Спиральный теплообменник: Спиральный теплообменник – Astera

спиральный теплообменник и способ его изготовления – патент РФ 2358218

Изобретение относится к теплотехнике, а именно к спиральным теплообменникам и способу их изготовления, и может быть использовано в химической, пищевой, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности. В спиральном теплообменнике, содержащем корпус с подводящими и отводящими патрубками, двухканальную спираль из листов, детали, фиксирующие расстояние между листами спирали, упоры, уложенные в каналы с двух сторон спирали, уплотнения торцов каналов, крышки с прокладками по торцам спирали, детали, фиксирующие расстояние между листами спирали, выполнены в виде зигзагообразных проставок, размещаемых вдоль всей спирали. Способ изготовления спирального теплообменника согласно изобретению заключается в том, что зигзагообразные проставки размещают между листами в процессе навивки спирали, затем на боковые кромки крайних рядов зигзагообразных проставок укладывают упоры, после чего пространство в каналах между торцами спирали и упорами заполняют уплотняющей массой. Корпус теплообменника предварительно изготавливают из двух полуцилиндров, затем предварительно навитую спираль охватывают полуцилиндрами и скрепляют их между собой по всей длине корпуса. Техническим результатом является упрощение конструкции теплообменника, упрощение технологии изготовления спиральных теплообменников и сокращение затрат на их изготовление. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

Формула изобретения

1. Спиральный теплообменник, содержащий корпус с подводящими и отводящими патрубками, двухканальную спираль из листов, детали, фиксирующие расстояние между листами спирали, упоры, уложенные в каналы с двух сторон спирали, уплотнение торцов спирали, крышки с прокладками по торцам спирали, отличающийся тем, что детали, фиксирующие расстояние между листами спирали, выполнены в виде зигзагообразных проставок, размещаемых вдоль всей спирали.

2. Спиральный теплообменник по п.1, отличающийся тем, что упоры, уложенные в каналы с двух сторон спирали, размещены на боковых кромках крайних рядов зигзагообразных проставок.

3. Спиральный теплообменник по п.1, отличающийся тем, что пространство в каналах между торцами спирали и упорами заполнено уплотняющей массой для исключения перетока теплоносителя из одного канала в другой.

4. Спиральный теплообменник по п.1, отличающийся тем, что корпус выполнен из двух полуцилиндров, скрепляемых друг с другом после установки спирали.

5. Спиральный теплообменник по п.1, отличающийся тем, что в теплообменниках, работающих на загрязненных рабочих средах, зигзагообразные проставки снабжены турбулизаторами, выполненными на вертикальных и/или горизонтальных кромках зигзагообразных проставок.

6. Способ изготовления спирального теплообменника, характеризующегося по пп.1-5, отличающийся тем, что зигзагообразные проставки размещают между листами в процессе навивки спирали, затем на боковые кромки крайних рядов зигзагообразных проставок укладывают упоры, после чего пространство в каналах между торцами спирали и упорами заполняют уплотняющей массой.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что корпус теплообменника предварительно изготавливают из двух полуцилиндров, затем предварительно навитую спираль охватывают полуцилиндрами и скрепляют их между собой по всей длине корпуса.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для проведения теплообменных процессов и может быть использовано в химической, пищевой и нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности.

В различных отраслях промышленности широкое применение нашли теплообменники, служащие для передачи тепла от одной среды к другой через стенку из теплопроводного материала, разграничивающую эти среды. Среди них кожухотрубные, пластинчатые, спиральные, змеевиковые и т.п. теплообменники, которые различаются между собой конструктивным исполнением поверхности теплообмена (Патент РФ № 2121122, МПК F28D 7/00; № 2151991, МПК F28D 3/02; № 2156423, МПК F28D 3/00, 20.09.2000; № 2166716, МПК F28D 3/00).

Известен спиральный теплообменник, содержащий цилиндрический корпус, в котором размещены теплообменные поверхности, формируемые из элементов, представляющих собой попарно сваренные по контуру спиралевидные стенки, образующие внутренний спиралевидный щелевой канал. В сечении, перпендикулярном оси аппарата, спиралеобразные стенки формируют теплообменную поверхность по спирали Архимеда. Внутренние спиралевидные полости теплообменных элементов сообщаются с коллекторами входа и выхода одной среды, а наружные – с коллекторами входа и выхода другой среды (В.В.Буренин. Новые рекуперативные теплообменники для нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств. «Нефтепереработка и нефтехимия», № 3, 2005, стр.44-45).

Известен спиральный теплообменник, содержащий каналы для рабочих сред, изготовленные из рулонной ленты, в одном из которых размещены штифты, снабженные турбулизаторами, выполненными из ленты, закрученной в продольном направлении (Патент РФ № 2156423, МПК F28D 7/04; 20. 09.2000 г.).

Известен спиральный теплообменник, содержащий два щелевых канала для прохода теплоносителей, образованных двумя свернутыми в спираль листами с элементами дистанционного расположения, внешние и внутренние коллекторы и торцовые уплотнения (Патент РФ № 2306517, МПК F28D 7/04; 04.10.2006 г.).

Общим недостатком данных технических решений является сложность конструкции, нетехнологичность изготовления теплообменника, а также повышенная масса, обусловленная наличием сложных узлов герметизации, чем обусловлена высокая стоимость изготовления.

Известен спиральный теплообменник, содержащий корпус с подводящими и отводящими патрубками, двухканальную спираль из листов, детали, фиксирующие расстояние между листами спирали, упоры, уложенные в каналы с двух сторон спирали, уплотнения торцов каналов, крышки с прокладками по торцам спирали (Н.В. Барановский и др. Пластинчатые и спиральные теплообменники. Машиностроение, М. 1973, с.262-269).

По совокупности сходных признаков этот спиральный теплообменник наиболее близок к заявляемому спиральному теплообменнику и принят за прототип.

Однако этот спиральный теплообменник имеет ряд недостатков: в нем в качестве деталей, фиксирующих расстояние между листами спирали и для создания жесткости листов, использованы штифты, приваренные к одному из листов. Уплотнение спирали производится с использованием упоров, выполненных из вставленной в канал ленты, приваренной к кромкам листов (Н.В. Барановский и др. Пластинчатые и спиральные теплообменники. Машиностроение, М. 1973, с.263-264, рис.142, варианты а, б, в, г). Это приводит к значительному усложнению изготовления теплообменника, особенно в случае его использования для теплоносителей с высокими температурами (выше 400°С) и в условиях агрессивных и коррозийных сред. В этих случаях для теплообменника требуется применение легированных сталей, что приводит к значительной сложности и дороговизне при сварке деталей. Уплотнение торцов только прокладкой в) или U-образной манжетой – вар. г) не предотвращает возможность перетока теплоносителя из одного канала в другой. Кроме того, корпус теплообменника выполнен из цельной детали в форме цилиндра, что создает сложность при установке собранной в единый блок спирали в корпус.

Первая задача по изобретению:

– упрощение и удешевление конструкции теплообменника;

– исключение перетока теплоносителя из одного канала в другой.

Вторая задача по изобретению – упрощение технологии изготовления теплообменника и, как результат, – сокращение затрат на его изготовление.

Первая задача решается тем, что спиральный теплообменник содержит корпус с подводящими и отводящими патрубками, двухканальную спираль из листов, детали, фиксирующие расстояние между листами спирали, упоры, уложенные в каналы с двух сторон спирали, уплотнения торцов каналов, крышки с прокладками по торцам спирали.

По первой задаче по изобретению спиральный теплообменник дополнительно включает:

– детали, фиксирующие расстояние между листами спирали, выполненные в виде зигзагообразных проставок, размещаемых вдоль всей спирали;

– упоры, уложенные в каналы с двух сторон спирали, размещенные на боковых кромках крайних рядов зигзагообразных проставок;

– уплотняющую массу, заполняющую пространство в каналах между торцами спирали и упорами для исключения перетока теплоносителя из одного канала в другой;

– корпус, выполненный из двух полуцилиндров, скрепляемых друг с другом после установки спирали;

– в теплообменниках, работающих на загрязненных рабочих средах, зигзагообразные проставки с турбулизаторами, выполненные на вертикальных и/или горизонтальных кромках зигзагообразных проставок.

Вторая задача по изобретению решается следующим образом:

– зигзагообразные проставки размещают между листами в процессе навивки спирали, затем на боковые кромки крайних рядов зигзагообразных проставок укладывают упоры, после чего пространство в каналах между торцами спирали и упорами заполняют уплотняющей массой;

– корпус теплообменника предварительно изготавливают из двух полуцилиндров, затем предварительно навитую спираль охватывают полуцилиндрами и скрепляют их между собой по всей длине корпуса.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:

на фиг.1 – продольный разрез теплообменника,

на фиг.2 – выносной элемент Б на фиг.1;

на фиг.3 – сечение АА по фиг.1;

на фиг.4 – выносной элемент В на фиг.2;

на фиг.5 – зигзагообразные проставки;

на фиг.6 – корпус теплообменника в сборе.

Спиральный теплообменник состоит из корпуса 1, спирали 2, навитой из двух листов 3 и 4 на сердечник 5. Корпус 1 состоит из двух полуцилиндров 1.1 и 1.2 и фланцев 1.3. Между листами 3 и 4 спирали 2 установлены зигзагообразные проставки 6 (фиг.2).

Зигзагообразные проставки 6 применяют двух видов – рядовые проставки 6.1 (фиг.5 «а») и проставки с турбулизаторами 6.2. (фиг.5 «б»). Зигзагообразные проставки 6 изготовляют путем гибки полосовой стали, причем горизонтальные полочки 6.1.1. и 6.2.1. соответствуют расстоянию между листами 3 и 4 спирали 2 (фиг. 2, 5).

Сердечник 5 разделен на две полости 5.1 и 5.2 (фиг.1, 3). К продольной цилиндрической стенке полости сердечника 5.1 приварена внутренняя кромка листа 3, а к продольной цилиндрической стенке полости сердечника 5.2 приварена внутренняя кромка листа 4, при этом в спирали образуются два канала 7 и 8. Наружная кромка листа 3 приварена к продольной кромке полуцилиндра 1.1, а наружная кромка листа 4 приварена к продольной кромке полуцилиндра 1.2. При этом образуются выходы из каналов 7 и 8 (фиг.3), к которым привариваются подводящий и отводящий патрубки 9 и 10 корпуса 1 (фиг.4).

По мере сворачивания спирали 2 (фиг.2) между листами спирали 3 и 4 устанавливают зигзагообразные проставки 6, причем проставки 6.3, ближние к кромкам листов, устанавливают одну над другой, остальные проставки целесообразно размещать в смежных витках каналов в шахматном порядке. Таким образом устанавливается ширина каналов.

Навитую на сердечник 5 спираль 2 охватывают полуцилиндрами 1. 1 и 1.2 (фиг.1, 3, 6), скрепляют их между собой по всей длине и приваривают фланцы 1.3, создавая единый сборочный узел корпуса 1 и спирали 2.

На боковые кромки крайних рядов зигзагообразных проставок 6.3 (фиг.2) в каналы 7 и 8 укладывают упоры 11, например, в виде проволоки. Каналы, ближние к торцам спирали (кромкам листов), заполнены уплотняющей массой 12, причем глубину заложения упоров 11 и заполнения торцов каналов уплотняющей массой 12 выбирают из обязательного условия исключения перетока теплоносителя из одного канала в другой. На торцы спирали 2 уложена прокладка 13 в виде листового уплотняющего материала, прижимаемая фланцами 14 к торцам спирали 2 и к уплотняющей массе 12, заполняющей каналы 7 и 8. Под действием прижима фланцем 14 прокладка 13 и уплотняющая масса 12 в каналах 7 и 8 образуют однородное уплотнение.

В качестве уплотняющей массы для теплообменников, работающих в условиях агрессивных или коррозийных сред и/или высоких температур, применяют терморасширенный графит или изделия из графитизированного асбеста или другие материалы с аналогичными свойствами.

Для соединения с полостями сердечника 5.1 и 5.2 (фиг.1) в центральной части фланцев 14 выполнены отверстия. К фланцам 14 присоединены подводящие и отводящие патрубки 15 и 16.

Благодаря такому исполнению теплообменника обеспечивается надежное разделение каналов, благодаря чему исключается переток теплоносителя из одного канала в другой.

В теплообменниках, работающих на загрязненных рабочих средах, в каналы, по которым подается загрязненная среда, для уменьшения оседания взвешенных частиц на стенках каналов в спираль 2 установлены зигзагообразные проставки 6.2, снабженные турбулизаторами 6.2.2, выполненными в виде коротких выступов для создания в канале турбулентного потока.

Расстояние между проставками 6 следует выбирать в зависимости от прочностных характеристик металла, из которого изготовлены листы, и перепада давления теплоносителей в каналах.

Для очистки каналов от возможных отложений следует извлечь из торцов каналов уплотняющую массу 12 и упоры 11 с двух торцов спирали 2 и узкими скребками прочистить каналы.

Спиральный теплообменник

Авторы патента:

Боташев Анвар Юсуфович (RU)

Малсугенов Роман Сергеевич (RU)

F28D9/04 – с каналами, образуемыми пластинами или листами, изогнутыми по спирали

 

Данная полезная модель относится к области теплотехники и может быть использована для обеспечения теплообмена между горячим и холодным теплоносителями. Спиральный теплообменник, содержащий разделенные друг от друга металлической стенкой два контура со спиральными каналами для течения горячего и холодного теплоносителей. Отличительной особенностью данного теплообменника является то, что он составлен из двух профилированных панелей, наложенных с двух сторон на плоский металлический лист, причем каналы каждого контура образованы совокупностью панели и этого листа.

Предполагаемая полезная модель относится к области теплотехники, в частности к теплообменным устройствам, и предназначена для обеспечения теплообмена между теплоносителями.

Известны теплообменные аппараты, в которых теплообмен между горячим теплоносителем и холодным теплоносителем осуществляется через разделяющую их металлическую стенку (Теплотехника / A.M.Архаров, С.И.Исаев, И.А.Кожинов и др. Под общ. ред. В.И.Крутова. – М.: Машиностроение, 1986. – С 133)

К заявленному объекту наиболее близким аналогом является спиральный теплообменник, содержащий два контура со спиральными каналами для течения горячего и холодного теплоносителей, образованными металлическими листами, свернутыми в форме спирали (Кавецкий В.Г., Васильева Б.В. Процессы и аппараты пищевой технологии. – М.: Колос, 2000. – С.253).

Недостаток известного теплообменника заключается в сложности его изготовления. Это связанно с тем, что для образования спиральных каналов металлические листы необходимо свернуть в рулон, обеспечивая при этом равномерный зазор между его витками, что достаточно сложно. Кроме того, внутренние концы спиралей необходимо соединить перегородкой, разъединяющей контуры течения теплоносителей, что также сложно осуществить. Поскольку спиральные каналы, образованные этими листами, не подлежат разборке, то трудно обеспечить и очистку теплообменника.

Целью данной полезной модели является повышение технологичности изготовления теплообменника. Поставленная цель достигается тем, что спиральный теплообменник, содержащий разделенные друг от друга металлической стенкой два контура со спиральными каналами, составлен из двух профилированных панелей со спиральными каналами, наложенных с двух сторон на плоский металлический лист, причем каналы каждого контура образованы совокупностью поверхностей панели и этого листа.

Предлагаемый теплообменник представлен на фигурах 1 и 2. Теплообменник состоит из плоского листа 1 и двух профилированных панелей 2 и 3, в которых выполнены спиральные каналы 4 и 5. Лист 1 и панели 2 и 3 соединены между собой при помощи болтов 6 и гаек 7. Спиральные каналы 4 и 5 снабжены патрубками 8, 9, 10, 11. Благодаря спиральным каналам 4 и 5 между листом 1 и панелью 2 образован первый контур теплообменника, а между листом 1 и панелью 3 образован второй контур теплообменника.

Течение теплоносителей по контурам теплообменника может быть организовано как по прямоточной схеме, так и по противоточной схеме. При прямоточной схеме (фиг.1) в первый контур теплообменника через патрубок 8 подается горячий теплоноситель, который, пройдя по спиральному каналу 4, выходит из теплообменника через патрубок 9. Холодный теплоноситель подается во второй контур теплообменника через патрубок 10 и выходит через патрубок 11. Движение теплоносителей может быть организовано и в обратном направлении, т.е. подача производится через патрубки 9, 11, а выход через патрубки 8, 10.

При противоточной схеме (фиг.2) теплоноситель в первый контур входит через патрубок 9 и выходит из теплообменника через патрубок 8, а во второй контур теплоноситель входит через патрубок 10 и выходит через патрубок 11. При этом теплоносители в спиральных каналах 4 и 5 движутся в противоположных направлениях.

Предлагаемый теплообменник по сравнению с известным теплообменником значительно технологичнее. Его изготовление не вызовет трудностей. Основные элементы теплообменника, т.е. лист 1 и профилированные панели 2 и 3, могут быть изготовлены штамповкой из листового материала, что обеспечит невысокую стоимость теплообменника. Теплообменник легко разбирается, поэтому его очистка также не представляет особых трудностей.

Спиральный теплообменник, содержащий два контура, разделенные друг от друга металлической стенкой, со спиральными каналами для течения горячего и холодного теплоносителей, отличающийся тем, что он составлен из двух профилированных панелей, наложенных с двух сторон на плоский металлический лист, причем каналы каждого контура образованы совокупностью поверхностей панели и этого листа.

 

Похожие патенты:

Пластинчатый теплообменник // 102253

Газожидкостный теплообменник // 121048

Спиральный змеевик теплообменного аппарата // 105730

Спиральный теплообменник. Принцип работы. Диапазон рабочих характеристик.

Описание теплообменника. Максимальное температурное приближение

Экономика и менеджмент \ Организация и планирование производства

Страницы работы

12 страниц (Word-файл)

Посмотреть все страницы

Скачать файл

Содержание работы

Спиральный теплообменник

Преимущества для Заказчика

Принцип работы

Диапазон рабочих характеристик

Описание теплообменника

Slide 1

Спиральный теплообменник Преимущества для Заказчика

• Изготовление под заказ в соответствии со специфическими требованиями и нуждами Заказчика
• Высокий коэффициент регенерации тепла для каждого отдельного аппарата
• Особенно эффективен в работе со шламами, волокнистными жидкостями или твердым осадком во взвешенном состоянии, а также с широкой номенклатурой вязких сред
• Может справляться со средами, имеющими тенденцию к закупориванию, в одном или двух каналах
• Предлагает Вам компактное решение
• Удлинение рабочего цикла
• Эффект самоочистки
• Легкость доступа для осмотра и технического обслуживания

Slide 2

Спиральный теплообменник Преимущества для Заказчика

Температура: От –1000C до 400ºC Давление: от полного вакуума до 40 бар Материалы : Любой материал, подверженный холодной деформации и варке, такие как: углеродистая сталь, 316L, 304L, 316Ti, 904L, титан, хастеллой C, 2205 дуплексный Площадь теплопередачи: От 1 до 500 м2 на аппарат Кодировка сосудов давления: PED, ASME, JIS

Slide 3

Спиральный теплообменник Преимущества для Заказчика

• Одноканальная конструкция отлично подходит для жидкостей, имеющих тенденцию к образованию накипи, осадка или пробки, и обеспечивает эффект самоочистки.

• При одноканальной конструкции в месте образования осадка скорость потока увеличивается, что приводит к вымыванию / выскребанию осадка.

Slide 4

Спиральный теплообменник Преимущества для Заказчика

Возможно максимальное температурное приближение!

Вход

T1

Малая разница температур

Выход

Зона перекрытия температур

T1

T2

Выход

Вход

T2

Slide 5

Спиральный теплообменник Диапазоны температуры и давления

Давление (бар)

30

25

Спиральный теплообменник

Температура (°C)

160

350

Slide 6

Описание продукта Спиральный теплообменник

Соединения

Крышка

Корпус

Slide 7

Описание продукта Корпус

Корпус включает центральную часть, спирально навивную теплопередающую зону и внешний кожух.

Slide 8

Описание теплообменника Корпус

• Шаг: Изменяемый шаг (5-25 мм) в зависимости от типа и качества среды с креплением или без него.
• Герметизация:Различные методы герметизации с открытыми или закрытыми каналами, чтобы обеспечить доступ к каналам для легкости мойки.
• Материал: Могут изготавливаться как из стандартных материалов, таких как нержавеющая сталь 316, так и из редких металлов, таких как Ti, HC и никелевые сплавы.

Slide 9

Описание теплообменника Крышка

Плоская

Усиленная

Крышка необходима для удерживания давления, герметизации каналов и обеспечения доступа для технического обслуживания.

Slide 10

Описание теплообменника Крышка

• Прокладки: Прокладки предотвращают проход сред между холодными и горячими каналами, и могут изготавливаться из различных материалов, таких как PTFE, армированной резины PTFE, NBR и Gylon Fawn.
• Форма: Плоская или армированная для выдерживания высоких давлений. При 200°C и с диаметром спирали 1 м, можно использовать плоскую крышку вплоть до 6,5 бар. Усиленная армированная крышка требуется для давления свыше 6.5 бар.
• Крепление: Крепится болтами с крючкообразной головкой, и если требуется навешивается на петли для легкого и частого открытия тяжелой крышки.

Slide 11

Описание теплообменника Соединения

Тангенциальное соединение

Коллектор

• Соединения : Тангенциальные или прямые, в зависимости от содержания твердого осадка в используемой среде.
• Коллектор: Снижает скорость поступающей среды, чтобы минимизировать эрозию спирали.

Slide 12

Похожие материалы

Информация о работе

Скачать файл

[СПИРАЛЬНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК TRANTER]

Показать разделы

• Общая информация
• Подробнее
• Скачать
• Спросите у наших экспертов

Спиральные теплообменники Tranter
Одноканальная альтернатива
Нагрев или охлаждение насыщенных частицами или вязких жидкостей является сложной задачей для большинства типов теплообменников. Спиральные теплообменники с их компактной одноканальной конструкцией идеально подходят для обеспечения выдающихся тепловых характеристик и времени безотказной работы в этих условиях. Спирали могут достигать высоких коэффициентов теплопередачи с жидкостями, содержащими частицы, при этом избегая загрязнения, закупорки, неравномерного распределения жидкости или мертвых зон в обоих каналах. Другие важные функции включают работу с паром/жидкостью и газом или паром/жидкостью, где способность спирали к переохлаждению и длинный путь конденсации максимизируют восстановление.

 

 

Спиральные теплообменники Tranter
Устойчивость к засорению и легкость очистки
Единственный проточный канал спирального теплообменника по своей природе является самоочищающимся и устойчивым к загрязнению, поскольку поток не может обойти препятствие. В результате распределение потока в обоих каналах остается равномерным и постоянным по всему теплообменнику. Разница температур между жидкостями может составлять менее 3°C (5°F). Вместо этого в кожухотрубном блоке создается неравномерный температурный профиль, вызванный загрязнением, закупоркой труб и плохим распределением потока, с наличием как мертвых зон, так и эродированных поверхностей.

При работе с твердыми частицами любой теплообменник должен быть установлен так, чтобы его можно было легко очищать. Здесь компактная и термически эффективная спираль, которую можно очищать практически в пределах ее собственной физической площади, имеет огромное преимущество. Мало того, что кожух и труба с эквивалентным тепловым режимом работы намного больше, но и требуется более чем в два раза больше занимаемой площади, чтобы трубный пучок можно было вытащить для очистки. Таким образом, при модернизации компактный спиральный теплообменник может быть легко интегрирован в существующую площадь с низкими затратами на установку.
Благодаря легко открываемым откидным торцевым крышкам спираль обеспечивает легкий доступ к обоим каналам для визуального осмотра и очистки. Кожухотрубный блок необходимо тщательно разобрать, чтобы осмотреть кожух со стороны кожуха, а для осмотра каждой трубы в отдельности необходимы специальные эндоскопы.
Специально разработан и создан для надежной работы
Конструкция спирального теплообменника Tranter основана на двух или четырех металлических полосах, к которым приварены распорные шпильки, а затем намотаны на сердечник, используя непрерывную полосу одинарной толщины от сердечника до кожуха. Это заметное улучшение по сравнению с другими конструкциями, в которых используется несколько полос разной толщины, сваренных встык, что может привести к преждевременному выходу из строя. Кроме того, конструкция Tranter имеет действительно круглую оболочку, соответствующую Кодексу, обеспечивающую лучшее уплотнение прокладок и торцевых крышек, чем некруглая традиционная конструкция.

Компания Tranter также предлагает различные конструкции центрального сердечника, точно соответствующие требованиям к распределению потока и долговечности для отдельных применений.

Сердечник, оптимизированный для работы, вместе со спиралевидными каналами и шпильками создает турбулентность при низких числах Рейнольдса. Теплопередача улучшается, а загрязнение уменьшается. Спиральный теплообменник по своей природе должен быстро открываться, очищаться и закрываться, но при этом быть герметичным во время работы. Спиральный теплообменник Tranter имеет специальные конструктивные особенности, обеспечивающие производительность, герметичность и долгий срок службы. Теплообменники Tranter имеют прочные опоры седла, прочную опору на седле и усиленные петли для предотвращения провисания и сохранения выравнивания крышки. Наши зажимные болты диаметром M30 (1-1/8 дюйма) обеспечивают более плотное прилегание без деформации или усталости, которые могут возникнуть при использовании более легких зажимных болтов. Мы думаем, вы согласитесь, что внимание Tranter к деталям конструкции обещает вам спиральный теплообменник, который экономит деньги. Спиральный теплообменник представляет собой специально разработанную технологическую систему. Благодаря этому Tranter понимает вашу потребность в подотчетном партнере от концепции до эксплуатации в течение жизненного цикла, включая документацию, техническую поддержку, реагирование на потребности в предложениях и обслуживание клиентов, включая установку, запуск и эксплуатацию. Мы известны как The Heat Transfer People, и мы готовы показать вам, почему.

Спиральный теплообменник Общие характеристики

Расстояние между каналами:	5–70 мм (0,197–2,76 дюйма)
Ширина канала:	50–2000 мм (2–79 дюймов)
Поверхность на единицу:	0,1–800 м2 (1,1–8610 футов2)
Расчетное давление:	Вакуум–>45 бар изб. (Вакуум–>653 фунт/кв.дюйм изб.)
Расчетная температураa:	-100–>450°C (-148–>840°F)
Доступные коды	AD-2000, PED, ASME, AS1210 и т. д.
Материалы	Углеродистая сталь, нержавеющая сталь, дуплексная нержавеющая сталь, никелевые сплавы (например, хастеллой, никрофер, инконель, монель), титан
Сертификаты качества	ISO 9001:2000, SQL, ГОСТ, Печать Кореи, SVTI

 

• Обслуживание теплообменника Статья.pdf
Брошюра по запчастям и обслуживанию
• .pdf
Брошюра по спиральному теплообменнику
• .pdf

Спиральный теплообменник Альфа Лаваль – микроорганизмы

Последнее обновление пн, 05 сентября 2022 г. | Микроорганизмы

К проектированию циклов непрерывной стерилизации можно подходить точно так же, как и к системам периодической стерилизации. Система непрерывного действия включает период времени, в течение которого среда нагревается до температуры стерилизации, время выдержки при желаемой температуре и период охлаждения для восстановления среды до температуры ферментации. Температура среды повышается в непрерывном теплообменнике, а затем поддерживается в изолированном змеевиковом змеевике в течение периода выдержки. Продолжительность периода выдержки определяется длиной змеевика и расходом среды. Затем горячая среда охлаждается до температуры брожения с помощью двух последовательных теплообменников: первый использует поступающую среду в качестве источника охлаждения (таким образом сохраняя тепло за счет нагрева поступающей среды), а второй использует охлаждающую воду. Основное преимущество непрерывного процесса заключается в том, что можно использовать гораздо более высокую температуру, что сокращает время выдержки и снижает степень разложения питательных веществ. Требуемый коэффициент Del может быть достигнут комбинацией температуры и времени выдержки, что обеспечивает приемлемо малую степень разложения питательных веществ. Ричардс (1968) привел следующий пример для иллюстрации диапазона температурно-временных режимов, которые могут быть использованы для достижения одинаковой вероятности достижения стерильности. Фактор Del для примера стерилизации составил 45,7, и следующие температурно-временные режимы были рассчитаны для получения такого же коэффициента Del: ° 2,7 секунды

Кроме того, поскольку непрерывный процесс включает обработку небольших порций среды, периоды нагрева и охлаждения очень малы по сравнению с периодической системой. Существует два типа стерилизаторов непрерывного действия, которые можно использовать для обработки среды брожения: теплообменник непрямого действия и теплообменник прямого действия (паровой инжектор).

Наиболее подходящими непрямыми теплообменниками являются теплообменники с двойной спиралью, которые состоят из двух листов высококачественной нержавеющей стали, изогнутых вокруг центральной оси в виде двойной спирали, как показано на рис. 5.8. Концы спирали закрыты крышками. Полномасштабный пример показан на рис. 5.9. Для достижения температуры стерилизации через одну спираль пропускают пар, а через другую среду в противотоке o

Рис. 5.8. Схематическое изображение спирального теплообменника (Alfa-Laval Engineering Ltd, Брентфорд, Миддлсекс).

потоков. Спиральные теплообменники также используются для охлаждения среды после прохождения через змеевик. Поступающая нестерильная среда используется в качестве хладагента в первом охладителе, так что поступающая среда частично нагревается до того, как попадет в стерилизатор, и, таким образом, сохраняется тепло.

Основными преимуществами спирального теплообменника являются:

(i) Два потока среды и охлаждающей жидкости или среды и пара разделены сплошным барьером из нержавеющей стали с прокладками, ограниченными стыками с торцами. тарелки. Это делает перекрестное загрязнение между двумя потоками маловероятным.

(ii) Спиральный маршрут, по которому проходит среда, позволяет предусмотреть достаточные зазоры, чтобы система могла справляться с взвешенными твердыми частицами. Теплообменник имеет тенденцию к самоочищению, что снижает риск образования отложений, загрязнения и «пригорания».

Пластинчатые теплообменники косвенного действия состоят из чередующихся пластин, через которые циркулируют противоточные потоки. Пластины разделены прокладками, и отказ этих прокладок может вызвать перекрестное загрязнение между двумя потоками. Кроме того, зазоры между пластинами таковы, что взвешенные твердые частицы в среде могут блокировать теплообменник, и, таким образом, система полезна только для стерилизации полностью растворимых сред. Однако пластинчатый теплообменник является более гибким, чем спиральная система, поскольку для увеличения его производительности могут быть добавлены дополнительные пластины.

Паровой инжектор непрерывного действия впрыскивает пар непосредственно в нестерильный бульон. Преимущества и недостатки системы были обобщены Banks (1979):

(i) Очень короткое (почти мгновенное) время нагрева.

(ii) Может использоваться для сред, содержащих взвешенные твердые частицы.

(iii) Низкие капитальные затраты.

(iv) Простота очистки и обслуживания.

(v) Высокая эффективность использования пара.

Однако недостатки:

(i) При нагревании возможно образование пены.

(ii) Прямой контакт среды с паром требует учета разбавления конденсата и требует «чистого» пара, не содержащего антикоррозионных добавок.

В некоторых случаях система впрыска сочетается с мгновенным охлаждением, когда стерилизуемая среда охлаждается путем пропускания ее через расширительный клапан в вакуумную камеру. Охлаждение при этом происходит практически мгновенно. Блок-схема системы непрерывной стерилизации с прямым впрыском пара показана на рис. 5.10. В некоторых случаях может использоваться комбинация теплообменников прямого и непрямого действия (Svensson, 19).88). Это особенно актуально для крахмалосодержащих бульонов, когда для стадии предварительного нагрева используется впрыск пара. Посредством практически мгновенного повышения температуры критическая температура клейстеризации крахмала достигается очень быстро, и увеличение вязкости, обычно связанное с нагретыми коллоидами крахмала, может быть снижено.

Наиболее широко используемой системой непрерывной стерилизации является система на основе спиральных теплообменников, типовая схема которой показана на рис. 5.11. Растение стерилизуют до стерилизации среды путем циркуляции горячей воды через растение по замкнутому контуру. В то же время ферментер и трубопровод между ферментером и стерилизатором стерилизуются паром. Сохранение тепла достигается за счет охлаждения стерильной среды от холодной поступающей нестерильной среды, которая затем частично нагревается до того, как попадет в стерилизатор.

Фактор Del, который должен быть достигнут в процессе непрерывной стерилизации, должен увеличиваться с увеличением масштаба, и он рассчитывается точно так же, как описано при рассмотрении увеличения масштаба периодических режимов. Таким образом, если объем, подлежащий стерилизации, увеличивается с 1000 дм3 до 10000 дм3, а риск отказа должен оставаться на уровне 1 на 1000, то коэффициент Del необходимо увеличить с 34,5 до 36,8. Однако преимущество непрерывного

Рис. 5.9. Спиральный теплообменник промышленного масштаба (Alfa-Laval Engineering Ltd., Брентфорд, Миддлсекс).

Вода, моющие средства

Стерилизованный продукт для ферментации

Продолжить чтение здесь: Спиральный охладитель

Была ли эта статья полезной?

Доля рынка сварных спиральных теплообменников в 2025 году

Отраслевой анализ

Объем мирового рынка сварных спиральных теплообменников в 2018 году составил 1,4 миллиарда долларов США. Прогнозируется, что в течение прогнозируемого периода его среднегодовой темп роста составит более 4,0%. , с 2019 по 2025 год. Растущий спрос на теплообменники для HVAC, нефтехимической, химической и пищевой промышленности в развивающихся странах Южной Америки и Азиатско-Тихоокеанского региона в основном способствует росту рынка.

Спиральный теплообменник изготавливается путем образования двух концентрических каналов вокруг центрального стержня с помощью прокатки металлических листов. Конец герметизируется сваркой. Это обеспечивает преимущества для теплообменников, так как жидкость может быть видна на большей площади. Спиральные теплообменники сварного типа идеально подходят для утечек агрессивной и опасной жидкости.

Эти теплообменники широко используются в таких отраслях, как производство электроэнергии, холодильная, химическая, целлюлозно-бумажная промышленность. Прогнозируется, что растущий спрос со стороны нефтехимической и химической промышленности, наряду с технологическими инновациями, будет способствовать росту рынка.

По оценкам, рынок США будет расширяться значительными темпами из-за растущего внедрения продуктов в различных секторах. Ожидается, что растущая химическая промышленность будет играть жизненно важную роль в росте рынка. Растущие мощности нефтеперерабатывающих заводов и новые химические заводы повышают спрос на сварные теплообменники.

Ключевые игроки сосредотачиваются на экономии за счет масштаба, а не экономии за счет масштаба, поскольку продукт предлагает множество приложений. Кроме того, ожидается, что запуск новых продуктов наряду с маркетинговыми стратегиями будет набирать обороты на рынке.  

Анализ конечного использования

В зависимости от конечного использования рынок сварных спиральных теплообменников делится на нефтехимическую, HVAC и холодильную промышленность, производство электроэнергии, бумагу и целлюлозу, продукты питания и напитки, химическую и другие отрасли. Прогнозируется, что в сегменте продуктов питания и напитков будет зарегистрирован самый быстрый среднегодовой темп роста более 5,0% в период с 2019 по 2025 год. Теплообменники сварного типа обладают способностью самоочищения, которая помогает переносить среды с высокой вязкостью в целлюлозно-бумажной и пищевой промышленности.

В 2018 году сегмент HVAC и холодильного оборудования занял более 20,0% рынка. Продукт обеспечивает более высокую тепловую эффективность, чем теплообменники трубчато-кожухового типа. К этим теплообменникам очень легко получить доступ во время процесса очистки и обслуживания. Ожидается, что эти ключевые факторы будут стимулировать спрос на теплообменники сварного типа.

В химической промышленности химические реакции вызывают отложение нежелательных материалов в теплообменниках, что затрудняет процесс очистки. Теплообменники сварного типа помогают избежать этих проблем, поскольку они предлагают функции самоочистки благодаря одноканальной конструкции.

Региональные данные

В 2018 году Азиатско-Тихоокеанский регион лидировал на рынке сварных спиральных теплообменников с долей более 37,6%, и, по оценкам, среднегодовой темп роста в течение прогнозируемого периода составит около 5,2%. С учетом растущей потребности в нефтехимической продукции в таких отраслях, как производство пластмасс, упаковка, по оценкам, будет стимулировать рост рынка.

В 2018 году доля Европы на мировом рынке составила 28,4%. Развивающаяся автомобильная и строительная промышленность поддерживает рост рынка. Растущее внедрение теплообменников сварного пластинчатого типа на химических и нефтеперерабатывающих заводах из-за строгой государственной политики в основном способствует росту рынка.

Рынки MEA и CSA, по прогнозам, будут расти в среднем на 2,9% и 6,3% соответственно в течение прогнозируемого периода. Прогнозируется, что растущий спрос на продукты для решений по рекуперации тепла в ОВКВ и химическом секторе повысит спрос на продукцию в ближайшие несколько лет.

Анализ воздействия COVID-19

Вспышка COVID-19 негативно повлияла на рынок. Кризис COVID-19 нарушил производство теплообменников. Нехватка рабочей силы и нарушение цепочки поставок являются основными факторами, влияющими на производство. Во время пандемии несколько компаний по всему миру столкнулись с проблемами импорта приводов и компрессоров китайского производства.

С частичным снятием карантина часть компаний заработала; однако производительность низкая. Ожидается, что долгосрочный прогноз рынка будет положительным из-за увеличения расходов компаний в энергетическом бизнесе. Например, Danfoss India объявила об увеличении своих инвестиций на 3,4 миллиона долларов США для увеличения своих производственных мощностей.

Сварные спиральные теплообменники Анализ доли рынка

Рынок характеризуется высокой конкуренцией по своей природе. Региональные и глобальные игроки занимаются разработкой новых продуктов и распространением теплообменников. Компании на рынке инвестируют в передовые технологии для разработки высококачественной продукции. Ключевыми игроками на рынке являются Alfa Laval AB, Nexson Group, Gooch Thermal Systems, Elanco Inc., Danfoss A/S, Smartheat Inc. и Kurose Chemical Equipment Co. Ltd.

Объем отчета

Атрибут	Детали
Размер рынка в 2020 году	1,51 миллиарда долларов США
Прогноз выручки в 2025 году	1,84 миллиарда долларов США
Скорость роста	CAGR 4,0% с 2019 г. до 2025
Базовый год для оценки	2018
Фактические оценки/Исторические данные	2014 – 2017
Прогнозный период	2019 – 2025
Количественные единицы	Выручка в миллиардах долларов США и среднегодовой темп роста с 2019 по 2025 год
Покрытие отчета	Прогноз доходов, доля компании, конкурентная среда, факторы роста и тенденции
охваченных сегментов	Конечное использование, регион
Региональный охват	Северная Америка, Европа, Азиатско-Тихоокеанский регион, Центральная и Южная Америка, Ближний Восток и Африка.
Область охвата страны	США, Канада, Германия, Франция, Италия, Китай, Япония, Индия, Бразилия и ОАЭ.
Профиль ключевых компаний	Альфа Лаваль AB; Данфосс А/С; Гуч Термальные Системы, Инк.; Нексон Групп; Эланко, Инк.; Kurose Food & Beverages Equipment Co., Ltd.; Шанхай Шэнлинь M&E Technology Co., Ltd.; SmartHeat Inc.
Объем настройки	Бесплатная настройка отчета (эквивалентно 8 рабочим дням аналитика) при покупке. Добавление или изменение охвата страны, региона и сегмента.
Цены и варианты приобретения	Индивидуальные варианты покупки для удовлетворения ваших конкретных потребностей в исследованиях.

Сегменты, охваченные в отчете

В этом отчете прогнозируется рост доходов на глобальном, региональном и страновом уровнях, а также анализ последних отраслевых тенденций и возможностей в каждом из подсегментов с 2014 по 2025 год. Для этого исследования Million Insights сегментировала отчет о глобальном рынке сварных спиральных теплообменников на основе конечного использования и региона:

• End-Use Outlook (Revenue, USD Billion, 2014 – 2025)
    • Chemical
    • Food & Beverages
    • HVAC & Refrigeration
    • Petrochemicals
    • Power Generation
    • Pulp & Paper
    • Others

• Региональный прогноз (выручка, млрд долл.