Теплообменник

Теплообменник

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. ТЕПЛООБМЕННИК по авт. св. № 914923, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы путем более полного использования тепла отходящих газов, он снабжен неподвижной обечайкой с боковым патрубком, установленной в корпусе соосно над змеевиком и центральным дымоходом, сообщенным верхним концом с патрубком обечайки и заведенным нижним участком в полость змеевика. 2. Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что паровая труба размещена внутри дымохода. (Л со со сд

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пуух

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 914923 (21) 3389705 /24-06 (22) 21.01.82 (46) 15.04.83. Бюл. № 14 (72) Н. В. Антонишин, В. А. Бородуля, В. С. Никитин, О. Г. Мартынов и Г. Ф. Пучков. (71) Ордена Трудового Красного Знамени институт тепло- и массообмена им. А. В. Лыкова (53) 621.565.94 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 914923, кл. F 28 D 13/00, 1982.

„,Я0„„1011995 A з(511 F 28 D 13/00//F 23 С !1/02 (54) (5?) 1. ТЕПЛООБМЕННИК по авт. св. № 914923, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы путем более полного использования тепла отходящих газов, он снабжен неподвижной обечайкой с боковым яатрубком, установленной в корпусе соосно над змеевиком и центральным дымоходом, сообщенным верхним концом с патрубком обечайки и заведенным нижним участком в полость змеевика.

2. Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что паровая труба размещена внутри дымохода.

1011995

Изобретение относится к высокотемпературным установкам с псевдоожиженным слоем, широко применяемым в различных отраслях промышленности (металлургическая, химическая, автомобильная и т. д.), может быть использовано для выработки пара в котлах малой мощности в промышленной энергетике.

По основному авт. св. № 914923 известен теплообменник, содержащий цилиндрический корпус с размещенной в нижней части распределительной решеткой и погруженным в псевдоожиженный слой трубчатым змеевиком, подключенным к источнику теплоносителя, причем решетка установлена на валу с возможностью вращения и снабжена периферийными выступами, а змеевик выполнен в виде полого усеченного конуса и скреплен своим меньшим основа-нием с решеткой (1).

Однако внутренняя поверхность парогенерирующего устройства не полностью контактирует с частицами слоя, так как частицы, просыпающиеся во внутрь конуса на его верхнюю часть, выбрасываются оттуда центробежными силами. Кроме того, для улавливания угольной пыли необходим специальный сложный фильтр, а для полиой утилизации тепла дымовых газов — громоздкий теплообменник.

Целью изобретения является повышение эффективности работы путем более полного использования тепла отходящих газов.

Поставленная цель достигается тем, что в теплообменнике, содержащем цилиндрический корпус с размещенной в нижней части распределительной решеткой и погруженным в псевдоожиженный слой трубчатым змеевиком в виде полого усеченного конуса, подключенным к источнику теплоносителя и скрепленным своим меньшим основанием с решеткой, установленной с возможностью врашения и снабженной периферийными выступами, корпус снабжен неподвижной цилиндрической обечайкой с боковым патрубком, установленной в корпусе соосно над змеевиком и центральным дымоходом, сообщенным верхним концом с патрубком обечайки и заведенным нижним участком в полость змеевика.

Кроме того, паровая труба может быть размещена внутри дымохода.

На чертеже изображен теплообменник, общий вид.

Теплообменник содержит цилиндрический корпус 1, распределительную решетку

2, установленную с возможностью вращения на валу 3, погруженный в псевдоожиженный слой топлива 4 трубчатый змеевик

5 в виде усеченного конуса, подключенный к источнику теплоносителя 6 через вал 3 и скрепленный своим меньшим основанием с решеткой 2. Корпус 1 снабжен неподвижной обечайкой 7 с боковым патрубком 8, установленной в корпусе 1 соосно над змееви5

Зо

55 ком 5, и центральным дымоходом 9, сообщенным верхним концом с патрубком 8 обечайки 7 и заведенным нижним участком в полость змеевика 5. Для отвода образовавшегося в результате теплообмена пара служит паровая труба 10, которая может быть размещена внутри дымохода 9. Решетка 2 снабжена периферийными выступами 11.

Через патрубок 12 под решетку 2 подают воздух. Для максимальной утилизации тепла в обечайке 7 размещены трубы 13 для подогрева воздуха.

Сжигание топлива для получения пара или горячей воды осуществляется следующим образом.

В корпус 1 засыпают слой топлива 4, например смеси угля и доломита фракции

0,5 — 3,0 мм, и при помощи вала 3 приводят во врашение газораспределительную решетку 2, на верхней плоскости которой укреплены один или два выступа 11, например треугольные или г-образные пластины под углом к горизонтальной и вертикальной осям диска. При вращении решетки 2 частицы слоя 4 набегают на наклонную поверхность выступа 11 и поднимаются вверх по спирали вдоль стенок корпуса и затем по оси опускаются вниз до очередной встречи с выступом 11.

Таким образом, на вращательное движение частиц накладывается вибрация от выступа 11. Это совместное действие вибрации и вращения приводит частицы слоя 4 в вибропсевдоожиженное состояние, которое характеризуется высокими коэффициентами тепло- и массообмена. Получив вибровращающийся слой топлива 4, в корпус 1 затем через патрубок 12 подают воздух, а в парогенерирующее устройство, выполненное в виде полого спиралеобразного змеевика 5 в виде конуса, подают воду путем подачи ее через полый вал 3 при помощи на- . соса и разогревают слой топлива 4 до

700 †9 С, например, газовой горелкой (на чертеже не показана).

Спиралеообразный змеевик 5 используется как парогенерирующее устройство, а также как трансформатор амплитуды колебательного движения частиц. В нижней части корпуса 1 частицы приобретают колебательную составляющую движения с начальной амплитудой, которая с высотой из-за трения имеет тенденцию к снижению. Однако, с другой стороны, вследствие ограничения поперечного сечения слоя змеевиком 5,в слое, как в среде, проявляющей свойства жидкости, амплитуда с высотой при наличии расширяюшегося конуса увеличивается. Выбором соответствующей конусности и размеров змеевика 5 достигают в верхней части корпуса 1 такую же интенсивность движения частиц (а следовательно, и коэффициента теплообмена), как и в нижней.

Так как частицы слоя топлива 4 интенсивно движутся, а спиралеобразный змеевик 5 быстро вращается, то получают

1011995

Составитель Н. Белякова

Редактор Т. Веселова Техред И. Верес Корректор Л. Бокшан

Заказ 2740/47 Тираж 670 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 интенсивный,теплообмен между ними, значительно превышающий в известных устройствах. Величина теплообмена (производительность) легко регулируется скоростью вращения решетки 2. Перегретый пар выходит через патрубок 10, а дымовые газы про ходят через патрубок 8 и дымоход 9 в змеевик 5. Большая часть соединений серы нейтрализуется в слое 4, и использованный известняк удаляют из корпуса 1 через разгрузочный бункер (на чертеже не показан).

Зола, достигшая поверхности змеевика 5, может образовывать лишь очень тонкий слой т, к. для исключения образования отложений золы на поверхности змеевика 5 установлень1 турбулизирующие лопатки (на чертеже не показаны). Поэтому приетеночный слой газа, который состоит из молекул, прилипающих к поверхности змеевика 5 и принимающих ее температуру (в отличие от котельных труб известных устройств}, из-за огромных скоростей газа черезвычайно тонок и турбулизован и оказывает ничтожное сопротивление теплоотдаче. Угольная пыль улавливается слоем частиц, циркулирующим внутри вращающегося змеевика 5,,дожигается, а сернистые соединения полностью нейтрализуются добавленными частицами доломита, т. е змеевик 5 является одновременно и эффективным парогенератором и фильтром, и теплообменником. Циркуляция частиц внутри змеевика 5 осуществляется центробежными силами, которые выбрасывают их в неподвижную обечайку

7, где скорость частиц падает, и они под действием собственного веса падают вниз.

Благдаря размещению паровой трубы 10: внутри дымохода 9 создается противоточное движение дымовых газов и пара. В резуль15 тате пар подогревается до необходимой температуры. Для максимальной утилизации тепла дымовых газов в обечайке 7,размещены трубы 13 для подогрева воздуха.

Таким образом; предлагаемая конструкция позволяет при небольших размерах камеры увеличивать в несколько раз производительность по пару.