增加下降薄膜管束式热交换器的潜力的方法技术

一种增加下降薄膜管束式热交换器的潜力的方法，所述方法包括下面的操作步骤：将至少一个第二管束（２５）式热交换器（２１）串联布置到所述第一热交换器（１），所述热交换器（２１）具有垂直管（２５ａ）并且是下降薄膜型，且配有用于供给到各自的管束（２５）的液体的分配腔室（２８），以及通过重力自由供给所述分配腔室（２８）来自所述第一热交换器（１）的液体。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体涉及管束式热交换器，该管束式热交换器具有垂直管，并用于利用所谓的下降薄膜技术在两种流体之间进行热交换。根据下降薄膜技术，所述流体中的一种流体以不充满管的方式沿管内壁下落，形成薄膜，该薄膜在管自身的中心部分并且对于管的整个长度留下相当大的空的空间；另一种流体在交换器内循环，所述交换器与被考虑的管束中的每一单个管的外壁接触。本专利技术尤其涉及一种用于增加上述形式的管束式热交换器的热交换表面，并且由此增加潜力的方法。
技术介绍
众所周知，上述利用下降薄膜热交换的技术一般广泛和有利地用于化学工业，并且还用于食品工业领域，例如，用于通过蒸发溶剂浓缩溶液，或用于冷凝蒸汽等等。为了实现所述的技术，使用各种根据其主要功能命名的装置，例如，浓缩器，蒸发器，冷凝器等；总之所述这些装置都基本上由具有垂直管的下降薄膜管束式热交换器组成或包括具有垂直管的下降薄膜管束式热交换器。由于上述原因并且为了简化说明书和权利要求书，所有上述装置均表示为与术语“具有垂直管的下降薄膜管束式热交换器”相同。此外，为了阐明始终参照通过液体溶液的蒸发而浓缩，而不是限定本专利技术的应用领域。上述形式的交换器包括具有垂直轴、且在其相对端由各个壁或基板封闭的外壳，分别通过外周以气密方式固定到所述外壳上并且通过上和下管板纵向支撑在所述外壳内的管束。由于所述管板的存在，在热交换器中限定了一个接一个地轴向布置的三个腔室；即，在封闭的外壳上端和上管板之间的第一腔室，在管板之间的第二腔室以及在下管板和外壳的下封闭端之间的第三腔室。将要被浓缩的液体溶液供给到第一腔室内并且从那里在由第二热交换流体从外部冲击的管束的各单个管中流动，而在第三腔室内，浓缩的溶液排出。众所周知，这种类型的热交换器的良好的操作以及由此的产出基本上取决于在管束的管内部下落的液体(要被浓缩的溶液)的良好的分布和形成与每一个管的内壁接触的液体薄膜的能力，由此避免在管的一些部分内，即使仅仅局部，所述液体会充满管的空的中心区域，而离开管壁。为此，在下降薄膜热交换器的第一腔室或上腔室内，设有特殊的液体分配器，也称作套圈(ferules)，一个分配器用于管束中的每一个管，分配器的任务是在所述第一腔室形成液压头并且在各个管中与其内壁相切地供给这种液体。由于存在所谓的套圈，这里考虑的热交换器的上腔室将在下面的说明和所附权利要求书中命名为“分配腔室”。尽管从各种观点来看，以上面示意描述方式构造的下降薄膜热交换器是有利的，但是它具有显著的缺点，即当需要解决生产能力的增加时，首先出现问题。事实上，在这种情况下，现有技术教导或者利用所考虑形式的其它薄膜热交换器，优选方式是将其它薄膜热交换器与现有的热交换器并联，或用适当增加尺寸的新的一个热交换器完全替换该热交换器，以便具有增加的热交换面积；在第一种情况下，至少需要对需要安装交换器的化学工厂继续进行大量较复杂的配置，在第二种情况下，需要承受作为投资和运行成本的显著增加的成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种增加所谓的下降薄膜型的管束式热交换器的生产能力(潜能)的方法，该方法适合于由简单和节省成本的方式克服参照现有技术上面描述的缺点。根据本专利技术上述问题通过一种方法解决，所述方法的特征是至少具有垂直管的第二管束热交换器与所述第一热交换器串联布置，所述第二交换器配备有各个液体分配腔室并且所述方法的特征是从所述第一热交换器出来的液体由重力自由地供应。根据本专利技术的方法的优点和特征通过其示例性实施例的描述而变得清楚，下面为了说明的目的而不是限定的目的参照附图描述所述实施例。附图说明图1示意地示出了根据现有技术的下降薄膜型的管束式热交换器；图2和3示意地示出了利用本专利技术的方法以增加容量而更新时，根据本专利技术的用于更新图1所示的热交换器的方法的连续步骤。图4和5示意地示出了图1和3所示的热交换器各自细节的放大图。具体实施例方式参照图1，根据现有技术所谓的下降薄膜式热交换器1包括外壳2，所述外壳2具有垂直轴A-A且由各个上壁或上端3和下壁或下端4在相对两端封闭，所述上壁和下壁通过各个法兰3a和4a固定到外壳上；管束5，具有垂直管5a，并且纵向安装在所述外壳2内，各个上下管板6、7沿外周以气密方式固定到外壳自身。由于所述管板6、7的存在，在热交换器1中限定了一个接一个地轴向布置的三个腔室8、9、10；即，第一腔室8位于上端3和上管板6之间，第二腔室9位于所述管束5的管板6、7之间，以及第三腔室10位于下管板7和所述外壳2的下端4之间。第一腔室8(分配腔室)通过设置用于供给要被浓缩的溶液的管道11与外面流体连通；第二腔室9或中间腔室通过用于将第二热交换流体，例如具有预定温度的蒸汽，供给到该腔室内的上管道13与外壳2的外侧流体连通，所述第二热交换流体用于实现上述溶液的期望的浓缩；下管道12设置用于从所述第二腔室9排出第二热交换流体；并且最后，第三腔室10是一种用于浓缩溶液的收集存储池，且通过用于排出所述溶液的管道14与外侧连通。此外，上端3配备有用于排出管束5可能产生的蒸汽的管道39。通常，管束5的管5a分别具有向外展开和/或焊接固定到各个管板6、7的端部并且开口到分配腔室8内和在第三腔室10内开口，由此它们彼此流体连通。为了确保与每一个管5a的内壁接触的液体薄膜的形成，避免在每一个管的一些部分内，即使仅仅局部，所述液体可能充满管的中心空的区域，而离开管壁，在所述交换器1的分配腔室8内，多个分配器15正在运行，每一个分配器用于管束5的每一个管5a。特别是(图4)还称作套圈的每一个分配器15基本上由具有预定长度的管16的切尾组成，管16的一端16a气密地接合在各个管5a的口内，而另一端16b自由并且开口到所述腔室8内。在中间位置，所述管16的切尾配备有一个或多个径向通孔17，该通孔与管板6的距离根据分配腔室8内期望保持的液压头(被浓缩的溶液)预定。当液体表面到达所述孔17的高度，将被浓缩的溶液开始通过所述孔17溢到管5a内部，形成期望的与所述管5a内壁接触的下落液体薄膜。为了增加上述类型的管束式热交换器的生产容量，根据本专利技术的方法提供用于使用热交换模块21(图2)。具体而言，根据本专利技术的实施例，这种模块21包括圆筒形管状壳体22，该壳体22在其相对的两端开口并且其外径等于热交换器1的外壳2的直径。具有平行管25a的管束25由管板26和27纵向支撑在所述管状壳体22内，管板26和27自身以与壳体22开口的端部相距预定距离的关系，以流体密封布置方式沿外周固定在所述壳体22内。在所述管板26和27之间限定通过两个管道32、33与外面流体连通的腔室29。如此布置的热交换器模块21以头-尾相接布置方式与热交换器1轴向对齐的方式连接，以便与热交换器1形成一体(图3)，其中管束5和25的关系是相距预定的距离。对于这种连接，具体地说，热交换器1除去下端4，并且管状壳体22固定地连接到此时自由的法兰4a，例如通过管状壳体22配备的各个法兰22a连接。以这种方式，根据本专利技术的另一个实施例，分别在管束5和25的管板7和26之间限定腔室10-28，该腔室同时是用于接收从管5a出来的部分地浓缩的液体的腔室和用于管束25的所述溶液的分配腔室，通过下面的描述上面的特征将会清楚。交换器1的下端4然后安装到管状本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增加下降薄膜型第一管束式热交换器的容量的方法，其特征在于，所述方法包括下面的操作步骤：将至少一个第二管束（２５）式热交换器（２１）串联布置到所述第一热交换器（１），所述热交换器（２１）具有垂直管（２５ａ）并且是下降薄膜型的，且配 备有用于供给到各个管束（２５）的液体的分配腔室（２８），以及通过重力自由供给所述分配腔室（２８）来自所述第一热交换器（１）的液体。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：费代里科扎尔迪，保罗斯蒂基，
申请(专利权)人：乌里阿卡萨勒有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]