Холодильник металлургических агре-гатов

Холодильник металлургических агре-гатов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Соеетсиии

Социалистическии

Рес ублии

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (i))840113 (6l ) Дополнительное к аит. сеид-ву (22) Заявлено 06.01.75 (21) 2092592/02 с присоединением заявки М (23) Приоритет3 (5l ) IVL. Кл.

С 2l В 7/l0

Гоаудерствеииый комитет ао делам изобретений и открытий

Опубликовано 23.06.8 1. Бюллетень М 23 (53) УДК, 669. .162.2.3.4.2 (088.8) Дата опубликования описания 26.06.8l

Л. Д. Грицук, А. С. Горбик, В. М. Антонов

Л, Д, Голод, Е. Е. Белкин, М. Г, Горелик, Bi А. Карыпов, К. Г. Дашкевич и Я; И. Город

Всесоюзный научно-исследовательский прое институт ! по очистке технологических газов, сточных вод и использованию вторичных энергоресурсов предприятий черной, металлургии (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) ХОЛОДИЛЬНИК МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ АГРЕГАТОВ

Изобретение относится к теплообменным устройствам металлургических агрегатов.

Известен двухслойный холодильник металлургических агрегатов с залитыми в металлические плиты трубами, по которым циркулирует охлаждающая жидкость. Тру- . бы могут быть подключены к контуру технической воды или охлаждаться по принципу испарительного охлаждения (1 ).

Недостатками холодильников являются.

10 а) опасность попадания больших количеств воды в печь при разрушении труб; б) сложность.поиска вышедщих из

15 строя холодильников; в) необходимость применения компенсаторов термического расширения и газовых уплотнений;

r) сложность и надежность технологии изготовления.

Известен также холодильнис с закрытыми по торцам трубами, заполненными жидкостью и помещенными одним концом

2 в металлическую плиту. Другой конец таких труб охлаждается водой вторичного контура (2) .

Однако в известных холодильниках появляется возможность выброса воды во вторичную зону охлаждения и запирания ее там паром.

Предлагаемая конструкция холодильника предусматривает организацию направлен. ной естественной циркуляции охлаждающей жидкости в закрытых по торцам трубах, используя односторонний нагрев этих труб тепловым потоком, идущим со стороны рабочего пространства металлургического агрегата.

Бель изобретения — повышение стойкости холодильника.

Бель достигается тем, что плита, в которой размещены трубы, выполнена двухслойной — металлической со стороны рабочего пространства (теплового потока) и огнеупорной со стороны кожуха печи.

Плоскость ра:-дела этих слоев проходит через диаметральную плоскость трубы.

3 840 1

Металлический слой плиты выполнен, например из чугуна или другого материала, имеющего достаточно высокую теплопроводность и жаростойкость. Огнеупорный слой плиты выполнен иэ низкотеплопроводного (менее

5. ккал/м ч ° С) огнеупорного материала, С 5 например огнеупорного бетона.

Внутренний объем труб разделен плоской перегородкой на две части: тепловоспринимаюшую и циркуляционную. Эти части сообщаются между собой у концов труб и заполнены охлаждающей жидкостью до уровня, позволяющего иметь достаточный, конденсационный участок, который вводится в холодильник вторичного контура охлаждения.

C целью выравнивания гидродинамического сопротивления тепловоспринимающей и циркуляционной полостей труб, соотношение плошадей их сечений равно единице или больше за счет расположения перегородки относительно диаметральной плоскости трубы. В зависимости от плотности теплового потока плоская перегородка в полости трубы смещена по отношению 25 ее диаметральной плоскости на 0,1-0,3 ,внутреннего диаметра в сторону поверхности, не воспринимающей тепловую нагрузку.

Свободные концы закрытых по торцам gg труб холодильника выходят за пределы кожуха печи и введены в холодильники вторичного контура охлаждения.

На фиг. 1 показан холодильник, продольный разрез; на фиг. 2 — то же, по- 35 перечный разрез.

Холодильник представляет собой плиту, которая состоит из теплопроводной металлической плиты 1 и нетеплопроводной огнеупорной плиты 2. Между плитами 4g

1 и 2 расположены закрытые по торцам трубы 3. Граница контакта между металлическим слоем 1 и огнеупорным слоем 2 проходит по диаметральной плоскости труб 3. Внутренний объем труб 3, разде- 45 лен плоской перегородкой 4 на тепловоспринимающую полость 5 и циркуляцион .ную полость 6, Над уровнем жидкости в полостях 5 и 6 имеется свободная полость 7 для кон-.

>О денсации пара.

Свободные концы труб 3 помещены в холодильники 8, объединенные коллекторами 9, с патрубками 10 для подвода и отвода охлаждающей жидкости вторич ного контура охлаждения.

Работает предлагаемый холодильник следующим образом.

Тепловой поток со стороны рабочего пространства поступает через металлическую теплопроводную плиту l к контактирующей с ним поверхности труб 3

Охлаждающая жидкость в тепловоспринимающей полости 5 нагревается,испаряется, а пароводяная смесь поднимается вдоль прилегающей к металлической плиге l стенки трубы 3 . Подъем пароводяной смеси в полости 5 вызывеет движение вниз жидкости в полости 6 .

Пароводяная смесь из полости 5 поступает в полость 7, где происходит сепарация, конденсация пара, и охлаждение жидкости. Охлажденная жидкость поступает в полость 6.

Таким образом, в закрытых по торцам трубах 3 холодильника создается направлен- ная естественная циркуляция охлаждающей жидкости.

Конденсацию пара и охлаждение жидкости в полости 7 осуществляют жидкостью, циркулирующей через патрубки 10, коллектор 9 и холодильники 8. Вторичный контур может быть подключен к системе водяного или испарительного охлаждения.

Низкотеплопроводная огнеупорная плита 2 служит надежным теплоизолятором, ограничивающим тепловой поток из металлической плиты 1, и обеспечивает поступление тепла только к тепловоспринимающей поверхности труб 3. Поверхность труб 3, контактирующая с огнеупорной плитой, практически не воспринимает теплового потока. Поэтому на внутренней поверхности трубы 3 в циркуляционной полости 6 охлаждающая жидкость не кипит. Каждая труба 3 холодильника имеет автономный контур охлаждения. Увеличение теплового потока на любую из труб 3 приводит к автоматическому ускорению циркуляции охлаждающей жидкости по замкнутому внутреннему контуру и усилению теплообмена.

В случае повреждения одной из труб 3 холодильника несколько снижается интенсивность охлаждения металлического слоя

1, однако холодильник из строя не выходит.

Охлаждающая жидкость из поврежденной трубы 3 выходит в виде пара и не представляет опасности для агрегата.

Таким образом, холодильник предлагаемой конструкции исключает возможность попадания воды в рабочее пространство агрегата, автоматически реагирует на изменение тепловых нагрузок на каждую в отдельности трубу, автономен и не

5 840 l влияет на работу других холодильников, обеспечивает газоплотность в местах выыда труб из кожуха печи и полную безопасность эксплуатации, технологичен в изготовлении и при установке на агретате.

Применение холодильников предлагаемой конструкции позволяет значительно увеличить межремонтные сроки службы металлургического агрегата.

Предлагаемый холодильник может быть применен на металлургических агрегатах, например доменных печах, где необходимо рациональное охлаждение огнеупорной кладки, или в качестве рабочей поверхности, обращенной непосредственно в рабочее пространство печи.

Формула изобретения

1. Холодильник металлургических агрегатов, состоящий из двухслойной плиты и тепловых труб с закрытыми торцами и внутренней перегородкой, один конец ко3.3 6 торых помещен в плиту, а другой в охлвждаемый кожух, о т л и ч а ю m и и с я тем, что, с целью повышения стойкости холодильника, двухслойная плита выполнена из высокотеплопроводного материала . со стороны рабочего пространства и низкотеплопроводного со стороны кожуха металлургического агрегата, а граница слоев проходит по диаметральной плоскости охлаждвюших труб, параллельной плоскости плиты.

2. Холодильник по п. 3., о т л и ч а юш и и с я тем, что внутренняя перегородка в охлаждающей трубе смешена от диаметральной плоскости труб в сторону низкотеплопроводного слоя плиты на величину 0,1-0,3 внутреннего диаметра трубы.

Источники îðìeààà, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетелк:тво СССР по заявке М 204365 l/02, . кл. r. 21 И 7/10, 15.06.1974.

2, Авторское свидетельство СССР

М 388025, кл. С 2l В 7/3.0, l5.07.7l °, 840 i. 13

Составитель Б. Раковский

Редактор С. Патрушева Техред Н.Майорош Корректор Г. Назарова

Заказ 4666/33 Тираж 618 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Иосква, Ж35, Раушская, наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, г, Ужгород, ул, Проектная, 4