Система обогрева стрелочных переводов железнодорожного пути металлургического производства
Владельцы патента RU 2618577:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" (RU)
Изобретение относится к средствам обогрева стрелочных переводов и может быть использовано для очистки их от снега и льда в зимнее время года. Система (3) обогрева стрелочных переводов (4), эксплуатируемых в районе горячего металлургического агрегата (2), содержит источник тепловой энергии в виде контура (1) охлаждения промышленных вод данного конкретного агрегата. Стрелочные переводы (4) включены в замкнутый контур (5) их обогрева. Система содержит теплообменник (6), клапан (7), регулирующий подачу воды в теплообменник (6), циркулирующий насос (8), приводящий в движение теплоноситель по контуру (5). Нагревательные элементы (9) закреплены на рамных рельсах (10), а также на стрелочных подушках (11) и плитах (12) стрелочных подушек (11). Трубы (13) для доставки теплоносителя от теплообменника (6) к стрелочным переводам (4) и обратно заложены в грунт на глубину не менее глубины его промерзания и обернуты теплоизоляционным материалом. Достигается возможность повышения эффективности работы конструкции. 1 ил.
Изобретение относится к конструкциям средств обогрева стрелочных переводов, а именно эксплуатируемых на путях металлургических предприятий в зонах работы горячих агрегатов. К горячим агрегатам относятся доменные, сталеплавильные печи, прокатные станы и прочие объекты техники, у которых технологический процесс сопровождается выделением большого количества тепловой энергии, столь необходимой для очистки путевых конструкций от снега и льда в зимнее время года, но до сих пор для этих целей практически не используемой.
Известна система для обогрева стрелочных переводов, состоящая из отдельных устройств (RU 97386, Е01В 7/24, Е01В 19/00, 10.09.2010), каждое из которых установлено на своем стрелочном переводе и содержит электронагреватели, закрепленные на рамных рельсах переводов и подключенные к блокам электропитания.
Недостаток конструкции заключается в ее невысокой эффективности, поскольку ее работа связана с потреблением дорогостоящей электрической энергии.
Наиболее близкой к предлагаемому техническому решению является система обогрева стрелочных переводов (RU 123014, Е01В 7/00, 20.12.2012), содержащая источник тепловой энергии, и включенные в замкнутый контур их обогрева теплообменник, циркулирующий насос, клапан, регулирующий подачу теплоносителя в теплообменник, а также нагревательные элементы, закрепленные на рамных рельсах, стрелочных подушках и плитах стрелочных подушек. Это система, конструкция которой предоставляет возможность использования для обогрева стрелочных переводов любого текучего теплоносителя, включая самые дешевые, например воду, разогретую в теплоэлектроцентрали (ТЭЦ). Но в расценки на воду ТЭЦ входят стоимость топлива, транспортные расходы, зарплата работников, накладные расходы и целый ряд других учтенных и неучтенных затрат. Кроме того, как бы далеко или близко от ТЭЦ ни располагались обогреваемые стрелочные переводы, нужны капитальные вложения, чтобы соединить их трубами с ТЭЦ или построить еще один источник горячей воды в непосредственной близости от железнодорожных путей.
В данном случае недостатком конструкции является ее невысокая эффективность, связанная с необходимостью существенных капитальных и эксплуатационных расходов, для реализации процесса обогрева путевых конструкций.
При работе над изобретением решалась задача повышения эффективности работы системы обогрева стрелочных переводов за счет использования тепловой энергии, высвобождающейся во время эксплуатации конкретного горячего агрегата металлургического производства, которая в настоящее время выбрасывается в атмосферу.
Технический результат обеспечивается тем, что предлагаемая система обогрева стрелочных переводов железнодорожного пути металлургического производства, включающая в себя источник тепловой энергии, а также трубы прямого и обратного направлений, образующие замкнутый контур охлаждения технических вод горячего металлургического агрегата, предназначенная для обогрева стрелочных переводов, содержащих остряковые и рамные рельсы, стрелочные подушки и плиты стрелочных подушек, снабжена дополнительным замкнутым контуром, подключенным к трубе прямого направления контура охлаждения технических вод горячего металлургического агрегата через теплообменный аппарат с регулировочным клапаном, обеспечивающими взаимодействие обоих контуров между собой так, что контур охлаждения технических вод горячего металлургического агрегата является одновременно источником тепловой энергии для всей системы обогрева стрелочных переводов, дополнительный контур включает в себя центробежный насос, нагреватели, закрепленные на остряковых и рамных рельсах, стрелочных подушках и плитах стрелочных подушек, а трубы, последовательно соединяющие эти элементы между собой в пределах уличных участков, заглублены в грунт не менее чем на глубину его промерзания, и обернуты теплоизоляционным материалом.
Суть технического решения разъясняется с помощью чертежа.
Система обогрева стрелочных переводов железнодорожного пути металлургического производства содержит замкнутый контур 1 охлаждения промышленных вод конкретного горячего агрегата 2 (для примера, он изображен в виде домны). Система снабжена дополнительным замкнутым контуром 3, по которому теплоноситель подается непосредственно к обогреваемым стрелочным переводом 4. На участке 5 передачи тепловой энергии на контур 3 с контура 1, который служит для системы обогрева стрелочных переводов источником тепловой энергии, подключен теплообменный аппарат 6. Поскольку оборот воды в контуре 1 должен проходить непрерывно весь год, а в контуре 3 только зимой, перед входом горячей воды в теплообменный аппарат 6 установлен регулировочный клапан 7, который в зимнее время перехватывает поток горячей воды от агрегата 2 в точке А и направляет его к теплообменному аппарату 6. На участке БВ происходит передача тепловой энергии от контура 1 на контур 3 и далее через точку Г охлажденная вода возвращается в горячий агрегат 2. Контур 3 снабжен циркулирующим насосом 8, который гонит горячую воду по контуру 3 к нагревательным элементам 9, закрепленным на рамных рельсах 10, а также на стрелочных подушках 11 и плитах 12 стрелочных подушек 11. Трубы 13 контура 3 в пределах уличных участков заглублены в грунт не менее чем на глубину его промерзания и обернуты теплоизоляционным материалом. Это обеспечивает экономию тепловой энергии и предотвращает возможность отказа в работе контура 3 из-за замерзания воды в тубах. В летние периоды регулировочный клапан 7 закрыт, и вся вода из горячего агрегата 2 по трубе 14 прямого направления контура 1 беспрепятственно проходит в проветриваемую градирню 15, там разбрызгивается и после охлаждения по обратной трубе 16 подается в горячий агрегат 2.
Устройство работает следующим образом. На период каждой зимы включают регулировочный клапан 7, который перехватывает горячую воду на пути к градирне 15 в точке А и направляет ее в теплообменник 6, где на участке БВ трубы контуров 1 и 3 взаимодействуют друг с другом, и тепловая энергия контура 1 передается контуру 3, который и использует ее для обогрева стрелочных переводов.
Повышение эффективности работы системы обогрева стрелочных переводов обеспечивается в данном случае за счет использования тепловой энергии, выделяемой контуром охлаждения технических вод конкретного металлургического агрегата. В мировой практике такой источник энергии еще не успел стать традиционным. Это скорее одно из направлений в развитии ресурсосберегающих технологий и конструкций на благо общества и производства, которое нуждается на сегодня в экспериментальной и эксплуатационной проверке.
Система обогрева стрелочных переводов железнодорожного пути металлургического производства, включающая в себя источник тепловой энергии, а также трубы прямого и обратного направлений, образующие замкнутый контур охлаждения технических вод горячего металлургического агрегата, при этом стрелочные переводы содержат остряковые и рамные рельсы, стрелочные подушки и плиты стрелочных подушек, отличающаяся тем, что система обогрева стрелочных переводов снабжена дополнительным замкнутым контуром, подключенным к трубе прямого направления контура охлаждения технических вод горячего металлургического агрегата с помощью теплообменного аппарата и регулировочного клапана, обеспечивающими взаимодействие обоих контуров между собой так, что контур охлаждения технических вод горячего металлургического агрегата является одновременно источником тепловой энергии для всей системы обогрева стрелочных переводов, дополнительный контур содержит центробежный насос, нагреватели, закрепленные на остряковых и рамных рельсах, стрелочных подушках и плитах стрелочных подушек, а трубы, последовательно соединяющие эти элементы между собой в пределах уличных участков, заглублены в грунт не менее чем на глубину его промерзания и обернуты теплоизоляционным материалом.
