Регенеративный теплообменник

 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в котлостроении. Его цель заключается в упрощении конструкции при снижении температурных деформаций ротора (Р). Греющие газы, проходя через газовый отсек корпуса, нагревают насадку Р, а Р, вращаясь и находясь в воздушном отсеке, нагревает проходящий через него воздух. Текучий теплоноситель (Т), заполняющий панели обечайки 3, радиальных перегородок 4 и полость вала 5 в "горячей" зоне Р, кипит и образующийся пар Т перетекает в сечения панелей, находящиеся в "холодной" зоне Р, где пар конденсируется и в жидком виде стекает в панели в их "горячую" часть. Этот процесс протекает непрерывно при вращении Р и ввиду того, что температура обечайки 3, перегородок 4 и вала 5 близка к температуре Т, ротор практически не испытывает деформаций. 2 ил., 3 з.п.ф-лы.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ÄÄSUÄÄ 1615471 (51)5 F 23 L 15 02

Е1;Юйй и..; -1 ; Ж3и. (1

:- i 10 - » A

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фиг. Я

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ Н014ИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Н А BTOPCHOMY СВИ,ЦЕТЕПЬСТВУ (21) 4431210/24-06 (22) 10.03.88 (46) 23.12.90. Бюл. № 47 (71) Институт теплофизики Уральского отделения АН СССР (72) Е.В. Вол ко в (53) 662.925 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 200703, кл. F 23 1 15/02, 1967.

Авторское свидетельство СССР № 580409, кл. F 23 1 15/02, 1972. (54) РЕ Г ЕНЕРАТИ В НЫ Й Т ЕПЛООБМЕННИК . (57) Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в котлостроении. Его цель заключается в упрощении конструкции при снижении температурных

2 деформаций ротора (Р) . Греющие газы, проходя через газовый отсек корпуса, нагревают насадку Р, а Р, вращаясь и находясь в воздушном отсеке, нагревает проходящий через него воздух. Текучий теплоноситель (Т), заполняющий панели обечайки 3, радиальных перегородок 4 и полость вала 5 в

«горячей» зоне Р, кипит и образующийся пар Т перетекает в сечения панелей, находящиеся в «холодной» зоне Р, где пар конденсируется и в жидком виде стекает в панели в их «горячую» часть. Этот процесс протекает непрерывно при вращении Р и ввиду того, что температура обечайки 3, перегородок 4 и вала 5 близка к температуре Т, ротор практически не испытывает деформаций. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

161547!

25

Форму ш изобретения

3

Изобретение относится к теплоэнерге, тике и может быть использовано в котло1 строении, Цель изобретения — упрощение конструкции при снижении температурных деформаций ротора.

На фиг. l показан теплообменник, общий

:вид; на фиг. 2 — ротор теплообменника.

Регенеративный теплообменник содержит орпус 1 с помещенным внутри ротором 2, ыполненным в виде обечайки 3, скрепленой радиальными перегородками 4 с полым алом 5, причем обечайка 3 и перегородка 4

ыполнены в виде газоплотных полых заполенных текучим теплоносителем панелей, поости которых соединены между собой и бразованы каждая верхней 6, нижней 7 и азмещенными между ними промежуточныи 8 трубами. Полость вала 5 выполнена аглушенной, верхние 6 и нижние 7 трубы адиальных перегородок 4 подключены к оследней, а промежуточные трубы 8 пане)тей расположены вертикально и подклк>чены верхним 6 и нижним 7 трубам панелей пааллельно друг относительно друга. В реультате панели обечайки 3, перегородок и вал 5 образуют единый термосифон. Hàели могут быть выполнены либо из плото скрепленных между собой отрезков труб, ибо из профилированных попарно скрепенных между собой листов. «Горячие» частки панелей выполнены с теплоизг>ля ией, а «холодныс» — с оребрением. В поости ротора 2 установлены пакеты набиви, а корпус 1 разделен радиальными и акиальными уплотнениями 9 и 10 на газовый и воздушный отсеки, снабженные подводящими 11 и 12 и отводящими 13 и 14 патрубками.

Теплообменник рабо.гает следук>гцим

1 бразом.

Продукты сгорания топлива (греюгц> е азы) поступают в газовый отсек через патрубок 11, а нагреваемая среда (воздух) йодается в воздушный отсек через патрубок !2. Протекая по каналам насадки, продукты сгорания охлаждаются, нагревая при

Этом насадку. Благодаря вращению ротора

, нагретая насадка из потока газов перемещается в поток воздуха, который протекаВт противотоком по каналам насадки и нж— девается, получая .гепло от материала на, адки.

Температура материала насадки в любой точке объема ротора 2 изменяется во

Времени с частотой пропорциональной чагтоте вращения ротора, однако средний уроВень температур слоев насадки, располо>кенных ближе к патрубку 11 (вход греювцей среды), значительно выше температуры

< лоев насадки, находящихся ближе к патрубку 12 (входу нагреваемой среды). Hp÷ этом текучий жидкий теплоноситель, нахсдящийся в панелях в зоне «горячей» части ротора, кипит и образующийся пар теплоносителя перетекает в верхние сечения этих панелей, размещенные в «холодной» части, где конденсируется и в жидком виде стекает в панели в их «горячую» часть. Процесс кипения теплоносителя сопровождается отводом тепла от материала несущих элементов ротора 2 в «горячей» части при одновременном подводе тепла конденсирующимся паром в «холодной» части, что обеспечивает выравнивание температуры материала несущих элементов ротора 2 — обечайки 3 и перегородок 4 по высоте.

Теплоноситель в панелях обечайки 3 и перегородок 4 находится в состоянии насыщения и поэтому его температура однозначно определяется давлением. Выравнивание давления во всех панелях обеспечивается единой системой соединительных каналов, образованных трубами 6 и 7, обечайки 3 и перегородок 4, а также полостью вала 5.

Благодаря вертикальной установке труб

8 условия превращений в них текучей среды идентичны для всех труб 8 в пределах отсеков.

Температура материала несущих элементов — обечайки 3, перегородок 4 и вала

5 при работе будет близкой к температуре теплоносителя, так как коэффициенты теплоотдачи при кипении и конденсации на два порядка выше аналогичных коэффициентов теплообмена наружной поверхности несущих элементов ротора 2 с омывающими ее продуктами сгорания и воздухом. Поэтому температура материала несущих элементов ротора будет практически одинакова по высоте и ротор 2 не будет подвергаться прогибу.

В таком разогретом состоянии аппарата в процессе наладки устанавливают минимальные зазоры во всех уплотнениях (радиальных, окружных, аксиальных). При остановке давление и температура теплоносителя в панелях несущих элементов ротора 2 и температура материала несущих элементов ротора 2 снижаются, ч;о вызовет уменьшение линейных размеров ротора 2 и увеличение зазоров в уплотнениях. При пуске аппарата в процессе разогрева зазоры в уплотнениях уменьшаются до их минимальных значений, установленных при их наладке в горячем состоянии.

Таким образом, предлагаемый теплообменник с «изотермическим» ротором 2 можно пускать и останавливать без перенастройки уплотнений, а выполнение контура циркуляции текучей среды замкнутым через полость вала 5 упрощает конструкцию.

1. Регенеративный теплообменник, содер>кащий корпус с помещенным внутри ротором, выполненным в виде обечайки, скреп,.енной радиальными перегородками с полым .;алом, причем обечайка и перегородки выполнены в виде газоплотных полых запол;,;.t .них текучим геплоносителем панелеи, 1615471

lg

Составитель Г Петров

Редактор Н. Рогулич Техред А. Кравчук Корректор М. Самборская

Заказ 3976 Тираж 450 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СCCP

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

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 полости которых соединены между собой и образованы каждая верхней, нижней и размещенными между ними промежуточными трубами, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции при снижении температурных деформаций ротора, полость вала выполнена заглушенной, верхние и нижние трубы радиальных перегородок подключены к последней, а промежуточные трубы панелей расположены вертикально и подключены к верхним и нижним трубам панелей параллельно друг относительно друга.

2. Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что панели выполнены из плотно скрепленных между собой отрезков труб.

3. Теплообменник по п. l, отличающийся тем, что панели выполнены из профилированных попарно скрепленных между собой листов.

4. Теплообменник по пп. 1 — 3, отличающийся тем, что «горячие» участки панелей

1О выполнены с теплоизоляциеи, а «холодные» вЂ . с оребрением.