186876. lajstromszámú szabadalom • Közvetítő-közeges csöves folyadék hőcserélő
186876 2 A találmány tárgya közvetítőközeges csöves folyadék-folyadék hőcserélő, különösen zagyok közötti hőcserére, továbbá ilyen hőcserélőket tartalmazó hőrekuperációs rendszer. Csöves hőcserélők már ismeretesek. Ezekben oly módon történik a folyadékok hőcseréje, hogy ha az egyik folyadék kiülepedésre hajlamos szuszpendált szilárd anyagot, illetve kicsapódás után lerakódásra hajlamos anyagot tartalmaz, vagy ha az egyik folyadék nagynyomású, akkor azt a cső belsejében áramoltatják, míg a hőcserében résztvevő másik folyadék a köpenytérbe van vezetve. Ennek az az oka, hogy a cső belsejéből könnyebb eltávolítani a kiülepedett és a csőre rárakódott anyagot, továbbá hogy nyomásálló szerkezetként egyszerűbb csövet alkalmazni. Csöves hőcserélőkre vonatkozóan részletes leírást találhatunk az alábbi irodalmi heheken:- Dr. Mucskai László: „Hőcserélők termikus és hidraulikus méretezése” Műszaki Könyvkiadó, Bu-K«pe>t, 1973. (248-255. oldal) - V. Cavaseno: „Process Heat Exchange” McGraw-Hill Publications Co. New York, N.Y. Sect I/B „Heat Exchangers of other Désignés” (i 15-162. oldal), 1981. A hivatkozott könyvekben bemutatott megoldások a kitűzött feladatnak manapság használatos módjait jelentik. Ezeknél a megoldásoknál közvetítő folyadékot - töltetet - nem alkalmaznak. Abban az esetben, ha a hőcserében résztvevő mindkét folyadékkal kapcsolatban felmerül az említett technológiai igény, vagyis ha mindkét folyadék tartalmaz szuszpendált anyagot, illetve ha nyomása nagy, akkor az ismert csöves hőcserélők alkalmazása hátrányos. Ilyenkor ugyanis kívánatos, hogy mindkét folyadékot csövek belsejében vezessek. Egy ennek a célnak megfelelő ismert megoldásnál a két folyadékot csövekben áramoltatják és egy szerkezeti elemben, amely mindkét cső belső terébe benyúló, fallal elhatárolt teret zár körül, közvetítő folyadékot helyeznek el. A hőcsere tehát itt a közvetítő folyadék segítségével megy végbe. Ezen ismert megoldás hátránya, hogy hőcserélő kapacitása meglehetősen korlátozott, továbbá a csövekbe benyúló folyadékterek miatt nem elégíti ki tökéletesen a fent említett technológiai igényeket. A fent említett rendszer gáz-gáz hőcsere esetében alkalmazható előnyösen. A találmány célja olyan közvetítőközeges csöves folyadék-folyadék hőcserélő létrehozása, amely mentes a felsorolt hátrányoktól és amely különösen jól használható zagyok, illetve nagynyomású folyadékok közötti höcserére. A feladat tehát a csöves hőcserélő olyan kialakítása, amely lehetővé teszi, hogy mind a hűlendő, mind a melegítendő folyadék csövek belsejében haladjon, ugyanakkor a közvetítőközeget befogadó tér biztosítsa a technológiai igényeket és az egyszerű előállíthatóságot. A feladatot a találmány értelmében úgy oldjuk meg, hogy a hőcserélőnek a közvetítőközeget befogadóedényen belül elhelyezkedő, a hűtendő és a melegítendő folyadékokat szállító csövei vannak. A közvetítőközeget befogadó edény lehet osztatlan terű, amikor is a hűtendő folyadékot szállító egy vagy több cső a befogadóedény alsó részében, míg a melegítendő folyadékot szállító egy vagy több cső a befogadóedény felső részében helyezkedik el. Ennek a kiviteli alaknak előnye, hogy egyszerű, és a hőközvetítés szempontjából kedvező szerkezetű. Lehet osztott terű befogadóedényt is alkalmazni, ilyenkor az alsó befogadóedényben a hűtendő folyadékot szállító egy vagy több cső, míg a felső befogadóedényben a melegítendő folyadékot szállító egy vagy több cső helyezkedik el, az alsó és felső befogadóedény pedig egy vagy több összekötőcső útján van egymással összekötve. Ez a kiviteli alak akkor alkalmazható előnyösen, amikor a hőcserében résztvevő folyadékokat szállító csővezetékek egymáshoz való közelítése az üzemi adottságok miatt nem oldható meg. Az „alsó” és „felső” befoga ióedény relatív helyzetet jelöl, és abban az esetben, ha a kondenzátum mozgatásáról járulékosan gondoskodunk, ez a relatív helyzet felcserélhető. Akár osztatlan, akár osztott terű befogadóedényt használunk, kétféle megoldás jön szóba. Az egyik esetben mind a hütendő, mind a melegítendő folyadékot szállító csövek érintkezésben vannak a közvetítőközeggel. A másik eset az, amikor a hűtendő folyadékot szállító csövek a közvetítőközeggel, míg a melegítendő folyadékot szállító csövek annak gőz- ill. kondenzterével vannak érintkezésben A találmány szerinti hőcserélők sorbakapcsolásávid előnyös hőrekuperációs rendszer alakítható ki, különösen zagyok közötti hőcseréhez. Az így felépített hőrekuperációs rendszer többfokozatú hőcserét tesz lehetővé. Mindegyik egységet a benne végbemenő hőcserefokozatnak legjobban megfelelő módon alakíthatjuk ki és az adott hőmérsékletnek legjobban megfelelő közvetítőközeggel tölthetjük meg. A találmányt a továbbiakban annak néhány példaképpeni kiviteli alakja kapcsán ismertetjük részletesebben ábráink segítségével, amelyek közül: az 1. ábra a találmány szerinti hőcserélő osztott '•.erű kiviteli alakjának vázlatos metszete, ahol a melegítendő és a hűtendő folyadékot szállító csövek a közvetítőközegben helyezkednek el; a 2. ábrán az 1. ábra szerinti kiviteli alakot mutatjuk be, azonban itt a melegítendő folyadékot szállító cső a közvetítőközeg gőz- ill. kondenzterében van; a 3. ábrán a találmány szerinti hőcserélő osztatlan terű kiviteli alakja látható vázlatos metszetben, ahol a melegítendő és a hűtendő folyadékokat szállító csövek egyaránt a közvetítőközegben helyezkednek el; a 4. ábra a 3. ábrán bemutatott kiviteli alak, azonban itt a melegítendő folyadékot szállító cső a közvetítőközeg gőz- ill. kondenzterében helyezkedik el; 5. ábránkon hosszmetszetben mutatjuk be egy osztott terű hőcserélő egy részletét; a 6. ábrán az 5. ábra szerinti kiviteli alakot mutatjuk be, az 5. ábra VI-VI vonala mentén vett keresztmetszetben. Rátérve az 1. ábrára, a közvetítőközegként alkalmazott 20 folyadéktöllet az osztott terű 17 és 17’ befogadóedényben helyezkedik el, melynek 1 köpe5 10 !5 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
