Холодильник металлургического агрегата

 

Изобретение относится к области металлургической теплотехники, в частности к теплообменным устройствам для охлаждения агрегатов. Цель изобретения - повьшение эксплуатационной надежности за счет создания резервной системы охлаждения. В термосифоне 2 создается циркуляция теплоносителя с его фазовыми переходами и образуется первичный контур циркуляции . Вторичный контур) через стенку 4 отводит тепло, вьщеляющееся при конденсации пара в первичном контуре. При повреждении нескольких или всех термосифонов отвод тепла производится вторичным контуром охлаждения . Таким образом, любой участок рабочей поверхности холодильника имеет двойную систему охлаждения. Благодаря этому сокращается время простоя металлургического агрегата по причине выхода из строя системы охлаждения холодильников, расширяются функциональные возможности использования холодильников. 3 з.п. ф-лы, 4 ил. сл

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 С 21 В 7/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1д

Н ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4089593/23-02 (22) 07.07.86 (46) 07.04,88. Вюл. У 13 (71) Производственное объединение

ВУралэнергоцветмет" (72) Л.А.Старков, В.С.Домрачев и В.Г.Цицкин (53) 669.162.214.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 541862, кл. С 21 В 7/10, 1975. (54) ХОЛОДИЛЬНИК МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО

АГРЕГАТА (57) Изобретение относится к области металлургической теплотехники, в частности к теплообменным устройствам для охлаждения агрегатов. Цель изобретения — повышение эксплуатационной надежности за счет создания резервной системы охлаждения. В тер„„SU„„1386662 А1 мосифоне 2 создается циркуляция теплоносителя с его фазовыми переходами и образуется первичный контур циркуляции. Вторичный контур через стенку

4 отводит тепло, выделяющееся при конденсации пара в первичном контуре.

При повреждении нескольких или всех термосифонов отвод тепла производится вторичным контуром охлаждения. Таким образом, любой участок рабочей поверхности холодильника имеет двойную систему охлаждения. Благодаря этому сокращается время простоя металлургического агрегата по причине выхода из строя системы охлаждения холодильников, расширяются функциональные возможности использования холодильников. 3 s.ï. ф-лы, 4 ил.

7 б

Ю д

1$

Ф ар

2 б

1386662

Изобретение относится к металлургической теплотехнике„ в частности к теплообменным устройствам для охлаждения агрегатов — печей для пиро5 металлургической переработки руд и материалов, содержащих цветные и черные металлы.

Цель изобретения — повышение эксплуатационной надежности эа счет создания резервной системы охлаждения, которая, являясь составной частью основной, остается работоспособной при выходе из строя первичной системы охлаждения. 15

На -фиг.1 схематично показан холодильник металлургического агрегата, общий вид; на фиг.2 — разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 и 4 — то же, варианты выполнения. 20

Холодильник металлургического агрегата состоит из плиты 1, собранной из термосифонов 2, установленных по всей высоте холодильника. Одна стенка 3 плиты 1 обращена к огневой час- 25 ти печи и является обогреваемой, а другая стенка 4 — необогреваемая.

Термосифоны 2 с их тепловоспринимающими зонами образуют первичный контур системы охлаждения. Вторичный 30 контур этой системы содержит охлаждаемый кожух 5 с коллекторами 6 и патрубками 7 для подвода и отвода вторичного теплоносителя.

На необогреваемой стенке 4 снаружи и вдоль термосифонов 2 выполнены вэаимосообщающиеся каналы 8, ограниченные стенкой 4 и наружной стенкой

9, которая образует охлаждаемый кожух 5 в конденсационной зоне 10 тер- 40 мосифонов 2. Каналы 8 подсоединены к коллекторам 6 и патрубкам 7 для подвода и отвода рабочей среды дополнительной системы охлаждения холодильника. 45

Каждый термосифон 2 снабжен сверху герметичной крышкой 11, к которой жестко прикреплен полый стержень

12 с отверстием 13 в его верхней

MRcTH pIlH 11poxopB пара H неконденси" 50 рующихся газов и гидроэатвором 14 в днище. Полый стержень, отверстие

13 и гидрозатвор 14 в днище полого стержня 12 образуют устройство для сбора неконденсирующихся газов, содержащихся в полости термосифона 2.

На стержне 12 закреплены разведенные с расчетным шагом и установленные поперечно горизонтальными рядами диафрагмы 15, составляющие узел конденсатоотводчика. В диафрагмах

15 выполнены отверстия 16 для прохода пара, причем их наружные кромки

17 плотно прилегают к внутренней поверхности термосифонов 2, а края отверстий 16 отбортованы вверх с образованием тарелок для сбора конденсата. При этом та часть наружных кромок 17, которая прилегает к обогреваемой стенке 3 холодильника, вьйол". иена с насечкой, например, в форме зубьев.

В варианте конструкции холодильника (фиг.2) наружная стенка 9 ох-. лаждаемого кожуха 5 собрана из сегментов 18 труб, жестко соединенных, например, сваркой одним их концом с соседним, прилегающим к нему, сегментом 18, а другим концом — с термосифоном 2.Наружная стенка 9 охлаждаемого кожуха 5 может быть выполнена (фиг.3) из труб 19, приваренных к термосифонам 2 с помощью перемычек 20 и подсоединенных к коллекторам 6 и патрубкам 7 для подвода и отвода вторичного теплоносителя.

Кроме того, наружная стенка 9 охлаждаемого кожуха 5 может быть выполнена (фиг.4) из полутруб 21, с помощью металлических пластин 22 соединенных с термосифонами 2. Такая конструкция холо утльника позволяет за счет смещения пластин 22 в поперечном направлении по отношению к оси термосифонов ? изменять поверхность их конденсационной зоны, тем самым позволяя регулировать температурный напор между термосифонами 2 и вторичным теплоносителем в каналах .8.

Варианты выполнения холодильника обоснованы компоновочными соображениями, при этом для получения более широкого диапазона разницы температур теплоносителей в основной и дополнительной системах охлаждения, например, при необходимости предотвращения сернокислотной коррозии хо" лодильника, с учетом точки росы, при пониженном давлении воды в системе охлаждения второго контура варианты выполнения холодильника, показанные на фиг.3 и 4, предпочтительны.

Главная отличительная ссобенность холодильника заключается в наличии, помимО Основной дополните!льнОЙ сНс

1 з 138 темы охлаждения, способной оставаться работоспособной при выходе из строя основной системы, например, в случае прогара термосифонов, не требуя при этом останова основного металлургического агрегата — печи.

Холодильник работает следующнм образом.

Тепловой поток от пирометаллургического агрегата поступает через обогреваемую стенку 3 плиты 1 к теплоносителю, которым частично заполнена полость каждого термосифона 2.

Образующийся при кипении теплоносителя пар поднимается вверх по термоси- . фону 2 и проходит через отверстия 16 в диафрагмах 15 конденсатоотводчика, вытесняя при этом неконденсирующиеся газы, образующиеся в термосифоне 2, внутрь полого стержня 12 через отверстие 1) в нем, и за счет этого заполняет весь свободный от жидкости объем термосифона 2. Пар, находящийся в термосифоне, конденсируется на охлаждаемой части стенки 4 по всей ее длине, в том числе внутри конденсатоотводчика.

Конденсат под действием силы тяжести стекает по стенке 4 вниз и, задерживаясь горизонтально расположенной диафрагмой 15, стекает по ней на внутреннюв поверхность обогреваемой стенки 3 через зубчатые прорези в кромках 17 диафрагм 15. Отогнутые вверх края отверстий 16 препятствуют стеканив конденсата через эти отверстия на расположеннув ниже диафрагму

15. Конденсат, стекающий с диафрагмы

15, охлаждает стенку 3, испаряясь при этом на его пути до расположенной ниже диафрагмы 15, где происходит подпитка очередной порцией конденсата. Верхняя диафрагма 15 установлена вблизи верхнего торца термосифона 2, и отвод тепла от него происходит за счет высокой теплопроводности материала стенки 3 термоси-. фона 2.

В случае недостаточной теплопроводности материала для надежного охлаждения верхнего торца термосифона

2 на его. стенках, на участке обогрева, может быть установлен фитиль для подъема конденсата с верхней диафрагмы.15. Нижняя диафрагма 15 конденсатоотводчика устанавливается на такой высоте термосифона 2, при которой количество конденсата, стекающе6662

ro вниз, достаточно для Охлаждения стенки 3 до уровня жидкости (хладагента) в термосифоне 2, при котором

5 обеспечивается полное смачивание внутренней поверхности стенки.3.

Таким образом, в термосифоне 2 создается циркуляция теплоносителя с его фазовыми переходами и образуется первичный контур циркуляции теплоносителя в основной системе охлаждения холодильника. Вторичный контур циркуляции теплоносителя через необогреваемую стенку 4 конденсационной зоны 10 отводит тепло, выделявщееся при конденсации пара в первичном контуре. Отвод тепла производится жидким теплоносителем, циркулирующим во вторичном контуре, включающем патрубки 7, коллекторы 6 и каналы 8, ограниченные стенкой 4 и наружной стенкой 9, которая образует охлаж даемый кожух 5. Вторичный контур циркуляции теплоносителя подключен к

25 системе водяного охлаждения.

В случае выхода из строя первичного контура циркуляции теплоносителя при повреждении нескольких (или всех) термосифонов теплоноситель чр из них выходит в виде пара, не представляя при этом опасности для металлургического агрегата. При этом агрегат продолжает работать без сни1 жения мощности, так как включается в работу дополнительная система охлаждения холодильника, отбирая тепло от дефектного участка холодильника в случае er о прогара. В зоне повреждения производится отвод .тепла вторич4р ным кОнтурОм ОснОВнОЙ системы Охлаж дения, поскольку его каналы 8 расположены по всей рабочей поверхности холодильника и любой его участок имеет двойную систему охлаждения.

Использование изобретения позволит сократить время простоя металлургического агрегата по причине выхода из строя системы охлаждения холодильников, устранить необходимость сниже5р ния мощности других агрегатов, свя" занных по технологической цепочке с металлургической печью с учетом наличия резервной системы, расширить функциональные возможности и использование холодильников в особо опасных участках плавильной зоны металлургического агрегата за счет повышенной надежности холодильника в результате выполнения охлаждемого кс,»уха 5.

1386662

16

12 формула изобретения

1.Холодильник металлургического агрегата, содержащий термокамеры в

1 ачестве первичного контура охлаждея и охлаждающие трубы в качестве торичного контура охлаждения, о т— и ч а ю шийся тем, что, с елью повьппения эксплуатационной на- 10 ежности, термокамеры выполнены в иде термосифонов и снабжены конденатоотводчиками, установленными в их ерхних частях, а охлаждающие трубы асположены с необогреваемой стороны ермосифонов и примыкают к ним.

2.Холодильник по п.1, о т л и — . ч а ю шийся тем, что конденсатоотводчик выполнен в виде параллельно расположенных горизонтальных перфори- 20

15 рованных диафрагм, края отверстий у которых отбортованы кверху, кромки диафрагм с одной стороны контактируют с охлаждаемой поверхностью термо ифонов, а с противоположной выполнены зубчатые просечки.

Э.Холодильник по п.1, о т л и— ч а ю шийся тем,.что он снабжен металлическими пластинами, расположенными между термосифонами и жестко соединенными с ними, а контур охлаждения выполнен в виде полутруб, прикрепленных к металлическим пластинам.

4.Холодильник по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что вторичный контур охлаждения выполнен в виде сегментов труб, один конец которых присоединен к термосифону, а второй к аналогичному соседнему сегменту.

1386662

Редактор В.Петран

Заказ )471/31

Тираж 545 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1Е

Составитель Г.Шепелев

Техред М.Ходанич Корректор И Муска