179776A1 (en) * 2018-03-22 2019-09-26 Casale Sa Shell and tube heat exchanger

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR900008833B1 (en) Process and apparatus for the distillation of fresh water from sea water
US3997408A (en) Thermocompression-type apparatus for desalting saline water
US4030985A (en) Apparatus for desalting saline water
US6309513B1 (en) Desalination of seawater by evaporation in a multi-stack array of vertical tube bundles, with waste heat
US3875017A (en) Multi-stage thin film evaporator having a helical vapor flow path
US3422887A (en) Condenser for distillation column
US7422663B2 (en) Desalination machine
US2038002A (en) Heat exchanger
RU2803431C1 (en) Heat and mass exchange apparatus (variants)
SU1075946A3 (en) Apparatus for desalination of sea water
US2446880A (en) Distillation and heat exchange apparatus
EP3223969B1 (en) Method for recycling liquid waste
CN102512833A (en) Horizontal-pipe falling-film evaporation method coupling distillation and device thereof
RU2290244C1 (en) Method of separation of the liquid components mixture
CN201643753U (en) Film-rising evaporator with backflow function
RU2751695C1 (en) Rectification apparatus
US3619378A (en) Multistage vertical flash distillation apparatus having low heat consumption
EP1340527B1 (en) Evaporator with heat surface formed by an open, descending channel in the shape of a concentric spiral
RU2684602C1 (en) Method of reflux level control, refrigerator and selection unit for its implementation
RU2115737C1 (en) Multiple-effect evaporator
RU2623351C1 (en) Condenser-evaporator
JP2018161626A (en) Distillation apparatus
US4265701A (en) Liquid concentration method
RU2801516C1 (en) Film tubular heat and mass exchanger
CN216320039U (en) Distillation separation equipment based on a plurality of pipelines