close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY6571

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 6571
(13) C1
(19)
7
(51) F 23L 15/04
(12)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
РЕКУПЕРАТОР И СПОСОБ НАГРЕВА ВОЗДУХА В НЕМ
(21) Номер заявки: a 20010027
(22) 2001.01.12
(46) 2004.12.30
(71) Заявители: Зедлец Иван Иванович;
Семкин Николай Николаевич; Макаренко Дмитрий Семенович (BY)
(72) Авторы: Зедлец Иван Иванович; Семкин Николай Николаевич; Макаренко
Дмитрий Семенович (BY)
(73) Патентообладатели: Зедлец Иван Иванович; Семкин Николай Николаевич;
Макаренко Дмитрий Семенович (BY)
BY 6571 C1
(57)
1. Рекуператор, содержащий корпус с помещенным внутри пучком труб, закрепленных в трубных досках и разделенных на группы, коробчатые воздухораспределители, размещенные вдоль продольных сторон труб, ориентированные продольной осью перпендикулярно продольной оси труб и подключенные своими входами к подводящему
воздушному коробу, при этом боковые, обращенные к трубам плоскости коробчатых воздухораспределителей снабжены выходными отверстиями, отличающийся тем, что группы труб содержат не менее двух и не более шести рядов, при этом трубы расположены в
группах в шахматном порядке, коробчатые воздухораспределители дополнительно снабжены выходными отверстиями на плоскостях, обращенных к близлежащей к ним трубной
доске и отстоящих от последней на расстоянии 6-12 диаметров выходных отверстий, а
выходные отверстия на боковых плоскостях коробчатых воздухораспределителей ориентированы на продольные оси труб второго от воздухораспределителя ряда и выполнены с
переменным шагом таким образом, что со стороны трубной доски, где теплообменные поверхности труб имеют большую плотность тепловых потоков со стороны дымовых газов,
шаг меньше.
Фиг. 1
BY 6571 C1
2. Способ нагрева воздуха в рекуператоре теплом дымовых газов через разделительные теплообменные поверхности, отличающийся тем, что температуру разделительных
теплообменных поверхностей поддерживают ниже температуры их жаростойкости путем
количественного перераспределения нагреваемого воздуха на вышеуказанных поверхностях пропорционально плотности тепловых потоков со стороны дымовых газов.
(56)
SU 1451467 A1, 1989.
SU 1168776 A, 1985.
SU 1126774 A, 1983.
SU 1153195 A, 1985.
Изобретение относится к теплообменной технике и может быть использовано в топливосжигающих установках.
Известен струйный рекуператор [1] - аналог, содержащий распределительную камеру
с газовыпускными отверстиями, каждое из которых снабжено патрубком с окнами в его
основании и направленным на теплопередающую поверхность. Недостатком известного
устройства является сложность конструкции воздухораспределительных элементов, неудобство компановки рекуператоров на большую производительность и повышенная металлоемкость.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному является воздухоподогреватель [2], содержащий корпус с помещенным внутри его пучком вертикальных труб, разделенных на группы, между которыми размещены снабженные выходными отверстиями
воздухораспределители, выполненные в виде плоских коробов и подключенные своими
входами к подводящему воздушному коробу. Недостатком прототипа является низкая защита от высокотемпературной коррозии. Обусловлено это низкой интенсивностью теплообмена со стороны нагреваемого воздуха в зоне высоких тепловых нагрузок теплообменных поверхностей.
Способ работы воздухоподогревателя, реализованный в [2] - аналог, заключается в
том, что температуру теплообменных поверхностей поддерживают в пределах выше температуры точки росы дымовых газов. Недостатком известного способа является низкая
интенсивность процесса теплообмена, что не позволяет поддерживать температуру теплообменных поверхностей ниже температуры их жаростойкости при защите от высокотемпературной коррозии.
Способ работы рекуператора [1] - прототип, заключается в том, что повышения тепловой эффективности его работы достигают путем усиления циркуляции нагреваемого газа
у теплопередающей стенки. Недостатком известного способа является низкая эффективность теплопередачи между струями нагреваемого воздуха и теплопередающей стенкой,
т.к. подсос подогретого газа в корень факела холодного газа снижает скорость струи и
разность температур на разделительной теплообменной стенке. Кроме того, данный способ не предусматривает поддержание температуры разделительных теплообменных поверхностей ниже температуры их жаростойкости, т.к. не предусматривает взаимосвязи
интенсивности теплопередачи к нагреваемому воздуху с плотностью тепловых потоков со
стороны дымовых газов (охлаждаемого газа), что видно из приведенной формулы, определяющей границы эффективных режимов работы рекуператора.
Задачей изобретения является повышение надежности работы рекуператора путем защиты его теплообменных поверхностей от высокотемпературной коррозии.
Указанная цель достигается тем, что группы труб содержат не менее двух и не более
шести рядов, при этом трубы расположены в группах в шахматном порядке, коробчатые
воздухораспределители дополнительно снабжены выходными отверстиями на плоскостях,
2
BY 6571 C1
обращенных к близлежащей к ним трубной доске и отстоящих от последней на расстоянии 6-12 диаметров выходных отверстий, а выходные отверстия на боковых поверхностях
коробчатых воздухораспределителей ориентированы на продольные оси труб второго от
воздухораспределителя ряда и выполнены с переменным шагом таким образом, что со
стороны трубной доски, где теплообменные поверхности труб имеют большую плотность
тепловых потоков со стороны дымовых газов, шаг меньше.
Повышение надежности работы рекуператора достигается путем выполнения выходных отверстий воздухораспределителей с меньшим шагом на участках, где теплообменные поверхности имеют большую плотность тепловых потоков со стороны дымовых газов.
Обычно это трубные доски со стороны входа дымовых газов и прилегающие к ним
участки теплообменных труб. Таким образом от этих поверхностей обеспечивается более
интенсивный теплоотвод, что позволяет поддерживать температуру теплообменных труб
и трубных досок не выше допустимой, т.е. ниже температуры жаростойкости материала,
обеспечивая долговечность работы рекуператора. Допустимая температура нагрева зависит от термостойкости металла. Например, для углеродистых сталей она равна 300-350 °С,
для коррозионностойкой стали 12Х18Н10Т - 600 °С, для жаростойких сталей 15Х25Т-800 850 °С.
На фиг. 1, 2 схематически изображен заявляемый рекуператор. Он включает в себя
корпус 1, внутри которого размещены теплообменные трубы 2, закрепленные в трубных
досках 3 и 4, и разделены на группы 5, по обеим сторонам которых размещены коробчатые воздухораспределители 6, размещенные вдоль продольных сторон труб 2, ориентированные продольной осью перпендикулярно продольной оси труб 2 и подключенные своими входами 9 к подводящему воздушному коробу 10, при этом боковые, обращенные к
трубам 2 плоскости коробчатых воздухораспределителей 6 снабжены выходными отверстиями 7. В одну группу 5 входит не менее двух и не более шести рядов труб 2, при этом
трубы 2 расположены в группах в шахматном порядке. Коробчатые воздухораспределители 6 дополнительно снабжены выходными отверстиями 8 на плоскостях, обращенных к
близлежащей к ним трубной доске 3 и отстоящих от последней на расстоянии 6-12 диаметров выходных отверстий, а выходные отверстия 7 на боковых плоскостях коробчатых
воздухораспределителей ориентированы на продольные оси труб второго от воздухораспределителя ряда и выполнены с переменным шагом таким образом, что со стороны трубной доски, где теплообменные поверхности труб 2 имеют большую плотность тепловых
потоков со стороны дымовых газов, шаг меньше.
Рекуператор работает следующим образом. Горячие дымовые газы проходят по теплообменным трубам 2, где они охлаждаются. Холодный воздух из подводящего короба 10
поступает в коробчатые воздухораспределители 6, где разделяется на два потока - основной и дополнительный. Дополнительный поток через выходные отверстия 8 омывает сначала трубную доску, а затем поступает в межтрубное пространство рекуператора. Основной поток направлен на теплообменные трубы 2 и распределяется неравномерно. На
участки труб, примыкающие к трубной доске, воздуха подается больше, т.к. плотность
теплового потока со стороны дымовых газов здесь выше. По мере охлаждения дымовых
газов при их движении в трубах плотность тепловых потоков снижается и уменьшается
количество подаваемого воздуха. Все теплообменные трубы работают практически в равных условиях, что существенно упрощает поддержание температуры последних в заданных пределах.
Таким образом в заявленном рекуператоре реализуется способ нагрева воздуха теплом
дымовых газов через разделительные теплообменные поверхности, заключающийся в том,
что температуру разделительных теплообменных поверхностей поддерживают ниже температуры их жаростойкости путем количественного перераспределения нагреваемого воздуха на вышеуказанных поверхностях пропорционально плотности тепловых потоков со
стороны дымовых газов.
3
BY 6571 C1
Выравнивание температуры теплообменных труб по длине, поддержание ее в допустимых пределах обеспечивает долговечность их работы.
Струйная подача нагреваемого воздуха обеспечивает высокую турбулентность воздушных потоков в межтрубном пространстве, а следовательно, и высокую интенсивность
теплообмена в зоне размещения воздухораспределителей. Далее, по ходу движения воздуха осуществляется продольно-поперечное смывание труб, воздух подогревается до заданной температуры и отводится потребителю. Отводить воздух можно в любую сторону или
в две противоположные в зависимости от компоновки установки.
Подача холодного воздуха через боковые отверстия коробчатых воздухораспределителей на трубы второго от их поверхностей ряда и на близлежащую трубную доску из отверстий 8, отстоящих от нее на расстоянии 6-12 диаметров отверстий, объясняется целесообразностью размещения теплообменных поверхностей в области переходных или в
начале основных участков струй, где интенсивность турбулентных пульсаций струй достигает наибольших значений. При этом достигается максимальная интенсивность процесса теплообмена, причем на значительных участках теплообменных поверхностей, т.к. на
этих участках струй их поперечный размер многократно увеличивается.
Из вышеизложенного, а также из конструктивных соображений следует, что в одной
группе труб должно быть не менее двух рядов. Третий от воздухораспределителей ряд
также находится в области большой турбулентности, т.к. при обтекании второго ряда труб
образуются турбулентные воздушные потоки на границе третьего ряда, обеспечивая интенсивный теплообмен. В последующих рядах поперечные скорости воздуха относительно труб будут падать.
Источники информации:
1. А.с. СССР 1168776, МПК F 23L 15/04, 1985.
2. А.с. СССР 1451467, МПК F 23L 15/04, 1987.
Фиг. 2
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
159 Кб
Теги
by6571, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа