2.3.5. Погружные аппараты

Специфической особенностью аппаратов этого типа является наличие емкости-ящика, в которую погружены теплообменные трубы. В ящике находится охлаждающая среда, например вода. Аппараты этого типа ис­пользуют в качестве холодильников или конденсаторов-холодильников.

Различают змеевиковые и секционные аппараты. Принципиальное устройство однопоточного погружного конденсатора-холодильника показано на рис. 2.51. Теплообменная поверхность состоит из труб, со-

единенных при помощи сварки или на фланцах; переход из одной трубы в другую осуществлен при помощи двойников. Охлаждаемый поток по­следовательно проходит трубы, расположенные в данном горизонтальном Ряду, после чего перехо­дит в трубы следующего Ряда и т. д.

Рис. 2.51. Схема однопоточного погружного змеевикового конденсатора-холодильника: 1—парынефтепродукта; // — охлажденный нефтепродукт; /// — холодная вода; IV— нагретая вода

При большом расходе охлаждающегося потока для уменьшения гидрав­лического сопротивления применяют коллекторные змеевиковые холодильники (рис. 2.52), в которых охлаж­даемый поток при помощи специального коллектора разбивается на несколь­ко параллельных потоков. Меньшее гидравлическое сопротивление коллектор­ного аппарата по сравнению с однопоточным достигается за счет сни­жения скорости потока и длины пути.

Рис. 2.52. Схема коллекторного погружного конденсатора-холодильника: / — пары нефтепродукта; // — охлажденный нефтепродукт; /// — холодная вода; IV— нагретая вода

В случае использования подобного аппарата в качестве конденсато­ра-холодильника, когда вследствие частичной или полной конденсации объем потока резко уменьшается, можно применять коллекторные по­гружные аппараты с переменным числом потоков. В начале аппарата, где движутся в основном пары, объем которых значителен, число парал­лельных потоков может быть более высоким, чем в той части аппарата, где завершена конденсация паров и происходит охлаждение конденсата. Такое устройство полезно для повышения теплового эффекта аппарата, так как при сохранении первоначального числа потоков по всему их пути скорость движения конденсата в конечной части аппарата может оказаться небольшой, а следовательно, коэффициент теплопередачи в этой части аппарата будет низким.

Следует иметь в виду, что неправильный выбор места сокращения числа потоков по пути конденсирующейся среды может привести к повышению гидравлических сопротивлений, как это имело место на некоторых действующих установках.

К недостаткам аппаратов подобного типа относится их громозд­кость и повышенный расход металла. Кроме того, в ящике свободное сечение для прохода воды велико, вследствие чего скорость движения воды мала и относительно малы коэффициенты теплоотдачи от стенок змеевика к воде.

Такие аппараты используются на ряде действующих нефтеперераба­тывающих заводов и при строительстве новых установок, как правило, не применяют.

2.3-6- Оросительные аппараты

Аппараты этого типа при­меняются в качестве холодиль­ников и конденсаторов. Они представляют собой змеевик, состоящий из соединенных двойниками труб, которые рас­положены горизонтальными и вертикальными рядами.

Рис. 2.53. Схема оросительного коллекторного конденсатора-холодильника: / — охлаждаемый нефтепродукт; // — охлажденный нефтепродукт; /// — холодная вода; IV — нагретая вода

Чаще всего это коллекторные змеевики (рис. 2.53). В верхней части аппарата имеется распре­делительное приспособление для орошения наружной по­верхности змеевиков водой. По­добное распределительное устройство выполняется в виде либо желобов, либо специальных распылителей.

Вследствие высокого значения скрытой теплоты испарения воды даже незначительное ее испарение сопровождается отводом большого количества тепла.

Опыт работы оросительных конденсаторов и холодильников пока­зывает, что около 50 % тепла отводится испаряющейся водой. Таким образом, в оросительном холодильнике и конденсаторе расход воды примерно в два раза меньше, чем в обычном водяном холодильнике. К недостаткам таких аппаратов относится их громоздкость, интен­сивная коррозия наружной поверхности труб вследствие воздействия кислорода воздуха и отложение накипи на поверхности труб, особенно усиливающееся при высокой температуре охлаждаемого потока, труд­ность эксплуатации в зимних условиях.