Пристрій для охолодження газовідводу конвертора

1. Пристрій для охолодження газовідводу конвертора, який містить трубчастий екран, що охолоджується водою, резервуар та насос, які з'єднані між собою подавальним та зворотним водоводами та утворюють циркуляційний контур та охолоджуючий контур охолодження води з ре Корисна модель стосується чорної металургії, зокрема засобів охолодження газовідводу конвертора. Відомий пристрій для охолодження газовідводу конвертора [по а.с. СРСР №196017, МПК С21С5/38, 1967р.], що містить трубчатий охолоджуваний водою екран, резервуар, циркуляційний насос, регулятор та акумулятор. Недоліком відомого охолоджувача є неможливість забезпечення утилізації значного енергопотенціалу циркуляційної води під час охолодження газовідводу конвертора. Відомий пристрій для охолодження газовідводу конвертора [по деклараційному патенту №1310, МПК 6 С21С5/38, 2001р.] на корисну модель, який складається з трубчастого охолоджуваного водою екрана, резервуара та насоса, з'єднаних між собою подавальним та зворотним водоводами та утворюючих циркуляційний контур, причому резервуар обладнаний додатковим циркуляційним контуром, що містить послідовно розміщені всмокту зервуара, що містить теплообміни и к-охолоджувач, обладнаний паросиловим контуром, що містить послідовно встановлені випарник, парову турбіну з електрогенератором, конденсатор та насос, а як робоче тіло у паросиловому контурі використовується низькокипляча рідина, який в і д р і з н я є т ь с я тим, що теплообміни и к-охолоджувач встановлений у парову та водяну фази резервуара. 2. Пристрій по п. 1, який відрізняється тим, що резервуар з'єднаний з охолоджуючим контуром конденсатора аварійним трубопроводом з встановленим на ньому регулятором рівня, який електричним сполученням з'єднаний з датчиком рівня, встановленим в резервуарі. паросиловим контуром, що містить послідовно встановлені випарник, парову турбіну з електрогенератором, конденсатор та насос, а як робоче тіло у паросиловому контурі використовується низькокипляча рідина. Суттєвими ознаками найближчого аналога, що збігаються з суттєвими ознаками корисної моделі, що заявляється, є наявність трубчастого екрану, що охолоджується водою, резервуара та насоса, які з'єднані між собою подавальним та зворотним водоводами, які утворюють циркуляційний контур, та охолоджуючого контуру охолодження води в резервуарі, що містить теплообмінникохолоджувач обладнаний паросиловим контуром у складі послідовно встановлених випарника, парової турбіни з електрогенератором, конденсатора та насоса, причому як роботе тіло у паросиловому контурі використовується низько-кипляча рідина. Недоліком відомого пристрою для охолодження газовідводу конвертора є значне пароутворення у резервуарі, а також додання до зазначеного т ^ та" w ^ ^ CO С^ ^^ р С ^ ^ ^ ^D 5Г С цінного контуру охолодження газовідводу конвертора за рахунок відмови від додаткового циркуляційного контуру та обладнання резервуару циркуляційної води теплообмінником, а також шляхом підвищення надійності його роботи за рахунок обладнання пристроєм аварійного підживлення на випадок розгерметизації. Поставлена задача вирішується тим, що у пристрої для охолодження газовідводу конвертора, який містить трубчастий екран, що охолоджується водою, резервуар та насос, які з'єднані між собою подавальним та зворотним водоводами та які утворюють циркуляційний контур, та охолоджуючий контур охолодження води з резервуара, що містить теплообмінник-охолоджувач обладнаний паросиловим контуром, що містить послідовно встановлені випарник, парову турбіну з електрогенератором, конденсатор та насос, а як робоче тіло у паросиловому контурі використовується низько кипляча рідина, згідно з корисною моделлю, теплообмінник-охолоджувач встановлений у парову та водяну фази резервуара. Крім того, резервуар з'єднаний з охолоджуючим контуром конденсатора аварійним трубопроводом з встановленим на ньому регулятором рівня, який електричним сполученням з'єднаний з датчиком рівня, встановленим до резервуару. Причинно-наслідковий зв'язок між суттєвими ознаками корисної' моделі, що заявляється, та технічним результатом, що досягається, міститься у наступному. Встановлення теплообмінника-охолоджувача у парову та водяну фази резервуара дозволяє усунути пароутворення у резервуарі та зменшити витрати циркуляційної" води, а також відмовитися від додаткового циркуляційного контуру охолодження води з резервуара, усунути додатковий опір, що чинить додатковий циркуляційний контур, та стабілізувати температурний режим охолоджуючого екрану газовідводу конвертора, а обладнання резервуару пристроєм аварійного підживлення збільшує надійність роботи пристрою в цілому. Корисна модель пояснюється кресленням, де на Фіг. 1 зображений загальний вигляд пристрою для охолодження газовідводу конвертора. Пристрій для охолодження газовідводу конвертора складається з газовідводу 1, захищеного трубчастим охолодженим екраном 2, циркуляційного насосу 3, з'єднаних подавальним водоводом 4, а також резервуара 5, з'єднаного з трубчастим охолоджуваним екраном 2 всмоктуючим водоводом 6 з встановленим на ньому регулятором тиску - дроселюючим пристроєм 7, які утворюють циркуляційний контур. Резервуар 5 обладнаний вбудованим теплообмінником, причому одна частина його теплообмінної ПОВеИХНІ Знаходиться V ДипапнІй -*пні rwwn. ком рівня 18. До теплообмінника-охолоджувача 8, який встановлений у парову та водяну фази резервуара 5, підключений спеціальний паросиловий контур, на якому послідовно встановлені парозбірник 9, парова турбіна 10 з електрогенератором 11, конденсатор 12, до якого підключений охолоджуючий контур 13, циркуляційний насос 14. Пристрій працює наступним чином. Циркуляційний насос 3 по подавальному водоводу 4 подає з резервуару 5 воду при тиску, який виключає можливість створення пароводяної емульсії, до трубчастого охолоджуваного екрану 2, де вода нагрівається, поглинаючи тепло згорання конвертерних газів і охолоджуючи газовідвід 1. Величина тиску підтримується циркуляційним насосом 3. По всмоктуючому водоводу 6 вода надходить в регулятор тиску - дроселюючий пристрій 7, де її тиск знижується до наперед заданого значення, після чого вона надходить в резервуар 5. Зниження температури води у резервуарі 5 І, як наслідок, зменшення пароутворення, здійснюється охолодженою низькокиплячою рідиною крізь поверхню теплообмінника - охолоджувача 8, розташованого під шаром охолодженої води, а конденсація утвореної в резервуарі пари здійснюється на частині теплообмінника 8, розташованій у випарній зоні резервуара 5, що повністю виключає втрати пари та забезпечую економію циркуляційної води. Нагріта в охолоджуючому теплообміннику 8 низькокипляча рідина (наприклад, ізо-Бутан, дивеніл І ін.) поступає в випаровувач 9, де утворюється пара низь коки плячої рідини при тиску і температурі насичення, звідки вона подається у турбіну 10, де її потенціальна енергія перетворюється в кінетичну енергію обертання валу машини, яка, в свою чергу, в електрогенераторі 11 перетворюється в електроенергію. Відпрацьована пара з турбіни 10 надходить в конденсатор 12, де конденсується, віддаючи теплоту пароутворення потокові охолоджуючому контуру 13, в якому циркулює, наприклад, хімочищена вода, яка далі іде на деаерацію. Сконденсована низькокипляча рідина з конденсатора 12 насосом 14 знову подається в охолоджуючий теплообмінник 8. При розгерметизації основного циркуляційного контуру охолодження газовідводного тракту конвертора виникає падіння рівня циркуляційної води у резервуарі 5, при цьому сигнал про падіння рівня води в резервуарі датчиком рівня 18 електричним сполученням 17 подається на регулятор рівня 16, встановлений на аварійному трубопроводі 15. За даним сигналом вода (наприклад, хімочищена) з охолоджуючого контуру 13 конденсатора 12 крізь регулятор рівня 16 по аварійному трубопроводу 15 відмови від додаткового циркуля контуру охолодження води з резервуару, еі Комп'ютерна верстка В Мацело УКРАЇНА (19) UA (ID7237 (із) U (51)7С21С5/38 МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ДЕРЖАВНИЙ ДЕПАРТАМЕНТ ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇ ВЛАСНОСТІ ОПИС ДО ДЕКЛАРАЦІЙНОГО ПАТЕНТУ НА КОРИСНУ МОДЕЛЬ видається під відповідальність власника патенту (54) ПРИСТРІЙ ДЛЯ ОХОЛОДЖЕННЯ ГАЗОВІДВОДУ КОНВЕРТОРА 1 (21)20041109126 (22)08.11.2004 (24)15.06.2005 (46) 15.06.2005, Бюл. № 6, 2005 р. (72) Чувакін Віктор Олексійович, Скринченко Едуард Германович, Вовк Вячеслав Михайлович, Бичков Сергій Васильович (73) УКРАЇНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ІНСТИТУТ ПО ПРОЕКТУВАННЮ МЕТАЛУРГІЙНИХ ЗАВОДІВ (57) 1. Пристрій для охолодження газовідводу конвертора, який містить трубчастий екран, що охолоджується водою, резервуар та насос, які з'єднані між собою подавальним та зворотним водоводами та утворюють циркуляційний контур та охолоджуючий контур охолодження води з ре зервуара, що містить теплообмінник-охолоджувач, обладнаний паросиловим контуром, що містить послідовно встановлені випарник, парову турбіну з електрогенератором, конденсатор та насос, а як робоче тіло у паросиловому контурі використовується низькокипляча рідина, який відрізняється тим, що теплообмінник-охолоджувач встановлений у парову та водяну фази резервуара. 2. Пристрій по п. 1, який відрізняється тим, що резервуар з'єднаний з охолоджуючим контуром конденсатора аварійним трубопроводом з встановленим на ньому регулятором рівня, який електричним сполученням з'єднаний з датчиком рівня, встановленим в резервуарі. Корисна модель стосується чорної металургії, зокрема засобів охолодження газовідводу конвертора. Відомий пристрій для охолодження газовідводу конвертора [по а.с. СРСР №196017, МПК С21С5/38, 1967р.], що містить трубчатий охолоджуваний водою екран, резервуар, циркуляційний насос, регулятор та акумулятор. Недоліком відомого охолоджувача є неможливість забезпечення утилізації значного енергопотенціалу циркуляційної води під час охолодження газовідводу конвертора. Відомий пристрій для охолодження газовідводу конвертора [по деклараційному патенту №1310, МПК6 С21С5/38, 2001р.] на корисну модель, який складається з трубчастого охолоджуваного водою екрана, резервуара та насоса, з'єднаних між собою подавальним та зворотним водоводами та утворюючих циркуляційний контур, причому резервуар обладнаний додатковим циркуляційним контуром, що містить послідовно розміщені всмоктуючий трубопровід, циркуляційний насос, теплообмінник-охолоджувач охолоджуючого контуру охолодження води з резервуара та подавальний трубопровід повернення води в резервуар, причому теплообмінник-охолоджувач обладнаний паросиловим контуром, що містить послідовно встановлені випарник, парову турбіну з електрогенератором, конденсатор та насос, а як робоче тіло у паросиловому контурі використовується низькокипляча рідина. Суттєвими ознаками найближчого аналога, що збігаються з суттєвими ознаками корисної моделі, що заявляється, є наявність трубчастого екрану, що охолоджується водою, резервуара та насоса, які з'єднані між собою подавальним та зворотним водоводами, які утворюють циркуляційний контур, та охолоджуючого контуру охолодження води в резервуарі, що містить теплообмінникохолоджувач обладнаний паросиловим контуром у складі послідовно встановлених випарника, парової турбіни з електрогенератором, конденсатора та насоса, причому як роботе тіло у паросиловому контурі використовується низько-кипляча рідина. Недоліком відомого пристрою для охолодження газовідводу конвертора є значне пароутворення у резервуарі, а також додання до зазначеного пристрою додаткового опору за рахунок додаткового циркуляційного контуру, а крім того відсутність аварійного підживлення пристрою під час розгерметизації. ео СО 7237 В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення пристрою для охолодження газовідводу конвертора шляхом усунення пароутворення у резервуарі та зменшення опору циркуляційного контуру охолодження газовідводу конвертора за рахунок відмови від додаткового циркуляційного контуру та обладнання резервуару циркуляційної води теплообмінником, а також шляхом підвищення надійності його роботи за рахунок обладнання пристроєм аварійного підживлення на випадок розгерметизації Поставлена задача вирішується тим, що у пристрої для охолодження газовідводу конвертора, який містить трубчастий екран, що охолоджується водою, резервуар та насос, які з'єднані між собою подавальним та зворотним водоводами та які утворюють циркуляційний контур, та охолоджуючий контур охолодження води з резервуара, що містить теплообмінник-охолоджувач обладнаний паросиловим контуром, що містить послідовно встановлені випарник, парову турбіну з електрогенератором, конденсатор та насос, а як робоче тіло у паросиловому контурі використовується низько кипляча рідина, згідно з корисною моделлю, теплообмінник-охолоджувач встановлений у парову та водяну фази резервуара Крім того, резервуар з'єднаний з охолоджуючим контуром конденсатора аварійним трубопроводом з встановленим на ньому регулятором рівня, який електричним сполученням з єднаний з датчиком рівня, встановленим до резервуару Причинно-наслідковий зв'язок між суттєвими ознаками корисної моделі, що заявляється, та технічним результатом, що досягається, міститься у наступному Встановлення теплообмінника-охолоджувача у парову та водяну фази резервуара дозволяє усунути пароутворення у резервуарі та зменшити витрати циркуляційної води, а також відмовитися від додаткового циркуляційного контуру охолодження води з резервуара, усунути додатковий опір, що чинить додатковий циркуляційний контур, та стабілізувати температурний режим охолоджуючого екрану газовідводу конвертора, а обладнання резервуару пристроєм аварійного підживлення збільшує надійність роботи пристрою в цілому Корисна модель пояснюється кресленням, де на Фіг 1 зображений загальний вигляд пристрою для охолодження газовідводу конвертора Пристрій для охолодження газовідводу конвертора складається з газовідводу 1, захищеного трубчастим охолодженим екраном 2, циркуляційного насосу 3, з'єднаних подавальним водоводом 4, а також резервуара 5, з'єднаного з трубчастим охолоджуваним екраном 2 всмоктуючим водоводом 6 з встановленим на ньому регулятором тиску - дроселюючим пристроєм 7, які утворюють циркуляційний контур Резервуар 5 обладнаний вбудованим теплообмінником, причому одна частина його теплообмінної поверхні знаходиться у випарній зоні резервуара 5, а друга - у шарі охолодженої у резервуарі 5 циркуляційної води Для аварійного підживлення основного циркуляційного контуру передбачено встановлення аварійного трубопроводу 15, з'єднуючого охолоджуючий контур 13 конденсатора 12 з резервуаром 5, у котрому встановлено регулятор рівня 16, з'єднаний електричним сполученням 17 з датчиком рівня 18 До теплообмінника-охолоджувача 8, який встановлений у парову та водяну фази резервуара 5, підключений спеціальний паросиловий контур, на якому послідовно встановлені парозбірник 9, парова турбіна 10 з електрогенератором 11, конденсатор 12, до якого підключений охолоджуючий контур 13, циркуляційний насос 14 Пристрій працює наступним чином Циркуляційний насос 3 по подавальному водоводу 4 подає з резервуару 5 воду при тиску, який виключає можливість створення пароводяної емульсії, до трубчастого охолоджуваного екрану 2, де вода нагрівається, поглинаючи тепло згорання конвертерних газів і охолоджуючи газовідвід 1 Величина тиску підтримується циркуляційним насосом 3 По всмоктуючому водоводу 6 вода надходить в регулятор тиску - дроселюючий пристрій 7, де її тиск знижується до наперед заданого значення, після чого вона надходить в резервуар 5 Зниження температури води у резервуарі 5 і, як наслідок, зменшення пароутворення, здійснюється охолодженою низькокиплячою рідиною крізь поверхню теплообмінника - охолоджувача 8, розташованого під шаром охолодженої води, а конденсація утвореної в резервуарі пари здійснюється на частині теплообмінника 8, розташованій у випарній зоні резервуара 5, що повністю виключає втрати пари та забезпечую економію циркуляційної води Нагріта в охолоджуючому теплообміннику 8 низькокипляча рідина (наприклад, ізо-Бутан, дивеніл і ін ) поступає в випаровувач 9, де утворюється пара низькокиплячої рідини при тиску і температурі насичення, звідки вона подається у турбіну 10, де її потенціальна енергія перетворюється в кінетичну енергію обертання валу машини, яка, в свою чергу, в електрогенераторі 11 перетворюється в електроенергію Відпрацьована пара з турбіни 10 надходить в конденсатор 12, де конденсується, віддаючи теплоту пароутворення потокові охолоджуючому контуру 13, в якому циркулює, наприклад, хімочищена вода, яка далі іде на деаерацію Сконденсована низькокипляча рідина з конденсатора 12 насосом 14 знову подається в охолоджуючий теплообмінник 8 При розгерметизації основного циркуляційного контуру охолодження газовідводного тракту конвертора виникає падіння рівня циркуляційної води у резервуарі 5, при цьому сигнал про падіння рівня води в резервуарі датчиком рівня 18 електричним сполученням 17 подається на регулятор рівня 16, встановлений на аварійному трубопроводі 15 За даним сигналом вода (наприклад, хімочищена) з охолоджуючого контуру 13 конденсатора 12 крізь регулятор рівня 16 по аварійному трубопроводу 15 поступає в резервуар 5, підтримуючи необхідний рівень По цій схемі здійснюється і підживлення системи основного циркуляційного контуру 5 7237 Таким чином, корисна модель, яка заявляєтьциркуляційної води за рахунок зменшення випарося, забезпечує значну економію електроенергії у вування, а також збільшення ступеню утилізації процесі охолодження газовідводу конвертора за енергії ВІДХІДНИХ димових газів, забезпечує підвирахунок відмови від додаткового циркуляційного щення надійності роботи газовідводу конвертора у контуру охолодження води з резервуару, економію аварійних ситуаціях ФІт.1 Комп ютерна верстка В Мацело Підписне Тираж 28 прим Міністерство освгти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул Урицького, 45, м Київ, МСП, 03680, Україна ДП 'Український інститут промислової власності", вул Глазунова, 1, м К и ї в - 4 2 , 01601