Контактный теплоутилизатор



Контактный теплоутилизатор
Контактный теплоутилизатор

 


Владельцы патента RU 2431100:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина"(УрФу) (RU)

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в установках для нагрева воды уходящими дымовыми газами котельных или тепловых агрегатов. Задачей изобретения является повышение эффективности путем интенсификации тепломассообмена и максимальной конденсации водяных паров при использовании их охлаждения через насадку. Контактный теплоутилизатор содержит вертикальный корпус с патрубками для подвода и отвода теплообменных сред и установленную между ними контактную насадку с оросителем. В контактной насадке размещен отводящий патрубок, выполненный в виде стакана, на котором смонтированы теплообменные элементы, расположенные рядами по высоте контактной насадки. В упомянутый патрубок вмонтирована перепускная труба с образованием между их стенками" кольцевого зазора, открытый конец которой обращен в сторону дна стакана. Проходное сечение отверстий конусного кольца выполнено уменьшающимся к стенке корпуса. Таким образом, высокая эффективность улавливания водяных паров и надежность в работе аппарата обеспечивается простыми в изготовлении и использовании устройствами. Происходит очистка тонкодисперсных туманов до регулируемой остаточной концентрации. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в установках для нагрева воды уходящими дымовыми газами котельных или тепловых агрегатов.

Известен контактный теплоутилизатор, содержащий вертикальный корпус с патрубками для подвода и отвода теплообменных сред, установленную между ними контактную насадку с оросителем, регулирующую заслонку и перфорированное конусное кольцо с центральным газоперепускным патрубком (Патент RU №2275559 С1. Опубл. 27.04.06. Бюл. №12).

В известном контактном теплоутилизаторе выходящие газы в виде тумана содержат значительное количество влаги. Каплеуловитель обладает значительным гидравлическим сопротивлением из-за завышенного объема насадки. Из-за выпадения конденсата из тумана на поверхностях труб известны случаи разрушения дымовых труб котельных.

Известен контактный теплоутилизатор, содержащий вертикальный корпус с патрубками для подвода и отвода теплообменных сред, установленную между ними контактную насадку с оросителем, по высоте которой вмонтирована перепускная труба с регулирующей заслонкой, и перфорированное конусное кольцо с центральным газоперепускным патрубком (А.с. SU №1231330, 15.05.86, Бюл. №18).

Наличие перепускной трубы в насадке увеличивает теплообмен между ними и уменьшает гидравлическое сопротивление. Регулируемая заслонка позволяет регулировать процесс теплообмена, что увеличивает кпд установки. Водяной пар в состоянии насыщения уходит с газами в дымовую трубу. Вышеперечисленные недостатки аналога присутствуют и в данном изобретении.

Задачей изобретения является повышение эффективности путем интенсификации тепломассообмена и максимальной конденсации водяных паров при использовании их охлаждения через насадку.

Поставленная цель достигается тем, что в контактном теплоутилизаторе, содержащем вертикальный корпус патрубками для подвода и отвода теплообменных сред, установленную между ними контактную насадку с оросителем, по высоте которой вмонтирована перепускная труба с регулирующей заслонкой, и перфорированное конусное кольцо с центральным газоперепускным патрубком, патрубок для отвода теплообменной среды размещен в контактной насадке и выполнен в виде стакана, на котором смонтированы теплообменные элементы, расположенные рядами по высоте контактной насадки. В патрубок для отвода теплообменной среды вмонтирована перепускная труба с образованием между их стенками кольцевого зазора, открытый конец которой обращен в сторону дна стакана. Проходное сечение отверстий конусного кольца выполнено уменьшающимся к стенке корпуса.

На фиг.1 изображен контактный теплоутилизатор; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Контактный теплоутилизатор содержит вертикальный корпус 1 с нижним патрубком 2 для подвода теплообменной среды, камерой 3 теплообмена с контактной насадкой и оросителем 4. Над оросителем 4 установлена камера 5 каплеуловителя с контактной насадкой 6. Патрубок 7 предназначен для отвода охлажденного и очищенного газа. Между патрубками подвода и отвода теплообменных сред 2 и 7 помещены камеры 3 и 5 теплообмена и каплеуловителя с насадкой 6 и оросителем 4. В насадке 6 размещен отводящий патрубок 8 в виде стакана для отвода теплообменной среды (нагретого хладагента). В отводящий патрубок 8 над его дном вмонтирована перепускная труба 9 с образованием кольцевого зазора 10 между их стенками. Открытый конец перепускной трубы 9 обращен в сторону дна 11 стакана патрубка 8. Перепускная труба 9 сообщается на входе с источником подвода хладагента, а на выходе с кольцевым зазором 10. На стенках стакана 8 смонтированы теплообменные элементы 12 рядами по высоте насадки 6 каплеуловителя. Конусное кольцо 13 с центральным газоперепускным патрубком установлено над насадкой 14 камеры теплообмена 3. Для исключения застойных зон теплообмена это конусное кольцо 13 снабжено перфорацией или в виде сетки с проходным сечением отверстий, выполненным уменьшающимся к стенке корпуса.

Теплоутилизатор работает следующим образом. Теплообменная среда в виде горячего газа по патрубку 2 подается внутрь корпуса 1. Поступая в насадку 14 камеры 3 теплообмена, горячий газ отдает свое тепло движущейся навстречу воде. При этом организация направления основного потока охлаждаемого газа осуществляется проходным сечением кольца 13.

Увлажненный газ поступает в насадку 6 каплеуловителя, где происходит осаждение капель влаги, которые струйками стекают в камеру 3 теплообмена. Погруженные в насадку 6 теплообменные элементы 11 отбирают часть тепла от влажного газа и передают через стенку отводящего патрубка 8 циркулирующей теплообменной среде (охлаждаемому хладагенту). Этот хладагент подается через перепускную трубу 9 и, после прохождения по кольцевому зазору 10, выводится из патрубка 8. Обеспечение циркуляции охлаждаемого хладагента усиливает отток тепла от насадки 6 каплеуловителя. Регулирование подачи хладагента в зависимости от теплообменных процессов в насадках 6 и 14 камер 5 и 3 каплеуловителя и теплообмена обеспечивается задвижкой 16. Охлажденный газ через контактную насадку 6 отводится по патрубку 7.

Холодная вода из оросителя 4 подается равномерно по сечению корпуса 1. Основной поток воды проходит через проходное сечение кольца 13. Попадая на кольцо 13, часть воды протекает через его перфорацию, что предотвращает образование застойных зон у стенок насадки. Стекая на насадку 14 в виде тонкой пленки, вода подогревается восходящим потоком охлаждаемых газов. Нагретая вода стекает в водосборник 15 и отводится по назначению.

Конденсация паров происходит на поверхности насадки теплоутилизатора при ее охлаждении. Крепление теплообменных элементов 11 рядами по высоте насадки 6 каплеуловителя к отводящему патрубку 8 позволяет охладить насадку и проходящий через нее влажный газ. Обеспечение циркуляции хладагента в патрубке 8 при помощи перепуской трубы 9 усиливает отток тепла от влажного газа к насадке 6 каплеуловителя. Это способствует термической конденсации субмикронных капелек (менее 10 мкм) газообразных составляющих в процессе охлаждения тумана и образования пленки жидкости и стекания ее в виде струек или укрупненных капелек, перемещающихся внутри насадки под действием силы тяжести без действия каких либо механических воздействий.

Таким образом, высокая эффективность улавливания водяных паров и надежность в работе аппарата обеспечивается простыми в изготовлении и использовании устройствами. Происходит очистка тонкодисперсных туманов до регулируемой остаточной концентрации. Размещение теплообменных элементов 12 в слое насадки позволяет уменьшить его объем, что позволяет уменьшить гидравлическое сопротивление аппарата. Обеспечивается охлаждение продуктов сгорания до такой температуры, при которой удается сконденсировать максимально возможную часть водяных паров, содержащихся в газах, и использовать выделяющуюся при конденсации скрытую теплоту.

1. Контактный теплоутилизатор, содержащий вертикальный корпус с патрубками для подвода и отвода теплообменных сред, установленную между ними контактную насадку с оросителем, по высоте которой монтирована перепускная труба с регулирующей заслонкой, и перфорированное конусное кольцо с центральным газоперепускным патрубком, отличающийся тем, что в контактной насадке размещен патрубок для отвода теплообменной среды, выполненный в виде стакана, на котором смонтированы теплообменные элементы, расположенные рядами по высоте контактной насадки, при этом в упомянутый патрубок монтирована перепускная труба с образованием между их стенками кольцевого зазора, открытый конец которой обращен в сторону дна стакана.

2. Контактный теплоутилизатор по п.1, отличающийся тем, что проходное сечение отверстий конусного кольца выполнено уменьшающимся к стенке корпуса.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано для контактного нагрева воды паром при одновременном использовании кинетической энергии пара для вращения воды, передаваемой на силовой вал, передающий энергию на транспортирование нагретой воды, и, при необходимости, на привод электрогенератора, вырабатывающий электроэнергию.

Изобретение относится к области энергетики. .

Изобретение относится к теплообменным аппаратам, предназначенным для осуществления взаимодействия больших объемов теплообменивающихся сред без их непосредственного контакта.

Изобретение относится к теплообменным аппаратам, предназначенным для осуществления взаимодействия воздуха и воды (либо иной жидкости) без непосредственного контакта этих сред и при больших их объемах.

Изобретение относится к теплообменным аппаратам, предназначенным для осуществления взаимодействия воздуха и воды (либо иной жидкости) без непосредственного контакта этих сред и при больших их объемах.

Изобретение относится к области энергетики и может использоваться для подогрева воды в технологических схемах предприятий и в системах отопления. .

Изобретение относится к области тепломассообмена и может быть использовно при конденсации технологических паров, для деаэрации воды, для охлаждения газов и нагрева жидкостей и растворов, для абсорбции веществ, содержащихся в газообразных средах.

Изобретение относится к теплообменным аппаратам, которые могут применяться для охлаждения газов в цветной, химической, пищевой и других отраслях промышленности, а также в биотехнологическом производстве.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в квартальных, районных котельных и на тепловых электростанциях для снижения температуры уходящих газов, с получением горячей воды для хозяйственных нужд, а так же снижения твердых выбросов из дымовой трубы.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано для нагрева воды (или другой жидкости) паром или перегретой водой при их непосредственном контакте.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в качестве центробежно-вихревого тепломассообменника - ЦВТ (бойлера для контактного нагрева воды паром), а также для нагрева технологических жидкостей, например в микробиологической, пищевой, химической, нефтяной и других промышленностях

Изобретение относится к космической технике, в частности к системам терморегулирования объектов, расположенных на космических аппаратах, и может быть использовано на предприятиях, занимающихся разработкой и эксплуатацией космической техники

Изобретение относится к тепломассообменному аппарату с комбинированной схемой взаимодействия потоков газа и жидкости, содержащий корпус, водораспределительную систему, в основании которой установлены трубки для подачи жидкости в каналы непосредственного взаимодействия потоков газа и жидкости в прямотоке регулярной насадки

Изобретение относится к области теплоэнергетики, а более точно - к устройству утилизации тепла конденсации водяного пара и очистки уходящих газов энергетической установки

Изобретение относится к области энергетики. Водораспределительное устройство для контактных аппаратов выполняется в виде тарелок с равномерно расположенными отверстиями прямоугольной формы, причем тарелки расположены в два яруса, они имеют форму поперечного сечения контактного аппарата, днища каждого яруса имеют равное количество отверстий со скругленными углами, причем живое сечение каждого яруса составляет 40-60%, при этом отверстия в соседних по высоте ярусах расположены с поворотом на угол 80-100 градусов, а расстояние между соседними отверстиями составляет 0,2-0,3 их ширины, при этом расстояние между днищами ярусов равно 8-10 ширины отверстий. Изобретение направлено на увеличение равномерности распределения жидкости в контактных аппаратах с насадкой. 4 ил.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в контактных пленочных теплообменных аппаратах. Изобретение заключается в том, что в пленочном теплообменном аппарате с помощью армирующих стержней, закрепленных посредством горизонтальных упоров в верхней и нижней частях цилиндрического корпуса аппарата, установлены отсечные устройства, расположенные сверху вниз на одинаковом расстоянии, при этом каждое отсечное устройство разделено на две части: внутреннюю и находящуюся поверх внутренней внешнюю часть, с возможностью регулировки внутреннего пространства устройства путем перемещения пластин внутренней части, с помощью резьбовых вентилей. Технический результат - повышение производительности аппарата при неизменных габаритах. 6 ил.

Изобретение относится к устройствам и способам поддержания устройств для контакта пара с жидкостью. Устройство для сбора и распределения жидкости, установленное в колонне, содержащей наружный кожух и внутреннюю область, в которой происходят массоперенос и/или теплообмен, содержит сборник жидкости, проходящий поперек внутренней области колонны и содержащий множество каналов сбора, которые проходят в продольном направлении параллельно друг другу для сбора жидкости, нисходящей в пределах внутренней области колонны, причем каналы сбора имеют выпуски для выпуска жидкости, собираемой в каналах сбора; по меньшей мере, один каркас, проходящий поперек внутренней области колонны и имеющий противоположные концы, поддерживаемые кожухом колонны, причем каркас расположен под сборником жидкости и поддерживает его; распределитель жидкости, расположенный под каркасом и несомый им; и внутренний проход для текучей среды, сформированный в каркасе и выполненный с возможностью приема жидкости, выпускаемой из выпусков каналов сбора, и транспортировки ее в распределитель жидкости. Изобретение обеспечивает возможность поддержания сборника жидкости, слоя насадочного материала и распределителя жидкости без отдельных опорных конструкций для каждого из этих элементов. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано при охлаждении электронного и микроэлектронного оборудования. Способ охлаждения электронного и микроэлектронного оборудования реализуется за счет использования конденсатора пара в качестве пленкоформирователя, обеспечивающего формирование тонких безволновых пленок жидкости высокой равномерности и качества. Технический результат - обеспечение более интенсивного, контролируемого и экономичного охлаждения. 1 ил.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в газотранспортной отрасли промышленности в системах подогрева топливного газа. Система подогрева топливного газа включает подогреватель топливного газа, в котором трубный пучок топливного газа погружен в раствор промежуточного теплоносителя, содержащегося в емкости, установленной внутри подогревателя топливного газа. В емкость введены подсоединенные к кожухотрубному теплообменнику подводящий и отводящий трубопроводы промежуточного теплоносителя таким образом, что все указанные трубопроводы промежуточного теплоносителя, кожухотрубный теплообменник и емкость образуют единый контур циркуляции промежуточного теплоносителя. К кожухотрубному теплообменнику подсоединены подводящий и отводящий трубопроводы теплофикационной воды. Подводящий или отводящий трубопровод промежуточного теплоносителя снабжен электронасосом, соединенным с частотным преобразователем, автоматически изменяющим частоту вращения электронасоса по сигналам, поступающим от датчиков температуры. Технический результат - снижение энергетических затрат за счет использования вторичного источника низкопотенциальной энергии - теплофикационной воды. 3 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области электроники, в частности к микромасштабным охлаждающим устройствам таким, как микроканальные теплообменники, которые обеспечивают высокие значения коэффициента теплопередачи при течении жидкостей в относительно небольших объемах. В устройстве для формирования ручейкового течения жидкости в микро- и мини-каналах, включающем плоский мини- или микроканал прямоугольного сечения, одна из стенок которого является подложкой расположенного на ней электронного тепловыделяющего элемента, вдоль канала на поверхности подложки с обеих сторон от электронного тепловыделяющего элемента выполнены ограничивающие ширину ручейка жидкости продольные микроканавки. В устройстве также по второму варианту изобретения на внутреннюю поверхность канала может быть нанесено гидрофобное нанопокрытие, причем оно может быть нанесено на поверхность всех стенок канала или только на подложку, при этом на поверхность подложки гидрофобное нанопокрытие нанесено вдоль канала с обеих сторон от электронного тепловыделяющего элемента, исключая область течения ручейка. Технический результат - существенное снижение гидравлического сопротивления стенок и теплоносителя; устойчивость работы как в земных условиях, так и в невесомости, в том числе при любых нестандартных ситуациях. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх