Несущая конструкция промышленной печи

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Социалистическнк

Республик (1926495 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 01. 10. 80 (21) 2987594/22-02 с присоединением заявки ЭЙ (23)ПриоритетОпубликовано 07.05. 82 Бюллетень Ют17

Дата опубликования описания 10.05.82 (51)М. Кл.

F 27 D 3/02

3Ъоударстмииый комитет

СССР (53) ВК 62 .78> .077(088.8) йо делам изобретеиий и открытий

А. M Рабинович, Я. И. Дульфан,,В. П. Холопов, Э. Е. Цыпкин, Ю. И. Целуйко и В. М. Шостак *; е

Всесоюзный научно-исследовательский и прое тный,институт по очистке технологических газов, сточных вод и использованию. вторичных энергоресурсов предприятии черной металлургии "ВНИПИчерметэнергоочистка" (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) НЕСУЩАЯ КОНСТРУКЦИЯ ПРОМЫШЛЕННОЙ ПЕЧИ

Изобретение относится к оборудованию для транспортирования нагреваемого металла в нагревательных печах и может быть использовано в металлургической и других отраслях промышленности.

Известна несущая опорная конструкция, состоящая из опорных и продольных труб, по которым перемещается слиток при его нагреве. Конструкция эта охлаждается при помощи кипящей . воды (испарительное охлаждение), при этом движение ее (циркуляция) в замкнутом контуре может быть естественным или принудительным (при помощи напорных насосов), либо охлаждение может происходить холодной (прочной) водой P 1.

Наиболее близкой по технической сущности является несущая конструкция нагревательной печи, содержащая . полые охлаждаемые горизонтальную балку и вертикальные стойки, жестко соединенные между собой и имеющие общую

2 внутреннюю полость, внутри которой установлены направляющие потоки охлаждающей среды P I.

Недостатками из вестных уст ройст в является то, что не всегда обеспечивается качественное охлаждение опорных вертикальных стоек, высота которых во многих случаях достигает бм и более. При таком опускном движении пароводяной смеси могут возникнуть застойные паровые зоны, которые приводят. к прекращению циркуляции воды на участке вертикальной стойки, кроме того,.резко уменьшается коэффи1S циент теплоотдачи от стенки вертикальной стойки к охлаждающей среде. В обоих случаях ухудшаются условия теп лообмена и отвод тепла стенки опорной стойки; последнее обстоятельство является причиной прогара опорной вертикальной трубы и потери стойки всей конструкции. По этим же причинам исключается возможность работы

Охлаждение. несущей конструкции для нагревательных печей осуществляется следующим образом.

В случае работы установки на испарительном охлаждении циркулирующая охлаждающая среда поступает в несущую горизонтальную балку 1, где часть охлаждающей среды, двигаясь в горизонтальном направлении, проходит в кольцевой зазор 5, создавая за счет увеличения скорости эжекционный эффект. Другая часть потока поступает в вертикальную стойку 2, равномерно омывая ее. За счет перфорации отверстий 6 направляющей трубы 3 исключается застой паровых .пузырей в кольцевом зазоре 7 вертикальной стойки 2, а также уменьшается снос этих пузырей вниз, улучшая тем самым качество работы устройства.

Движение охлаждающей среды на участке вертикальной стойки создается за счет эжекционного эффекта в районе диффузора, а также за счет разности плотностей среды в кольцевом зазоре и трубке.(в трубе 3 плотность среды меньшая, чем в кольцевом зазоре 7).

3 92649 установки на испарительном охлажде нии с естественной циркуляцией воды.

Цель - увеличение стойкости конструкции.

Поставленная цель достигается тем, 5 что в несущеи конструкции промышленных печей, содержащей полые охлаждаемые горизонтальную балку и вертикальные стойки, жестко соединенные между собой и имеющие общую внутреннюю пое лость, внутри которой установлены направляющие потока охлаждающей среды, направляющая выполнена в виде

Г-образной трубы, расположенной в вертикальной стойке, при этом верхний конец ее расположен концентрично полости балки s направлении потока охлаждающей среды и снабжен диффузором, а нижний конец ее расположен на расстоянии от основания стойки, равном ее внутреннему диаметру. Наго правляющая на вертикальном участке имеет перфорацию, диффузор выполнен с углом раскрытия 15-20о, а длина отогнутой части направляющей состав25 ляет 6-,10 внутренних диаметров балки.

На фиг. 1 — представлено продольное сечение несущей охлаждаемой конструкции; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1 (опорной вертикальной стойки).

Охлаждаемая. конструкция состоит . из горизонтальной балки 1, жестко связанной с опорными вертикальными стойками 2, внутри которых помещены открытые с обеих сторон направляющие потока охлаждающей среды, выполненные в виде труб 3., один конец которой заканчивается диффузором 4, отделенным от внутренней стенки горизонтальной балки кольцевым зазором 5, а часть трубы на участке вертикальной стойки имеет отверстия 6 и отделяется от внутренней стенки вертикальной стойки кольцевым зазором 7.

Отверстия 6, количество и сечение которых определяют в каждом конкретном случае, дают возможность удалению из кольцевого зазора 7 паровых пузерей, что улучшает гидродинамику и условия теплообмена на участке sep- 5o тикальной стойки.

Подвод охлаждающей среды осуществ" ляется непосредственно в горизонтальную балку,а отвод ее - с противоположного конца балки. 55

Для обеспечения одинаковых скоростей движения охлаждающей среды в кольцевом зазоре 7 и направляющей в виде

5 4 трубы 3, а также уменьшения гидравлического сопротивления на участке вертикальной стойки внутренний диаметр направляющей трубы принимается равным

d d /V2, где d „,- внутренний диаметр стойки, а нижний кОнец направляющей находится на расстоянии от основания стойки, равном ее внутреннему диаметру. Угол раскрытия диффузора 4 принят в пределах 15-20, как оптио мальный: достигается наибольший эжекционный эффект при наименьшем гидравлическом сопротивлении кольцевого зазора 7. Действительно, при углах меньших 15 эжекционный эффект уменьшается одновременно с уменьшением сопротивления зазора 7, а при углах больших 20 увеличивается эжекционо ный эффект, но и увеличивается гидравлическое сопротивление диффузора. 4.

Верхний конец направляющей трубы 3 с диффузором 4 расположен концентрично в полости несущей балки (что способствует равномерному распределению охлаждающего потока по периметру балки) и отогнут от оси стойки на расстояние, равное 6-10 внутренних диаметров балки. Величина принятого интервала выбрана из условия стабилизации потока на данном участке.

Формула изобретения

5 9264

Изобретение позволяет осуществить организованное движение охлаждающей среды в несущей конструкции обеспечивая тем, самым высокое качество охлаждения всех элементов конструкции.

Кроме того значительно упрощается ситсема охлаждения: количество цирку" ляционных контуров уменьшается в сравнении со существующими установками в

2-3 раза; отпадает необходимость в 1О соединительных калачах; намного облегчается монтаж и обслуживание установки; уменьшается металлоемкость подовых и циркуляционных труб; уменьшаются теплопотери печи, повышая ее 1$

КПД.

1. Несущая конструкция промышленной печи, содержащая полые охлаждаемые горизонтальную балку и вертикальные стойки, жестко соединенные между собой и имеющие общую внутреннюю по- 25 лость, внутри которой установлены направляющие потока охлаждающей среды, отличающаяся тем, что, с целью увеличения стойкости конструкции путем организации циркуляции воды по всей высоте стойки, направляющая выполнена в виде Г-образной трубки, укрепленной в вертикальной стойке, при этом верхний конец ее расположен концентрично полости балки в направлении потока охлаждающей среды и снабжен диффузором.

2. Конструкция по п. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что направляющая потока на вертикальном участке имеет перфорацию.

3. Конструкция по и. 1, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что диффузор выполнен с углом раскрытия 15-20О.

4.- Конструкция по. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что длина горизонтальной части направляющей составляет 6-10 внутренних диаметров балки, а нижний конец ее размещен от основания .стойки на расстоянии, равном ее внутреннему диаметру.

Источники информации, принятые вб внимание при экспертизе

1. Гусовский В. Л., Оркин Л, Г., Тымчак В. И. Методические печи. И., "Металлургия", 1970, с. 217-222.

2. Патент ФРГ 4 2706711, кл. F 27 В 9/24, 1978.

ВИИИПИ Заказ 2948/33

Тираж 642 .Подписное

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород,ул. Проектная,4