Регенеративный нагреватель

 

ОП ИСАЙ И Е изовеетиния

К ПАТЕИТУ " 1735178

Союз Советски н

Социалистическик

Республик (61) Дополнительный к патейту— (22) Заявлено 17.11.72 (21) 1851190/22-02. (23) Приоритет - (32) 19.11.71 (31) 7116003, (33) Голландия. (51) M. Кл

С 21 В 9/06

Гесударственнмй комнтет

Опубликовано. 15.05.80. Бюллетень № 18 (53) УДК 669.162.

231 (088 8) па делам наобретеннй н вткрмтнй

Дата опубликования описания 25.05.80

Иностранцы

Якоб Филтьюс, Якобус Лaap, Хендрик Густав Отто Вебер (Голландия) (72) Авторы изобретения

Иностранная фирма а Хооговенс ттймуйден Б.В. т (Нидерланды) (71) Заявитель (54) РЕГЕНЕРАТИВНЫЙ НАГРЕВАТЕЛЪ

Изобретение относится к устройствам нагревателей регенеративного типа.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является регенеративный нагреватель, содержащий цилиндрическую стенку, камеру насадки, камеру горения, разделенную стенкой из нескольких слоев огнеупорного материала (1).

Разделительная стенка подвергается попеременно воздействию высоких и низких температур, по мере того как регенератор переключается из положения «газ» в положение «дутье» и обратно, вследствие чего на обеих сторонах разделительной стенки существует высокая разница температур и температурные градиенты.

Однако при определенных условиях, и в частности, в. случае крупногабаритных подогревателей воздуха на стенках появляются продольные трещины. Причинами возникновения таких трещин являются, например, наличие высоких температурных градиентов и неравномерное распределение температуры с высокой разницей на относительно коротких расстояниях.

Локальные трещины могут появится в цилиндрической стенке регенератора в зоне расположенной рядом с выходом горячего воздуха вследствие того, что внутренние слои огнеупорной кладки в этой зоне не могут достаточно свободно расширяться в радиальном наПравленйй. Указанная огнеупорная кладка выходного отверстия ограничивается или полностью препятствует деформации указанных внутренних слоев цилиндрической стенки.

1в Целью изобретения является предотвращение образования трещин по крайней мере в стенке.

Для достижения этой цели по крайней мере, для части стенок, один из слоев огнеупорного материала разделяется вертикальным расширительным (температурным) соединением. В соответствии с настоящим изобретением, предпочтительно, подразделять каждый из нескольких слоев огнеупорного материала разделительной стенки вертикальzo ными расширительными (температурными) соединениями, по крайней мере, на высоту меньше половины надгорелочного пространства, причем упомянутые расширительные соединения образованы по всей высоте вза735178 имным зацеплением профилированных участков слоев, составляющих стенку.

В случае применения в регенераторе керамической горелки, упомянутое соединение начинается от уровня головки горелки или верхней поверхности горелки. Понятно, что функцией таких соединений является допущение локального расширения стенки без каких-либо утечек через них горячих газов или горячего воздуха. В соответствии с настоящим изобретением, такую, герметизацию соединений, с целью устранения упомянутых утечек, осуществляют путем ступенчатого или зигзагообразного расположения упомянутых расширительных соединений относительйо друг друга в каждом последующем слое разделительной стенки.

Важно отметить, что для разделительной стенки сопрягаемые профилированные участки таких соединений имеют гораздо большее значение чем, для цилиндрической стенки.

Число расширительных соединений выбирают в зависимости от размеров разделительной стенки и рабочих условий, таких как температура и давление, достигаемых при работе регенератора. Для подогревателей воздуха, с небольшой производительностью и работающих при слишком высоких

" температурах, хороший результат получают при применении только одного расширитель " ного соединения в разделительной стенке.

В соответствии с настоящим изобретением хорошие результаты могут быть получены, если в одном и том же слое по горизонтали последовательно расположить несколько таких расширительных соединений на расстоянии 1 — 2 м друг от друга. Благодаря наличию в части цилиндрической стенки, в зоне упомянутого выхода горячего воздуха таких расширительных соединений, нет необходимости в том, чтобы внутренние слои этой стенки смещались внутрь в радиальном на правлении при нагреве, что в конечном счете устраняет вероятность образования трещин в этой стенке.

Для устранения утечек"газа -"или возду ха стенки расширительного соединения состоят из входящих в зацепление профилированных участков, что позволяет участкам стенки взаимно скользить в плоскости разделительной стенки, но которые постоянно находятся в уйлотняющем контакте друг с другом. В принципе воз ..ожно выполнить стенки расширительных соединений ступенчатой формы. Однако соединение получается надежное, если оно образовано путем придания одной из стенок соединения формы выступа, а другой стенке формы канавки, причем такие профилированные участки имеют трапецеидальную форму.

Однако, такая форма стенок соединения

- .не обеспечивает удовлетворительного герметичного газонепроницаемого уплотнения.

Предпочтительно, чтобы форма сопрягаемых

="" - стенок указанного расширительно соединения была прямоугольной.

3$

SS что разделительная стенка будет находиться под давлением.

На фиг. 1 — схема подогревателя воздуха; на фиг. 2 — сечение А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — вид Б на фиг. 2; на фиг. 4— узел 1 на фиг. 2, 1-ый вариант исполнения; на фиг. 5 — узел 1 на фиг. 2, 2,-ой вариант исполнения.

Нагреватель представляет собой цилиндрическую наружную стенку 1 воздуха, идущего в доменную печь, разделительная стенка 2 которого разделяет подогреватель на надгорелочное пространство 3 и пространство 4 для кладки огнеупорных, аккумулирующим тепло кирпичей, причем указанные два пространства сообщаются между собой через пространство над разделительной стенкой 2. Сверху подогреватель воздуха закрыт кирпичным сводом 5 и стабильным сводом 6.

В нижней части надгорелочного пространства 3 расположена керамическая горелка 7, в которую через канал 8 подают газообразное топливо, которое сгорает вместе с воздухом подаваемым к другим каналам горелки. Отверстия 9 и 10 служат, соответственно, для ввода воздуха в подогреватель и вывода из него, причем отверстие 10 служит также для вывода газов из подогревателя, когда в надгорелочном пространстве

3 осуществляется сгорание с целью аккумулирования тепла в кирпичной кладке, расположенной в пространстве 4, и когда пологреватель работает, в положении «газ».

В соответствии с другим примером осуществления настоящего изобретения, расширительные соединения образованы путем выполнения в стенках соединений, расположенных напротив друг друга выемок. Образованное таким образом полое пространство заполняют подвижными относительного него кирпичами. Большое внимание должно быть уделено форме и размеру расширительных соединений, которые должны быть такими, чтобы во время работы подогревателя воздуха исключались всякие утечки газа вдоль упомянутых расширительных соединений, другими словами, чтобы при рабочих условиях соединения были газонепроницаемы в требуемых зонах, причем, как указывалось выше, . это касается разделительной стенки в большей степени, чем наружной.

С целью получения указанной герметичности расширительных соединений их заполняют огнеупорным войлочным материалом. Кроме того, в соответствии с настоящим изобИ ретением, расширение, допускаемое упомянутыми соединениями больше сдответствующего теплового расширения слоев в горизонтальном направлении, т. е. поперек рас-. ширительным соединениям при самой высоЫ кой рабочей температуре, которая может иметь место в одной и той же зоне. Предпочтительно, чтобы в случае случайного превышения такой максимально допустимой температуры, разделительная стенка не могла бы далее расширяться, что приведет к тому, 735178

Формула изобретения

Три слоя соответственно 12, 13 и 14 составляют разделительную стенку 2. Эти слои расположены так, чтобы полностью контактировать друг с другом или так, чтобы между одним и другим слоем существовало некоторое пространство с целью получения подвижного скользящего соединения.

При необходимости одно или более из таких подвижных соединений могут продолжаться в кирпичной кладке стенки 1 и далее в зоне, которая ограничивает надгорелочное пространство 4 с другой стороны, ц слева (фиг. 1). Расширительные соединения

15 предусмотрены в трех местах левого слоя

12, правого слоя 14 и в четырех местах центрального слоя 13.

Расширительное соединение 15 образовано выступающим участком кирпича 16, который заходит во впадину кирпича 17 таким образом, что между указанными кирпичами в плоскости разделительной стенки возможно взаимное перемещение. В этом варианте исполнения выступ и впадина кирпичей 16 и 17 имеют форму трапеции. При указанном перемещении выступ скользит практически вдоль стенок впадины, не находясь с ними в плотном контакте.

Сопротивление газовой утечке увеличивается, если указанная трапецеидальная форма будет больше приближаться к прямоугольной форме, причем на практике небольшая конусность также вполне приемлема для получения удовлетворительного газонепроницаемого соединения.

Ширина соединения 15 выбирается в зависимости от теплового расширения слоев

12, 13 и 14 во время работы подогревателя воздуха. Ширина соединения может быть выбрана так, чтобы при достижении рабочих условий в подогревателе оно было полнос- зю тью или почти полностью закрыто, но предпочтительно выбирать ширину так, чтобы при нормальной рабочей температуре соеди6 некие закрывалось не полностью, чтобы иметь возможность отреагировать на неожиданное превышение рабочей температуры.

Газонепроницаемость расширительных соединений в течение промежуточных стадий, во время которых подогреватель нагревается до требуемой кондиции, может быть получена путем замены свободных промежутков расширительных соединений сжимаемым материалом, например керамической шерстью или войлоком, причем указанное заполнение осуществляют при воздействии расширительной стенки.

При втором варианте исполнения расширительного узла вдоль кирпича 16 и вдоль кирпича 17 выполнены вертикальные впадины, позволяющие установить между ними кирпичи 18. Такие кирпичи 18 удерживают расширительное соединение газоплотным при всех условиях работы нагревателя.

Регенеративный нагреватель, содержащий камеру насадки, камеру горения, разделительную стенку между ними из нескольких слоев огнеупорной футеровки со швами, отличающийся тем, что с целью предотвращения образования трещин по крайней мере в стенке, нижняя часть разделительной стенки выполнена из нескольких секций, разделительных термическими вертикальными швами, расположенными в шахматном порядке и состоящими их входящих друг в друга впадин и выступов, либо из прямоугольных пластин, сочлененных с пазами вертикальных секций.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Леонидов Н. К. Сооружение и оборудование доменных цехов. М., 1955, с. 250, рис. 110.

735178

Bud 5

17

Составитель Б. Раковский

Редактор Т. Авдейчик Техред К. Шуфрич Корректор Г. Решетник

Заказ 2162/59 Тираж 608 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент» г. Ужгород, ул. Проектная, 4