Рекуператор

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(5g F 23 15/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ фиг.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧ НРЫТИЙ (21) 3472134/24-06 (22) 16.07.82 (46) 23 ° 12.83.Бюл. 9 47 (72) Ю.A.корытин, Ю.В.Лашенков и A.W.тюрин (71) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции энергетический институт (53) 623.187.149 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 565191, кл. F 28 9 7/30, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

9. 853300p кл. F 2 3 L 15/04, 1 979.

„.Я0„„10624?4 А (54 3 (57) РЕКУПЕРАТОР, содержащий разделенные между собой теплопередающей стенкой центральный газовый и периферийный воздушный каналы, в последнем иэ которых установлен коллектор с выпускными патрубками, направлен-" ными на теплопереда щую стенку, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью интенсификации процесса теплообмена, теплопередающая стенка со стороны воздушного канала снабЖена продольными и поперечными ребрами, размещенными с образованием ячеек, обрамляющих выпускные патрубки коллекторов.

1062474

Изобретение относится к промьзаленной теплоэнергетике, в частности к нагреву воздуха, идущего на горение топливар и может быть использовано в качестве высокотемпературного воэдухоподогревателя промыаленных печей 5 или . ИГД-генераторов.

Известны рекуператоры, содержащие . разделенные между собой теплопередающеЯ стенкой центральный газовый и периферийный воздушный каналы, в 10 последнем из которых установлен колгектор с выпускными отверстиями, направленными на теплопередакщую стен ку (11.

В этом устройстве нагреваемый воз- 5 дух через выпускные отверстия натекает струями на теплопередающую стенку.

Отвод нагретого воздуха производится вдоль теплопередающей стенки по зазору, образованному ею с коллектором.20

Максимальная величина этого зазора лимитирЬвана, так как ее увеличение ведет к снижению интенсивности теплообмена. Поэтому неизбежным следствием такого способа эвакуации нагретого воздуха иэ теплообменника является наличие сносящего потока отработанного воздуха, что снижает эффективность струйного теплообмена, причем тем больше, чем ниже по потоку расположено отверстие и чем больше отно- З0 шение количества движения сносящего потока и струи.

Известен также рекуператор, содержащий разделенные между собой .теплопередакщей стенкой центральный газо- 35 вый и периферийный вакуумный каналы„ в последнем из которых установлен коллектор с выпускными патрубками, направленными на теплопередакщую стенку (21. 40

Однако в таких рекуператорах также неблагоприятное влияние сносящего потока нагретого воздуха не ликвидируется полностью, так как теплопередакщая стенка выполнена гладкой, 45 и область взаимодействия струи со стенкой не отделена от выходного коллектора, по которому движется сносящий поток.

Кроме того, в Указанном рекуператоре теплопередающая стенка выполнена в виде цилиндрической обечайки, причем воздух находится с наружной ее стороны, и градиент его давления направлен по радиусу внутрь обечайки. Как известно, такие конструкции имеют низкую работоспособность при повышенных температуре и давлении нагреваемого воздуха, так как надежность их работы в этих условиях определяется не столько жаро- 60 прочностью металла обечайки, сколько возможными ее отклонениями от правильной цилиндрической формы.

Любое такое отклонение может прогрессировать и привести к разрушению 65 конструкции, хотя температура стенки еще не достигнет своих предельных

4по условиям жаропрочности) значений е

Цель изобретения - интенсификация теплообмена, а также повышение надежности работы путем увеличения прочности теплопередакщей стенки.

Цель достигается тем,что в рекупе-, раторе, содержащем разделенные между собой теппопередающей стенкой цент- ральный газовый и периферийный воздушный каналы, в последнем иэ которых установлен коллектор с выпускными патрубками, направленными на тепЛопередакщую стенку, теплопередающая стенка со стороны воздушного канала снабжена продольными и поперечными ребрами, размещенными с образованием ячеек, обрамляющих выпускные патрубки коллекторов.

На фиг. 1 изображен рекуператор, продольный разрез; на фиг. 2 — то же, поперечный разрез; на фиг. 3 †. теплопередакщая стейка (вид со стороны воздушного канала).

Рекуператор содержит разделенные между собой теплопередающей стенкоЯ

1 центральный газовый канал 2 и периферийный воздушный канал 3, в котором установлен коллектор 4 с .выпускными патрубками 5, направленными на теплопередакицую стенку 1.

Теплопередающая стенка 1 со стороны воздушного канала 3 снабжена продольными и поперечными ребрами 6, размещенными с образованием ячеек, обрамлякщих выпускные патрубки коллекторов . Рекуператор работает следующим образом.

Грекщий гаэ поступает по центральному газовому каналу 2 и передает теплоту излучением и конвекцией на теплопередакщую стенку 1.

Нагреваемый воздух поступает через выпускные патрубки 5 коллектора 4 в воздушный канал 3 струями, направленными на теплопередающую стенку 1.

Наличие на последней продольных и поперечных ребер 6, образукщих ячейки, обрамляющие патрубки 5, обеспечивает поворот струи после удара о стенку на 180 и отвод воздуха из воздушного канала в направлении, перпендикулярном теплопередакщей стенке.

В результате в описываемом рекуператоре не образуется сносящий поток нагретого воздуха вдоль теплопередающей стенки перпендикулярно натекающим струям и принцип струЯного натекания реализуется в полноЯ мере.

Кроме того, оребрение теплопереда1сщей стенки способствует увеличеМию ее прочности. Такое выполнение теплопередающей стенки поэяоляет также применять керамические материалы и обеспечивать при этом высокую газо10624

Фиг. 2

Составитель Н.Неверова

Корректор Г.Решетник

Редактор С.Патрушева Техред И.Метелева

Заказ 10194/39 Тираж 583 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 плотность и низкое термическое сопротивление стенки. т.е. совместить достоинства как металлических,так и керамических рекуператов.

Для соблюдения газоплотности отдельные блоки теплоперепакщей стен- 5 ки скрепляются между собой с помощью раствора или сваркой свободных концов металлических листов, заделанных в соседние блоки в процессе их изготовления. Это, а также уменьшение 1О на порядок по сравнению с трубчатым шамотным рекуператором количества стыков между элементами теплообменной поверхности, обеспечивает керамическому ячеистому рекуператору

raэоплотность, соизмеримую с гаэоплотностью металлических рекуператоров.

Наличие ребер на теплообменной поверхности гарантирует ее необходи74 4 мую строительную прочность, поэтому дно ячеек выполняется минимальной .толщины 2-5 мм (по сравнению с 1316 мм у шамотных трубчатых рекуператоров) .Таким образом,обеспечивается минимальная величина термического сопротивления .стенки поверхности теплообмена, что приводит к увеличе нию коэффициента теплопередачи.

Сочетание в струйном ячеистом рекуператоре тонкостенной керамической поверхности теплообмена (при достаточной строительной прочности) и высокой газоплотности делает его перспективным в качестве высокотемпературного (свыше 800ОС) воздухоподогревателя промышленных печей и

ИГД-генераторсв, в которых в настоящее время интенсификация процесса ограничивается достижимым уровнем подогрева воздуха.