Установка для утилизации тепла дымовых газов

 

Изготовление: в энергетике. Сущность изобретения: установка включает установленный в газоходе трубчатый теплообменник (Т), поверхность труб 2 которого образует сопло Лаваля и установленный над ним ороситель 3 с форсунками 4. Трубы 2 Т имеют два контура (К) 8 и 11, один из которых соединен с испарителем, а второй 8 с конденсатором 9 теплового насоса. Снижение температуры в К 11 способствует эффективности конденсации водных паров в диффузорной части сопла Лаваля. 1 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике.

Известна установка для утилизации тепла дымовых газов, включающая установленные в газоходе утилизационный теплообменник и теплообменник промежуточного теплоносителя, подключенный своим выходом к оросителю, а входом к влагосборнику, и тепловой насос, испаритель которого по греющей среде подключен между теплообменником промежуточного теплоносителя и оросителем.

В известной установке достаточно эффективно используется часть тепла дымовых газов для дополнительного подогрева циркулирующей в утилизационном теплообменнике воды. Однако в известной схеме не обеспечивается высокая степень конденсации водяных паров, содержащихся в дымовых газах на поверхности теплообменника промежуточного теплоносителя.

Эффективность утилизации тепла в данной схеме, т.е. степень трансформации тепла в тепловом насосе, и степень конденсации водяных паров ограничена температурой воды в поддоне.

Известна установка для утилизации тепла дымовых газов, содержащая размещенные в газоходе трубчатый теплообменник, установленный под ним ороситель и эжекционные насадки, причем насадки образованы боковыми профилированными поверхностями труб и имеют профиль сопл Лаваля.

В диффузорной части сопла Лаваля происходит повышение давления потока и конденсация на стенках труб водяных паров. Эффективность конденсации водяных паров в данной схеме в большей мере зависит от поверхности диффузорной части сопла Лаваля и таким образом для повышения эффективности конденсации необходимо увеличение габаритов и металлоемкости теплообменника.

В изобретении ставится задача осушки дымовых газов путем увеличения степени конденсации содержащихся в них водяных паров без увеличения габаритов и металлоемкости теплообменника.

Поставленная цель достигается тем, что профилированные трубы теплообменника имеют два контура, один из которых, образующий диффузорную часть сопла Лаваля, соединен с испарителем теплового насоса.

На чертеже изображена установка.

Установка состоит из газохода 1 и размещенного в нем теплообменника с трубами 2 и расположенного под ним оросителя 3 с форсунками 4, насоса 5 и поддона 6. Трубы 2 выполнены профилированными и их боковые поверхности образуют между собой эжекционные насадки 7, имеющие профиль сопла Лаваля, соосных форсункам 4 оросителя. Трубы 2 имеют два контура. Контур 8 служит для прохождения нагреваемой жидкости и соединен с конденсатором 9 теплового насоса, испаритель которого 10 соединен с контуром 11 труб 2. Тепловой насос включает также компрессор 12 и дроссель 13.

Установка работает следующим образом.

Отходящие дымовые газы орошаются водой через форсунки 4 оросителя 3. В конфузорной части насадок 7 за счет эжекции происходит разрежение и интенсивное испарение жидкости, что обеспечивает увлажнение дымовых газов. В диффузорной части насадок 6 происходят повышение давления потока и конденсация на стенках труб 2 водяных паров.

Теплоноситель, циркулирующий в контуре 11 трубы 2, нагревается и поступает в испаритель 10 теплового насоса, где отдает тепло на испарение фреона и затем охлажденный теплоноситель вновь направляется в контур 11. Пары фреона поступают в компрессор 12, сжимаются в нем, дросселируются и затем отдают тепло проходящей от теплообменника воде.

Так как в контуре 10 непрерывно циркулирует охлажденный воздух, то увеличение температурного перепада на стенках теплообменника способствует интенсивной конденсации водяных паров на стенках труб 2, а передаваемое конденсатором 8 тепло нагреваемой жидкости обеспечивает высокую степень утилизации тепла.

В предлагаемой схеме выполняется замкнутый контур циркуляции теплоносителя через испаритель теплового насоса, при этом за счет поддержания температуры теплоносителя в контуре циркуляции на выходе из испарителя ниже температуры водного раствора в поддоне обеспечивается повышение степени конденсации водяных паров, содержащихся в дымовых газах.

Формула изобретения

УСТАНОВКА ДЛЯ УТИЛИЗАЦИИ ТЕПЛА ДЫМОВЫХ ГАЗОВ, содержащая размещенные в газоходе трубчатый теплообменник, установленный под ним ороситель и эжекционные насадки, образованные боковой поверхностью профилированных труб теплообменника и имеющие профиль сопла Лаваля, отличающаяся тем, что она снабжена тепловым насосом с испарителем и конденсатором и двумя изолированными контурами и внутреннее пространство труб разделено на две полости, одна из которых размещена в диффузорной части сопла Лаваля, а другая в конфузорной, при этом полость, размещенная в диффузорной части, подключена посредством первого контура к испарителю теплового насоса, а вторая полость посредством второго контура к конденсатору теплового насоса.

РИСУНКИ

Рисунок 1