Теплообмінник з тепловими трубами

Реферат: Теплообмінник з тепловими трубами для утилізації теплоти відхідних димових газів і передачі її компонентам спалення включає трубопроводи підводу та відводу теплоносіїв від теплообмінників, а також включає теплові труби (термосифони), причому теплообмінник оснащено трубками з отворами (сопловими апаратами), всі теплообмінні елементи теплообмінника розташовуються по колах: по всіх непарних колах, відлічуючи від кожуха теплообмінника розташовані труби з отворами (соплові апарати), а по всіх парних колах теплові труби (термосифони), причому осі теплових труб (термосифонів) та труб - соплових апаратів, які, чергуючись між собою, знаходяться на одній осі симетрії в плані, є одночасно й осями симетрії для отворів на поверхні теплових труб (термосифонів). UA 115133 U (12) UA 115133 U UA 115133 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до чорної металургії та може бути застосована у кольоровій металургії, енергетиці та у виробництві будівельних матеріалів, хімічній промисловості і т. інш. Відома піч струминного нагріву, в якій для підігріву металу склепіння має сопловий апарат, через який під кутом 90° до виробів вдуваються димові гази. Загальними рисами вказаної печі та корисної моделі, що заявляється, є наявність соплового апарату, через який гази атакують поверхню виробів, які нагріваються або охолоджуються - В.М. Шипилов. Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.т.н. "Исследование струйного нагрева и охлаждения металла". - Ивановский энергетический институт, 1975. - С. 6, 13, 16, 17, 21, 23-26. Недоліком аналога є виконання отворів у сопловому апараті у вигляді лише прямокутників і відсутність даних для отворів у вигляді кола. Найбільш близькою до корисної моделі, що заявляється, є камерна піч струминного нагріву, у склепінні якої виконано сопловий апарат з отворами у вигляді кола, через які атакуючі струмені обробляють теплом поверхню виробів (патент Японії № 55-85954, 1980 р. - прототип). Загальними рисами прототипу та корисної моделі, що заявляється, є наявність сопловою апарату, з якого атакуючі струмені витікають на поверхню металу, який підлягає тепловій обробці. Недоліком прототипу є відсутність рішення при застосуванні струминного апарату з атакуючими струменями для рекуператорів, регенераторів і т. інш. В основу корисної моделі поставлено задачу: - утилізувати теплоту відхідних димових газів для підігріву компонентів спалення (повітря, доменного газу), які йдуть на опалення доменних повітронагрівачів, щоб досягти температуру під куполом 1350 °C без застосування природного газу на збагачення доменного. Поставлена задача вирішується тим, що теплообмінник для утилізації теплоти відхідних димових газів та нагріву газу (повітря спалення), які треба підігріти, і який включає 4 коаксіально розташованих труби: центральну з діаметром D, через яку в теплообмінник вводяться гарячі димові гази і яка має на боковій поверхні робочої висоти отвори з діаметром d=(0,01…0,02)D, розташовані коридорно з кроком t/d=6…7,5, а також включає другу - проміжну суцільну трубу, яка розташована від центральної труби на відстані ΔD/d=6…7 в бік зростання діаметра елементів теплообмінника, а також має третю трубу з такими ж отворами і з таким же їх розташуванням, як на центральній трубі, і розташовану від другої суцільної труби на відстані ΔD/d=6…7, причому теплообмінник закривається четвертою суцільною трубою - кожухом, який відстоїть від третьої труби з отворами на відстані ΔD/d=6…7. Причинно-наслідковий зв'язок між основними співвідношеннями розмірів пристрою полягає в наступному: проміжна суцільна труба, а також третя труба з отворами відносно суцільної проміжної труби, розташована від центральної на відстані ΔD/d=6…7 тому що, якщо вказана відстань буде ΔD/d7, то помітно зростуть капітальні витрати на будівництво теплообмінника. Отвори на бокових поверхнях труб центральній та третій з отворами розташовані коридорно з кроком t/d=6…7,5 тому що, якщо буде t/d7,5, то буде знижено помітно інтенсивність теплообміну між струменями та поверхнею проміжної труби, бо між місцем зустрічі струменів з поверхнею труб залишаються холості місця, які цими струменями не обробляються. Отвори на центральній і третій трубах з отворами мають діаметр d=(0,01…0,02)D. Якщо буде d0,02D, то це потребує збільшення відстані між трубами теплообмінника і, отже, збільшення його габаритів і капітальних витрат на його спорудження. На кресленні представлений теплообмінник для утилізації теплоти відхідних димових газів та нагріву газу (повітря), що заявляється. На кресленні: 1 - центральна труба; 2 - суцільна труба; 3 - третя труба з отворами; 4 - четверта глуха труба (кожух); 5 - вихідні штуцери підігрітого газу; 6 - вхідні штуцери холодного газу; 7 - штуцери відхідних димових газів. Пристрій працює наступним чином: димові відхідні гази заходять через вхідний патрубок 1 випарювача (нижньої частини теплообмінника) у вільний простір 2 випарювача, з якого роздаються по трубкам 3 з отворами (сопловим апаратам) на поверхні останніх. Димові гази з 1 UA 115133 U 5 них витікають через отвори 4 на поверхні трубок 3 (соплових апаратів) випарювача по всій їх висоті і атакують поверхню теплових труб (термосифонів) 5 з двох протилежних боків. Димові гази, які відробили, залишають теплообмінник через патрубки 6. Рідинний теплоносій у теплових трубах (термосифонах) 5 закипає, підіймається вгору у конденсатор (верхню половину теплообмінника) і там конденсується, віддаючи теплоту компоненту спалення (доменному газу або повітрю), який зайшов у конденсатор через вхід 7, потрапивши у простір 8, з якого газ роздався по трубах (соплових апаратах) 9, витік з отворів 10, атакуючи поверхню теплових труб (термосифонів) 5 конденсатора, і далі підігрітий газ через відводи 11 на кожусі 12 конденсатора залишає конденсатор теплообмінника і йде до пальників повітронагрівачів. 10 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 1. Теплообмінник з тепловими трубами для утилізації теплоти відхідних димових газів і передачі її компонентам спалення, який включає трубопроводи підводу та відводу теплоносіїв від теплообмінників, а також включає теплові труби (термосифони), який відрізняється тим, що теплообмінник оснащено трубками з отворами (сопловими апаратами), всі теплообмінні елементи теплообмінника розташовуються по колах: по всіх непарних колах, відлічуючи від кожуха теплообмінника розташовані труби з отворами (соплові апарати), а по всіх парних колах - теплові труби (термосифони), причому осі теплових труб (термосифонів) та труб - соплових апаратів, які, чергуючись між собою, знаходяться на одній осі симетрії в плані, є одночасно й осями симетрії для отворів на поверхні теплових труб (термосифонів). 2. Теплообмінник за п. 1, який відрізняється тим, що отвори з діаметром d на трубах соплових апаратах - розташовані по їх висоті з кроком S=(6-7,5)d (d - діаметр отворів), а відстань X від зрізу отворів до поверхні теплової труби (термосифону) складає (6-7)d. 2 UA 115133 U Комп’ютерна верстка О. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3