Регенеративний теплообмінник

Регенеративний теплообмінник, що складається з герметичного об'єму, усередині якого розташована кулькова насадка з високоглиноземистих матеріалів, яка має високорозвинену питому поверхню теплообміну, що виконує роль посередника передачі тепла, і працює періодично, спочатку акумулюючи тепло димових газів, що відходять з печі, а потім віддаючи це тепло повітрю чи газу, що нагрівається, який відрізняється тим, що герметичний об'єм має форму перерізу у вигляді зрізаного конуса, який розширюється догори з відношенням площі верху насадки до площі низу насадки 1,4-2,2 Винахід відноситься до галузі металургійної теплотехніки, а саме, до регенеративних теплообмінників і застосовується, переважно, у регенеративних теплообмінниках для нагрівання повітря і палива і може бути використаний в паливних печах металурги, машинобудування і ряді інших галузей промисловості ВІДОМІ регенеративні теплообмінники, які містять насадки, іменовані насадкою Сіменса, що викладається зі звичайної цегли, насадкою Петерсона, що викладається зі спеціальних цеглин з уступами, які фіксують положення цегли при кладці, насадкою Каупера, поверхня нагрівання якої являє собою суцільні вертикальні колодязі і ІНШІ (А И Ващенко, М А Глинков, Б И Китаев, Н Ю Тайц Изд второе, дополненное и переработанное В 2-х томах Металлургические печи М Металлургия 1964 Том 2, с 175) Ознаки, що збігаються з істотними ознаками пропонованого винаходу герметичний об'єм, у середині якого розташована насадка, яка виконує роль посередника передачі тепла і працююча періодично, спочатку акумулюючи тепло димових газів, що відходять з печі, а потім віддаючи це тепло повітрю, що нагрівається, чи газу Регенеративні теплообмінники з цегельною насадкою мають недоліки Часті теплозміни ведуть до руйнування громіздкої насадки регенеративного теплообмінника При тривалій експлуатації, насад ка регенеративного теплообмінника вимагає періодичного і дорогого ремонту Найбільш близькій до пропонованого рішення за технічною сутністю і результату, що досягається, є регенеративний теплообмінник з кульковою насадкою, виконаної з високоглиноземистих куль діаметром 20 ± 5мм (Сезоненко Б Д , Орлик В Н , Алексеенко В В «Повышение эффективности использования природного газа при отоплении промышленных печей регенеративными горелками» // Экотехнологии и ресурсосбережение - 1996 - № 1 - С 14-18) Завдяки високорозвиненій поверхні теплообміну кулькової насадки регенеративного теплообмінника на 1м3 об'єму насадки, величина якої перевищує цей показник у традиційних цегельних регенеративних теплообмінниках у 10 - 15 разів, кулькові регенератори мають малий об'єм насадки і утилізують до 90% теплоти димових газів, які відходять з печі Ознаки, які збігаються з істотними ознаками пропонованого винаходу насадка з високорозвиненою питомою поверхнею теплообміну (м /м3), розташована усередині герметичного об'єму, який виконує роль посередника передачі тепла і працює періодично, спочатку акумулюючи тепло димових газів, які відходять з печі, а потім віддаючи це тепло повітрю, що нагрівається, або газу Недоліком прототипу є те, що, незважаючи на О ю 50110 високорозвинену питому поверхню теплообміну регенеративного теплообмінника з кульковою насадкою, при підігріві великих кількостей реагентів горіння, необхідна значна висота насадки Насадка має великий гідравлічний опір, що висуває додаткові вимоги до тягодуттьових пристроїв теплових агрегатів В основу винаходу поставлена мета забезпечити високотемпературний підігрів газоподібних реагентів горіння при зниженні висоти насадки регенеративного теплообмінника, завдяки застосуванню нової форми насадки Це дозволить збільшити питому поверхню теплообміну насадки регенеративного теплообмінника, знизити витрати матеріалу на виготовлення насадки регенеративного теплообмінника, зменшити його габарити і скоротити витрати на реконструкцію печей з метою переведення їх на регенеративне опалення Для рішення поставленої задачі регенеративний теплообмінник, який складається з герметичного об'єму та насадки, що виконує роль посередника передачі тепла і працюючої періодично, спочатку акумулюючи тепло димових газів, які відходять з печі, а потім, віддаючи це тепло повітрю, чи газу, яке нагрівається, заповнюється насадкою, що складається з елементів, які мають форму півсфери За інших рівних умов застосування насадки, що складається з напівсферичних елементів, дозволяє збільшити питому поверхню теплообміну, у порівнянні з кульковою насадкою, за рахунок додаткової площі перетину кулі по діаметру, до 1,5 разів, у залежності від взаємного розташування півсфер ґрати, зазори яких не дозволяють окремим півсферам провалюватися в підрегенеративний простір регенеративного теплообмінника Таким чином, збільшення питомої поверхні теплообміну насадки, у середньому, на 25% приводить до зниження висоти насадки регенеративного теплообмінника в 1,25 рази і відповідному зменшенню висоти регенеративного теплообмінника Одночасно, у 1,25 разів знижується витрата матеріалу на виготовлення насадки, а отже, собівартість кінцевого продукту і вартість реконструкції печі з метою її переведення на регенеративне опалення Факти про наявність нового типу регенеративного теплообмінника, який відрізняється використанням елементів насадки напівсферичної форми, і невиявлення інших ВІДМІТНИХ ознак у попередній техніці служать підставою для виводу про ВІДПОВІДНІСТЬ технічного рішення, що заявляється, критеріям новизни і винахідницького рівня Застосування заходів, представлених у заявці в порівнянні з прототипом дозволяє поліпшити такі показники - збільшити питому поверхню теплообміну насадки за рахунок додаткової площі перетину кулі по діаметру, у середньому на 25%, - знизити витрати матеріалу на виготовлення насадки регенеративного теплообмінника, у середньому в 1,25 рази, - зменшити габарити регенеративного теплообмінника, - скоротити витрати на реконструкцію печей при переведенні їх на регенеративне опалення Насадка укладається насипом на колосникові ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71