Рекуператор

 

Использование: для утилизации тепла (Т) запыленных газов (Г). Сущность изобретения: поток горячих Г проходит через газоход 6, где отдает Т испарительным участкам 5 термосифонов (ТС) 2. С помощью промежуточного теплоносителя, заключенного в ТС 2, Т переносится в конденсационные участки 3 ТС 2, от которых Т передается нагреваемой среде. Для очистки ТС 2 от осевшей из Г пыли перегородку 8 переводят в верхнее положение до контакта с нижними конусными концами ТС 2. Затем включают вибратор 1 и за счет вибрации очищают ТС 2 от пыли без прекращения работы рекуператора , что повышает тепловую эффективность . 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 F 28 0 15/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.3 13

4 ф (7

00 4

1/ (21) 4790774/06 (22) 14.02,90 (46) 07.07,92. Бюл. N 25 (71) Киевский политехнический институт им.

50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) С.С.Волков (53) 621.187.8 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 162665, кл, F 28 0 15/00. 1962, (54) РЕКУПЕРАТОР (57) Использование: для утилизации тепла (T) запыленных газов (Г). Сущность изобре„„ЯЦ „„1746187 А1 тения: поток горячих Г проходит через газоход 6, где отдает Т испарительным участкам

5 термосифонов (ТС) 2. С помощью промежуточного теплоносителя, заключенного в

ТС 2, Т переносится в конденсационные участки 3 ТС 2, от которых Т передается нагреваемой среде. Для очистки ТС 2 от осевшей из Г пыли перегородку 8 переводят в верхнее положение до контакта с нижними конусными концами ТС 2. Затем включают вибратор 1 и за счет вибрации очищают ТС

2 от пыли без прекращения работы рекуператора, что повышает тепловую эффективность, 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1746187

Изобретение относится к промышленной теплотехнике и может быть использовано при трансформации теплоты запыленных технологических газовых потоков, например, в задачах утилизации теплоты отходящих газов агрегатов промышленности строительных материалов, в металлургии.

Наиболее близким к описываемому является рекуператор-утилизатор теплоты запыленного потока отходящих газов шлаковозгонной печи, содержащий вертикальные термосифонные теплопередающие элементы, тепловоспринимающие зоны которых находятся в коробе для высокотемпературного запыленного газового потока, а верхние находятся в проточном воздушном канале, причем днище газового короба выполнено в виде бункера-накопителя пыли, закрепленного верхним, сообщающимся с газовым пространством короба торцом на уровне нижних концов термосифонных элементов, которые верхними концами соединены с независимо закрепленным относительно рекуператора электромеханическим вибратором, находящимся вне проточных каналов для энергоносителей.

Предусмотренная в конструкции рекуператора бункерная система пылеудаления является необходимой, однако предопределяет эксплуата- ционные неудобства, связанные с вынужденностью согласования времени разгрузки бункера с периодом технологического перестоя основного оборудования — источника отходящих газов. Это обусловлено тем, что пространство бункера свободно сообщается с газовым коробом.

Последнее конструктивное обстоятельство неблагоприятно и с позиций аэродинамики обтекания газовым потоком нижних концов термосифонов, поскольку соответствующие области межтрубных теплообменных каналов для отходящих газов оказываются шунтированными прилегающим незагроможденным объектом верхней части бункерного пространства, Возникающее вследствие ответвления части потока отходящих газов снижение скорости в теплообменном пучке приводит к существенному снижению эффективности локальной теплоотдачи, предопределяющей относительно невысокую тепловую эффективность устройства в целом,, В соответствии с изложенным к недостаткам известного термосифонного рекуператора теплоты запыленного азового потока следует отнести его малую тепловую эффективность, низкое качество очистки теплообменной поверхности и эксплуатационные неудобства.

Целью изобретения является повышение тепловой эффективности, качества очистки теплообмен ной поверхности и достижение эксплуатационных преимуществ в конструкции рекуператора теплоты запыленных газовых потоков.

На чертеже показан в разрезе описываемый рекуператор.

Рекуператор содержит вибратор 1 и пучок вертикальных термосифонов 2, заведенных своими конденсационными участками 3 в короб 4 нагреваемой среды и испарительными участками 5 в расположенный под короб 4 газоход 6 с днищем в виде пыленакопительного бункера 7, причем термосифоны 2 закреплены с воэможностью возвратно-поступательного движения. Рекуператор также содержит перегородку 8, размещенную с возможностью плоскопараллельного перемещения в газоходе 6 под термосифонами 2, скрепленную со стенками газахода 6 газоплотными гибкими элементами 9 и подключенную к вибратору 1, при этом нижние торцы термосифонов 2 имеют коническую форму, .в перегородке 8 выполнены отверстия, ось каждого иэ которых совпадает с осью одного из термосифонов 2, а диаметр не превышает диаметр последних. Рекуператор снабжен механизмом 10 плоскопараллельного перемещения перегородки 8 с, например, рычажными усилителем и фиксаторами 11 крайних положений перегородки 8.

Конденсационные участки 3 термосифонов 2, закрепленные в контейнеры 12, находятся под газоплотным колпаком 13. плотно закрепленным на потолочной стенке 14 газохода 6 и препятствующим тем самым перетечке газов в окружающую среду через зазоры между термосифонами 2 и отверстиями в потолочной с енке 14 газохода 6. В нижней части колпака 13 имеются уплотняемые отверстия для входного и выходного патрубков 15 и 16 с вторичным энергоносителем, К газоходу 6 подключены конфузоры

17 и диффузор 18.

Работает рекуператор следующим образом.

Горячий поток, например, отходящих газов технологического агрегата, нагнетаясь или отсасываясь через коммуникации, соединенные с диффузором 18 или конфузором 17, транспортируется через газоход 6, где отдает теплоту испарительным участкам

5 термосифонов 2. Благодаря фазовым пе-. реходам промежуточного теплоносителя во внутренних полостях термосифонов 2 осуществляется эффективный перенос теплоты горячего газового потока к вторичному теплоносителю, прокачиваемому через контей1746187 неры 12, плотно закрепленные на конденсационных участках 3 термосифонов 2 и охватывающие их на отрезках, выведенных за пределы газохода 6 через отверстия в потолочной стенке 14. Однако эффективная работа рекуператора на запыленных газовых потоках может иметь место при нормированном внешнем термическом сопротивлении тепловому потоку, передаваемому термосифонами 2, что обеспечивается, в частности, периодической очисткой теплообменной поверхности, в данном случае механическим путем посредством вибрационного воздействия. Таким образом, для работы рекуператора характерны два режима: основной рабочий режим и режим очистки.

Реализация того или иного режима работы связана с выбором положения перфорированной перегородки 8 относительно конусных нижних торцов термосифонов 2, а также с включением или отключением соединенного с перегородкой вибратора 1.

Плоскопараллельное перемещение перегородки относительно термосифонов 2 и фиксация их взаимных положений, характерных для отдельных режимов работы, осуществляется специальным, в частности, рычажным механизмом 10 с симметрично расположенными точками силового воздействия на периферийную область перфорации перегородки 8, Фиксация крайнего верхнего положения перфорированной перегородки 8. являющегося рабочим, осуществляется с помощью фиксаторов 11, Для установления указанного рабочего положения перегородки 8 из некоего промежуточного или нижнего конечного оператор приводит в действие механизм 10, который двигает перегородку 8 вверх до крайнего положения упора боковых кромок отверстий перегородки 8 в соответствующие сопряженные с ними нижние конусные торцы термосифонов 2. Таким образом, в крайнем верхнем положении перегородки 8 она приводится в плотное соприкосновение с нижними концами термосифонов 2, отглушающими отверстия в перегородке 8 и обеспечивающими тем самым пыле- и газонепроницаемость ограждения газохода 6.

В процессе омывания запыленным газовым потоком термосифоков 2 происходит частичная сепарация частичек пыли на их поверхности, термическое сопротивление передаваемому тепловому- потоку возрастает, о чем можно судить, в частности, по изменению (снижению) параметров промежуточного и вторичного теплоносителей, а также. в результате визуального контроля.

При заметном отклонении параметров тепловой работы от проектных значений рекуператор переволится во вспомогательный режим работы — режим очистки. Перевод в этот режим может осуществляться оператором вручную либо посредством дистанцион5 ного управляющего привода по сигналу телеметрической системы, контролирующей температуру (давление) промежуточного теплоносителя в термосифонах 2, либо вторичного энергоносителя на выходе из

10 проточных контейнеров 12, Реализация режима очистки сводится к циклическому повторению операций встряхивания теплообменного пучка тер15 мосифонов 2 вибратором 1, передающим механические колебания трубам через перегородку 8, удаления пыли из пространства газохода 6 в бункер 7 через отверстия в перегородке 8, выведенной из зацепления с

20 термосифонами 2 и подверженной вибраци. онному воздействию вибратора 1, перевода перегородки 8 в исходное рабочее положение, характеризующееся плотной стыковкой термосифонов 2 с соответствующими им

25 отверстиями перегородки 8, Накапливающаяся в бункере 7 пыль периодически удаляется в транспортное устройство через донные люки, открывающиеся в рабочем режиме рекуператора, когда перегородка

30 обеспечивает изоляцию газового потока в газоходе 6.

Таким образом, бункер 7 совмещает функцию накопительной емкости и "шлюзовочной" камеры для пыли, чем обеспечива35 ется непрерывность тепловой работы рекуператора ввиду возможнос-и реализации служебного режима пылеудаления без временного выключения газохода 6 из газоотводящего тракта основного технологиче40 ского оборудования, Формула изобретения

1, Рекуператор, содержащий вибратор и

45 пучок вертикальных термосифонов, заведенных своими конденсационными участками в короб нагреваемой среды, а испарительными в расположенный под коробом газоход с днищем в виде пыленакопи50 тельного бункера, причем термосифоны закреплены с возможностью возвратно-поступательного движения, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения тепловой эффективности, он дополнительно содер55 жит перегородку, размещенную с возможностью плоскопараллельного перемещения в газоходе под термосифонами, скрепленную со стенками газохода -азоплотными гибкими элементами и подключенную к вибоатору, нижние торцы термосифонов имеют

1746187

Составитель Г,Петров

Редактор Т.Юрчикова Техред М,Моргентал Корректор О.Кравцова

Заказ 2386 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина. 101 коническую форму, s перегородке выполнены отверстия, ось каждого из которых совпадает с осью одного из термосифонов, а диаметр не превышает диаметр послед" них, 2. Рекуператор по п.1, от л и ч а юшийся тем, что он снабжен механизмом плоскопараллельного перемещения перегородки с рычажным усилителем и фиксатора5 ми крайних положений перегородки.