Способ теплообмена газовых сред



Способ теплообмена газовых сред
Способ теплообмена газовых сред
Способ теплообмена газовых сред

 


Владельцы патента RU 2484401:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к промышленной теплоэнергетике и может быть использовано, в частности, для утилизации тепла газообразных вторичных энергетических ресурсов. Изобретение направлено на повышение эффективности работы теплообменника путем уменьшения потерь тепла при протекании рабочего процесса. Предложен способ теплообмена газовых сред при помощи регенеративного теплообменника с кипящим слоем, содержащего газовую и воздушную камеры с решетками для параллельного прохождения теплообменивающихся сред и последовательного перемещения дисперсного промежуточного теплоносителя. Решетки установлены наклонно, оси отверстий в них направлены в сторону подъема решеток, при этом пересыпные трубы выполнены перфорированными и расположены в полостях камер. Горячий газовый поток пропускают через дисперсный промежуточный теплоноситель с последующим перемещением полученного подогретого псевдоожиженного слоя теплоносителя из газовой в воздушную камеру с дальнейшим пропусканием через указанный слой воздуха. Поток дисперсного промежуточного теплоносителя на выходе из газовой камеры разделяют на два потока, каждый из которых затем разворачивают в противоположные стороны на 180° и направляют вдоль стенок газовой камеры, газовый поток после его прохождения через поток дисперсного промежуточного теплоносителя дополнительно направляют по внешнему периметру воздушной камеры. 3 ил.

 

Изобретение относится к промышленной теплоэнергетике и может быть использовано, в частности, для утилизации тепла газообразных низко- и среднепотенциальных вторичных энергетических ресурсов.

Известен регенеративный теплообменник с кипящим слоем, содержащий камеры с решетками для параллельного прохождения теплообменивающихся сред и последовательного перемещения сыпучего промежуточного теплоносителя, причем решетки установлены наклонно, а оси отверстий в них направлены в сторону подъема решеток (Авт. св. СССР №273358, МПК: F28C 3/12, F23L 15/02).

Недостатком данного теплообменника является его большое гидравлическое сопротивление вследствие большого угла наклона газораспределительных решеток и пересыпных труб.

Известен регенеративный теплообменник с псевдоожиженным кипящим слоем, содержащий камеры с решетками для параллельного прохождения теплообменивающихся сред и последовательного перемещения сыпучего промежуточного теплоносителя, причем решетки установлены наклонно, оси отверстий в них направлены в сторону подъема решеток, а пересыпные трубы выполнены перфорированными и расположены в полостях камер (патент РФ №1015234, МПК: F28C 3/12, F23L 15/02 - прототип).

Указанный теплообменник работает следующим образом.

Горячий газ, например продукты сгорания печи или парогенератора, продувается через газовую камеру, а холодный воздух - через воздушную. При этом частицы дисперсного теплоносителя псевдоожижаются и движутся по решеткам в сторону их подъема. Достигнув верхнего края решетки, частицы по пересыпным трубам перемещаются в другую камеру. Циркулируя между газовой и воздушными камерами, частицы твердого зернистого материала нагреваются горячим газом в газовой камере и охлаждаются в воздушной камере, отдавая тепло холодному воздуху.

Основными недостатками данного теплообменника являются значительные потери тепла, связанные с неэффективной системой теплообмена между теплообменивающимися средами и дисперсным материалом.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков и повышение эффективности работы теплообменника путем уменьшения потерь тепла при протекании рабочего процесса.

Решение указанной задачи достигается тем, что в предложенном способе теплообмена газовых сред, например горячего газа и воздуха, при помощи регенеративного теплообменника с кипящим слоем, содержащим газовую и воздушную камеры с решетками для параллельного прохождения теплообменивающихся сред и последовательного перемещения дисперсного промежуточного теплоносителя, причем решетки установлены наклонно, оси отверстий в них направлены в сторону подъема решеток, при этом пересыпные трубы выполнены перфорированными и расположены в полостях камер, заключающемся в пропускании горячего газового потока через дисперсный промежуточный теплоноситель с последующим перемещением полученного подогретого псевдоожиженного слоя теплоносителя из газовой в воздушную камеру с дальнейшим пропусканием через указанный слой воздуха, согласно изобретению поток дисперсного промежуточного теплоносителя на выходе из газовой камеры разделяют на два потока, каждый из которых затем разворачивают в противоположные стороны на 180° и направляют вдоль стенок газовой камеры, газовый поток после его прохождения через поток дисперсного промежуточного теплоносителя дополнительно направляют по внешнему периметру воздушной камеры.

Предложенный способ может быть реализован, например, при помощи регенеративного теплообменника с кипящим слоем, содержащего газовую и воздушную камеры с решетками для параллельного прохождения теплообменивающихся сред и последовательного перемещения дисперсного промежуточного теплоносителя, причем решетки установлены наклонно, оси отверстий в них направлены в сторону подъема решеток, при этом пересыпные трубы выполнены перфорированными и расположены в полостях камер, в котором газовая камера размещена внутри воздушной, при этом по внешнему периметру воздушной камеры выполнены каналы, соединенные с полостью газовой камеры.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 изображен предлагаемый теплообменник, продольный разрез; на фиг.2 - вид теплообменника сверху, на фиг.3 - поперечный разрез наклонной газораспределительной решетки.

Предложенный способ реализуется следующим образом.

Горячий газ, например продукты сгорания печи или парогенератора, продувают через газовую камеру 1, а холодный воздух - через воздушную камеру 2. При этом частицы дисперсного промежуточного теплоносителя 4 псевдоожижаются и движутся по решеткам 3 в сторону их подъема. Достигнув верхнего края решетки, частицы по пересыпным трубам 6 перемещаются в другую камеру. Движение частиц дисперсного промежуточного теплоносителя по пересыпным трубам 6 осуществляют в режиме пневмотранспорта, что позволяет уменьшить угол их наклона до 2-4°, а следовательно, угол наклона газораспределительных решеток 3.

Циркулируя между газовой 1 и воздушной 2 камерами, частицы дисперсного промежуточного теплоносителя 4 нагреваются горячим газом в газовой камере 1 и охлаждаются в воздушной камере 2, отдавая тепло холодному воздуху.

Горячий газ, проходя через газовую камеру 1, отдает большую часть тепла дисперсному промежуточному теплоносителю 4, при этом охлаждаясь до определенной температуры, примерно равной температуре нагретого дисперсного промежуточного теплоносителя. Далее отработанный горячий газ подают в каналы 7, которые выполняют по внешнему периметру воздушной камеры 2. Газ при этом отдает тепло стенкам канала и подогревает, таким образом, стенки холодной воздушной камеры 2, что улучшает эффективность теплообмена между дисперсным промежуточным теплоносителем и холодным воздухом.

Размещение газовой камеры 1, стенки которой имеют температуру выше, чем стенки воздушной камеры 2, внутри воздушной камеры, для разделения потока дисперсного промежуточного теплоносителя на два потока, каждый из которых затем разворачивают в противоположные стороны на 180° и направляют вдоль стенок газовой камеры, позволит повысить температуру внутренних стенок воздушной камеры 2 за счет теплообмена стенок газовой 1 и воздушной камер 2 между собой и исключить потери тепла в окружающее пространство.

Кроме этого, размещение газовой камеры 1 внутри воздушной 2 позволит существенно уменьшить габаритные размеры теплообменника.

Применение предложенного технического решения позволит уменьшить габаритные размеры теплообменника, уменьшить потери тепла в окружающее пространство и повысить эффективность работы теплообменника.

Способ теплообмена газовых сред, например горячего газа и воздуха, при помощи регенеративного теплообменника с кипящим слоем, содержащего газовую и воздушную камеры с решетками для параллельного прохождения теплообменивающихся сред и последовательного перемещения дисперсного промежуточного теплоносителя, причем решетки установлены наклонно, оси отверстий в них направлены в сторону подъема решеток, при этом пересыпные трубы выполнены перфорированными и расположены в полостях камер, заключающийся в пропускании горячего газового потока через дисперсный промежуточный теплоноситель с последующим перемещением полученного подогретого псевдоожиженного слоя теплоносителя из газовой в воздушную камеру с дальнейшим пропусканием через указанный слой воздуха, отличающийся тем, что поток дисперсного промежуточного теплоносителя на выходе из газовой камеры разделяют на два потока, каждый из которых затем разворачивают в противоположные стороны на 180° и направляют вдоль стенок газовой камеры, при этом газовый поток после его прохождения через поток дисперсного промежуточного теплоносителя дополнительно направляют по внешнему периметру воздушной камеры.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области теплотехники, а именно к системам для контроля параметров материалов с помощью электрохимических и магнитных средств и может применяться на атомных и тепловых электрических станциях, станциях теплоснабжения, в котельных, металлургической, химической, пищевой и других отраслях промышленности.

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

Изобретение относится к области энергосбережения, в частности к использованию теплоты сточных вод для теплоснабжения зданий. .

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 энергетике и может быть использовано для утилизации тепловых отходов, в частности для утилизации дымовых газов. .

Изобретение относится к каталитическому сжиганию топлива и может быть использовано для нагрева воздуха. .

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

Изобретение относится к промышленной теплоэнергетике и может быть использовано, в частности, для утилизации тепла газообразных низко- и среднепотенциальных вторичных энергетических ресурсов

Изобретение относится к промышленной теплоэнергетике

Изобретение относится к промышленной теплоэнергетике и может быть использовано, в частности, для утилизации тепла газообразных низко- и среднепотенциальиых вторичных энергетических ресурсов

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для получения механической или электрической энергии. Ветроустановка содержит неподвижный несущий корпус, вертикальную ось, соединенную с ротором в верхней части, электрогенератором и побудителем тяги в основании корпуса, выполненным в виде кольцевой камеры ввода горячего воздуха от дополнительно введенного и расположенного в потоке теплообменника «вода-воздух». Над камерой на оси установлено ветроколесо, а по образующей корпуса выполнены окна, в которых размещены лопасти тангенциально к его окружности. В потоке дополнительно установлено устройство для аэрации жидкости, вход которого подключен к выходу теплообменника, а его выход с влажным горячим воздухом соединен с кольцевой камерой побудителя тяги. На вертикальной оси между ротором и ветроколесом установлена обгонная муфта, ротор установлен в конусной части несущего корпуса, а на его оголовке расположен разряжитель воздуха. Ветроустановка может быть использована для выработки электрической энергии из тепловых сбросов воды в пруды-охладители АЭС, ТЭЦ и др. путем преобразования их в вихревые потоки для функционирования ветроустановки. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

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 области теплотехники и может быть использовано в пластинчатых теплообменниках. В теплообменнике, содержащем пакет теплообменных пластин (1, 1а, 1b, 1с), образованных из листового металла, имеющего трехмерный рельеф (2, 3), каждая пластина (1, 1а, 1b, 1с) теплообменника имеет канавку (10), в которой расположена прокладка (9), причем указанная канавка (10) имеет днищевую внутреннюю поверхность (11), при этом указанная днищевая внутренняя поверхность (11) имеет по меньшей мере один выступ (14, 15), направленный к указанной соседней теплообменной пластине (1а). На участке указанного выступа (14, 15) указанная прокладка (9) сжата сильнее, чем на участке, расположенном за пределами указанного выступа (14, 15). Технический результат заключается в минимизации риска утечки жидкой среды. 14 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретения могут быть использованы в нефтеперерабатывающей и коксохимической промышленности. Нефтяной кокс прокаливают и затем охлаждают в две стадии. На первой стадии охлаждение проводят до температуры 1000°C в газовом холодильнике при непосредственном контакте углеводородного газа с охлаждающим коксом. На второй стадии охлаждение проводят в водяном холодильнике до температуры 100°C. Газовый холодильник для охлаждения кокса содержит вращающийся цилиндрический барабан типа «труба в трубе» с внутренней трубой (13), имеющей перфорацию в виде продольных щелей (16), и с межтрубным пространством, разделенным на секции продольными перегородками (14), в которое подают охлаждающий углеводородный газ, контактирующий непосредственно с охлаждаемым коксом через продольные щели (16). Изобретения позволяют снизить содержание серы и золы в целевом коксе, снизить термические внутренние напряжения материала стенки холодильника, обеспечить надежность работы холодильника второй стадии охлаждения, повысить выход целевой фракции кокса вследствие снижения его растрескивания. 2 н.п. ф-лы, 2 ил., 1 пр.

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.
Наверх