Регенеративный теплообменник

Авторы патента:

F23L15/04 - устройства рекуператоров

Владельцы патента RU 2395037:

БАЛКЕ-ДЮРР ГМБХ (DE)

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в регенеративных теплообменниках. 3адачей изобретения является обеспечение надежного удаления загрязнений из зоны промежуточного накопителя. Для решения поставленной задачи в регенеративном теплообменнике, содержащем промежуточный накопитель, используется поворачиваемая на подшипниках продувочная труба с насадками для напорной воды и воздуха на свободном конце. Согласно изобретению промежуточный накопитель образует симметричную ось для двух зеркально расположенных напротив друг друга продувочных труб, каждая из которых имеет одну насадку для напорного воздуха и воды. Благодаря зеркальному расположению двух продувочных труб, с одной стороны, обеспечивается хорошая чистка, а кроме этого возможен надежный вывод отделенных загрязнений и большой промежуток между очистительными процессами. 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение касается регенеративного теплообменика для газовых потоков, находящихся вместе при теплообмене, причем теплообмен происходит через промежуточный накопитель, который постоянно погружается во все участвующие в процессе газовые потоки, чистится находящейся на его свободном конце, несущем распылители, поворотной продувочной трубой, причем одна ось подшипника продувочной трубы проходит параллельно к направлению газового потока в зоне промежуточного накопителя и пронизывает промежуточный накопитель своим воображаемым удлинением.

При тепловых процессах в промышленных установках часто возникает большое количество отработанных газов со значительными тепловыми потерями, рекуперация которых может принести экономические выгоды при общей возрастающей цене на энергию. Это, например, часто касается производства электричества, химических процессов или переработки пищевых продуктов. С целью рекуперации тепла из отработанного газа газ, например, пропускают в обратном к потоку свежего воздуха направлении через промежуточный накопитель, имеющий форму вращающегося диска. Этот промежуточный накопитель, с одной стороны, забирает тепло от отработанного газа и подогревает этим теплом более холодный поток газа, с другой стороны, например, воздух, необходимый для горения.

При этом в промежуточном накопителе обязательно накапливаются загрязнения, так что его эффективность уменьшается. Поэтому необходимо время от времени чистить промежуточный накопитель. Это делается, например, согласно DE 4442055 А, фиг.4, с использованием поворотной трубы, имеющей длину, меньшую, чем радиус промежуточного накопителя. Поворотная труба имеет на свободном конце направленные на промежуточный накопитель насадки. Эти насадки направляют очистную жидкость в направлении течения отработанного газа на обогревательную поверхность промежуточного накопителя, так что загрязнения отрываются и вымываются.

Недостатком здесь является то, что сторона накопителя, на которую направлен поток, очищается и промывается, но промывание происходит с одной стороны, так что отделенные загрязнения могут откладываться в другом месте. Находящаяся в другом месте вторая поворотная труба не может надежно предотвратить это, потому что эта вторая поворотная труба начинает действовать со значительным замедлением из-за медленного вращения промежуточного накопителя.

Задача изобретения состоит в обеспечении надежного удаления загрязнений из зоны промежуточного накопителя и, таким образом, в увеличении интервала времени между процессами промывания.

Эта задача решается в регенеративном теплообменнике для проходящих вместе газовых потоков (6, 8) в процессе теплообмена, при этом теплообмен осуществляется через промежуточный накопитель (2), постоянно погружаемый во все проходящие газовые потоки (6 и 8), который подвергается чистке с помощью продувочной трубы (9) с насадками-распылителями (12) на свободном конце, причем одна подшипниковая ось продувочной трубы (9) размещена параллельно к оси направления потока газа (6, 8), где в зоне промежуточного накопителя (2) проходит через промежуточный накопитель (2) своим воображаемым удлинением. Промежуточный накопитель (2) образует симметрическую ось для двух зеркально напротив друг друга расположенных продувочных труб (9), по меньшей мере, с одной насадкой (12) для нагнетаемого воздуха и напорной воды. При этом оси подшипников (13) продувочных труб (9) могут быть изолированы от проходящих газовых потоков (6, 8) и расположены между внешним краем (10) имеющего форму диска промежуточного накопителя (2) и его средней осью, расстояние подшипников (13) от внешнего края (10) промежуточного накопителя (2) намного меньше, чем расстояние до средней оси, оси подшипников (13) обеих продувочных труб (9) расположены на одной линии, подводные каналы внутри продувочных труб (9) к насадкам (12) расположены концентрично друг к другу, продувочные трубы (9) в направлении свободного конца постепенно сужаются, подводной канал для напорной воды расположен концентрично продувочной трубе (9), скошенная часть продувочной трубы (9) расположена параллельно к оси направления потоков газа (6, 8) между двумя подшипниками (13), подшипники (13) выполнены в виде подшипников качения, максимальные перемещения продувочных труб (9) направлены к внешнему (10) и внутреннему (11) краю промежуточного накопителя (2).

Благодаря зеркальному расположению двух продувочных труб, с одной стороны, обеспечивается хорошая чистка, а кроме этого возможен надежный вывод отделенных загрязнений и большой промежуток между очистительными процессами.

Пример выполнения регенеративного теплообменника изображен на чертежах, где на фиг.1 дан разрез и фиг.2 - вид сверху без верхних частей канала для газовых потоков.

Рамка 1 охватывает промежуточный накопитель 2, который находится в рамке 1 и установлен на валу 3 с возможностью вращения. Корпус 4 охватывает промежуточный накопитель 2 и изолирован по отношению к нему губками по всему объему. Через находящуюся на фигуре слева часть промежуточного накопителя 2 протекает снизу вверх горячий 6 поток газа, так что эта часть накопителя 2 разогревается.

Промежуточный накопитель 2 вращается медленно в направлении стрелки 7, что не изображено подробно на чертеже, так что нагретая часть промежуточного накопителя 2 медленно переходит в находящуюся на чертеже справа часть корпуса 4. Через эту часть корпуса 4 проходит снизу вверх холодный поток 8 газа, которому промежуточный накопитель 2 отдает полученное от потока 6 газа тепло, так что теперь подогретый поток 8 газа, например, воздух для сгорания, может подводиться к топочной камере. Охлажденная часть промежуточного накопителя 2 проходит дальше и принимает тепло в находящейся слева части корпуса 4 от потока 6 газа, и начинается новый цикл теплообмена.

Промежуточный накопитель 2 состоит в основном из параллельно расположенных к потокам 6 и 8 газа не изображенных отдельно пластинок из материала с высокой теплопроводностью и создает для газовых потоков 6 и 8 только небольшое сопротивление. Несмотря на это промежуточный накопитель 2 загрязняется во время работы, так что прием тепла, также как и его способность снова отдавать тепло, ухудшается. Исходя из этого возникает необходимость периодически чистить промежуточный накопитель 2 во время работы. Для этой цели предусмотрены продувочные трубы 9, которые можно поворачивать свободными концами вправо-влево между внешним краем 10 и внутренним краем 11 промежуточного накопителя 2.

На свободных концах продувочные трубы 9 имеют насадки 12. Так, например, на конце продувочной трубы 9 при входе газового потока 6 предусмотрены две пластины насадки 12, при этом одна пластина насадки предназначена для низкого давления, а другая - для высокого давления. Пластина насадки для низкого давления пригодна для пара, напорного воздуха и воды. Пластина насадки для высокого давления пригодна для воды. Таким образом, практически почти все возникающие при нормальной работе загрязнения могут отделяться, вымываться и по возможности также размельчаться. Тогда эти загрязнения убираются по всему промежуточному накопителю 2, причем на стороне выхода перед промежуточным накопителем 2 на второй продувочной трубе насадки 12 надежно предотвращают повторное откладывание загрязнений. На продувочных трубах насадки могут размещаться по обеим сторонам.

Обе зеркально расположенные над и под промежуточным накопителем 2 продувочные трубы 9 со своими насадками 12 чистят поверхность элементов, составляющих поверхность промежуточных накопителей 2, так что их эффективность восстанавливается без прерывания работы. Отделенные загрязнения собираются также после выхода из промежуточного накопителя 2 и, если нужно, выделяются через присоединенный фильтр из отработанного газа и удаляются без вреда для окружающей среды.

Чтобы обеспечить отделение затвердевших загрязнений, используется вода под напором примерно до 100 бар, так что на насадке 12 для напорной воды наблюдается незначительная сила отдачи. Чтобы надежно принять ее и одновременно исключить перекашивание продувочной трубы 9, подшипники 13 располагаются на расстоянии друг от друга.

Регенеративные теплообменники 2 соответствующего изобретению типа могут использоваться почти во всех установках, из которых в окружающую среду отдается нагретый отработанный воздух. При этом такие теплообменники 2 делают возможной рекуперацию тепловой энергии и одновременно целесообразны для применения на месте соединения с фильтрами. Таким образом, вместе с экономией они также обеспечивают бережное отношение к природе.

1. Регенеративный теплообменник для проходящих вместе газовых потоков (6, 8) в процессе теплообмена, при этом теплообмен осуществляется через промежуточный накопитель (2), постоянно погружаемый во все проходящие газовые потоки (6 и 8), который подвергается чистке с помощью продувочной трубы (9) с насадками-распылителями (12) на свободном конце, причем одна подшипниковая ось продувочной трубы (9) размещена параллельно оси направления потока газа (6, 8), где в зоне промежуточного накопителя (2) проходит через промежуточный накопитель (2) своим воображаемым удлинением, отличающийся тем, что промежуточный накопитель (2) образует симметрическую ось для двух зеркально напротив друг друга расположенных продувочных труб (9), по меньшей мере, с одной насадкой (12) для нагнетаемого воздуха и напорной воды.

2. Регенеративный теплообменник по п.1, отличающийся тем, что оси подшипников (13) продувочных труб (9) изолированы от проходящих газовых потоков (6, 8) и расположены между внешним краем (10) имеющего форму диска промежуточного накопителя (2) и его средней осью.

3. Регенеративный теплообменник по п.2, отличающийся тем, что расстояние подшипников (13) от внешнего края (10) промежуточного накопителя (2) намного меньше, чем расстояние до средней оси.

4. Регенеративный теплообменник по п.3, отличающийся тем, что оси подшипников (13) обеих продувочных труб (9) расположены на одной линии.

5. Регенеративный теплообменник по п.1, отличающийся тем, что подводные каналы внутри продувочных труб (9) к насадкам (12) расположены концентрично друг к другу.

6. Регенеративный теплообменник по п.5, отличающийся тем, что продувочные трубы (9) в направлении свободного конца постепенно сужаются.

7. Регенеративный теплообменник по п.6, отличающийся тем, что подводной канал для напорной воды расположен концентрично продувочной трубе (9).

8. Регенеративный теплообменник по п.4, отличающийся тем, что скошенная часть продувочной трубы (9) расположена параллельно оси направления потоков газа (6, 8) между двумя подшипниками (13).

9. Регенеративный теплообменник по п.8, отличающийся тем, что подшипники (13) выполнены в виде подшипников качения.

10. Регенеративный теплообменник по п.3, отличающийся тем, что максимальные перемещения продувочных труб (9) направлены к внешнему (10) и внутреннему (11) краям промежуточного накопителя (2).

Изобретение относится к газотурбостроению и может быть применено в рекуператорах. .

Стеклопакетный воздухоподогреватель // 2369804

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к теплоснабжению, и может быть использовано для утилизации тепла уходящих печных и дымовых газов, а также вентиляционных выбросов при температурах ниже точки росы.

Активный рекуператор // 2366862

Изобретение относится к теплоутилизирующим устройствам, применяемым для нагрева воздуха (газа) в нагревательных и термических печах различного назначения, и может использоваться в нефтехимической, машиностроительной и металлообрабатывающей промышленности.

Способ увеличения тепловой мощности рекуперативного многоходового воздухоподогревателя и устройство для его осуществления // 2363887

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в многоходовых воздухоподогревателях для увеличения мощности. .

Комплексное устройство для нагрева воздуха и очистки дымовых газов // 2362091

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к использованию тепла дымовых газов котельных агрегатов и промышленных печей при нагреве воздуха, подаваемого на горение.

Конвективный рекуператор // 2345285

Теплообменный аппарат - блочно-секционный воздухоподогреватель, теплообменный блок аппарата (варианты) // 2339890

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к устройствам для утилизации тепла отходящих от агрегатов газов, в частности для подогрева воздуха выхлопными продуктами сгорания, поступающими от компрессора газотурбинной установки газоперекачивающего агрегата на компрессорных станциях магистральных газопроводов.

Теплообменный аппарат - блочно-секционный воздухоподогреватель и теплообменный блок теплообменного аппарата (варианты) // 2339889

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к устройствам для утилизации тепла отходящих от агрегатов газов, в частности, для подогрева воздуха выхлопными продуктами сгорания, поступающими от компрессора газотурбинной установки газоперекачивающего агрегата на компрессорных станциях магистральных газопроводов.

Утилизатор тепла уходящих газов // 2335702

Изобретение относится к теплообменной технике и может быть использовано в металлургической промышленности и в котлостроении для утилизации уходящих газов. .

Нагревательное электроустройство // 2319030

Изобретение относится к бытовой объединенной тепло-энергоустановке. .

Сеточный рекуператор // 2419034

Изобретение относится к энергетическому машиностроению, в частности к газотурбостроению, где создаются и используются компактные и высокоэффективные теплообменные аппараты

Способ и устройство радиационного нагрева промышленной печи // 2422726

Изобретение относится к устройству радиационного нагрева промышленной печи с использованием излучаемого тепла

Полифункциональный воздухоподогреватель // 2422728

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно для использования тепла дымовых газов котельных агрегатов и промышленных печей при нагревании воздуха, подаваемого на горение

Блочная тепловая электростанция на древесных топливных гранулах // 2425282

Изобретение относится к энергетике

Противоточный пластинчатый матрично-кольцевой малогабаритный керамический рекуператор // 2450210

Изобретение относится к газотурбостроению

Рекуператор для радиационной трубчатой горелки // 2494309

Рекуператор тепла для радиационной трубчатой горелки содержит трубу горелки и выпускную трубу. Горелка установлена на входе трубы горелки. Рекуператор установлен на выходе выпускной трубы и содержит теплообменник. Теплообменник расположен внутри соединительной трубы, выполненной с возможностью соединения с выпускной трубой. Теплообменник содержит направляющий участок для направления воздуха, который подлежит предварительному нагреванию, к наконечнику, расположенному на конце рекуператора со стороны впуска дымовых газов, и обратный участок, открывающийся в линию, подающую воздух в горелку. Наконечник определяет путь для изменения на противоположное направление потока воздуха для горения и для направления его в обратный участок. Часть дымовых газов увлекается воздухом для горения и смешивается с ним. Теплообменник занимает только часть поперечного сечения соединительной трубы, а другая часть остается свободной для прохождения дымовых газов к выходу. Направляющий участок теплообменника содержит множество теплообменных трубок, параллельных оси соединительной трубы. Обе текучие среды имеют параллельные потоки, проходящие в противоположных направлениях. Теплообменные трубки открыты внутрь наконечника. Воздушный контур выполнен в виде «петли». Обратный участок смещен в радиальном направлении относительно трубок направляющего участка. Поперечные сечения теплообменных трубок и обратного участка расположены снаружи относительно друг друга. Изобретение позволяет снизить механические напряжения, увеличить площадь теплообмена и уменьшить массу рекуператора. 15 з.п. ф-лы, 9 ил.

Способ монтажа модульного многоходового теплообменника // 2500955

Способ монтажа модульного многоходового теплообменника включает монтаж теплообменных модулей с теплообменными трубками путем размещения теплообменных трубок, по крайней мере, в два ряда на прямоугольной трубной решетке и их закрытие покрывающими стенками, коллекторами подвода и отвода теплоносителя и, по крайней мере, одной перепускной камерой между двумя смежными рядами теплообменных трубок. Трубки расположены в одной плоскости. И монтаж теплообменных модулей с теплообменными трубками на опорной раме путем последовательной установки на ней теплообменных модулей и соединения теплообменных модулей с помощью покрывающих стенок со стороны межтрубного пространства перемычками. Производят предварительную сборку теплообменника в заводских условиях. Теплообменные модули устанавливают на опорной раме друг за другом последовательно в горизонтальной плоскости. На первом теплообменном модуле и опорной раме монтируют центровочные узлы для последующей ориентации первого теплообменного модуля на опорной раме в процессе монтажа на объекте. Затем к первому теплообменному модулю стыкуют второй теплообменный модуль. На первом теплообменном модуле монтируют фланцевые вставки, приваривая их к торцевым стенкам коллекторов подвода и отвода теплоносителя, и перемычки в виде прямоугольной металлической полосы. Перемычки приваривают к покрывающей стенке. На втором теплообменном модуле и опорной раме монтируют центровочные узлы. И так далее, пока предварительная сборка теплообменника на опорной раме не будет завершена. При окончательном монтаже на объекте теплообменные модули устанавливают на опорной раме друг за другом последовательно в горизонтальной плоскости с фиксацией в центровочных узлах. Фланцевые вставки предыдущего теплообменного модуля приваривают к торцевой стенке следующего теплообменного модуля, образуя полость рабочего теплоносителя. Перемычки предыдущего теплообменного модуля приваривают к покрывающей стенке следующего теплообменного модуля, образуя полость отработанного теплоносителя. Затем основания теплообменных модулей приваривают к опорной раме. Изобретение позволяет снизить трудоемкость и упростить монтаж модульного многоходового теплообменника. 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

Устройство и способ управления несгораемыми остатками в рекуперативных горелках, включающих такое устройство // 2503886

Изобретение относится к области энергетики. Устройство управления несгораемыми остатками включает рекуператор (5), соединенный одним концом с камерой (3) горения, а другим с трубой (4) впуска топлива и трубой (8) отвода топочных газов, настоящие трубы оснащены клапанами (2; 10) для чередования между стадиями впуска и отвода через рекуператор, настоящее устройство также включает контур (1) продувки, соединенный с рекуператором (5) для продувки от топлива, которое он содержит до стадии отвода, при этом упомянутый контур (1) продувки предусматривают также для продувки трубы (4) впуска топлива, при этом устройство содержит генератор всасывания. Контур (1) продувки включает газовый эжектор (1.3). Контур (1) продувки включает вентилятор циркуляции. Контур (1) продувки включает вход, соединенный с нагнетательным патрубком клапана (2) впуска топлива. Контур (1) продувки направляет продутое топливо в камеру (3) горения. Устройство содержит сенсор (1.4), определяющий, когда все топливо продуто из рекуператора (5). Сенсором (1.4) является температурный сенсор. Изобретение позволяет управлять несгораемыми отходами. 3 н. и 10 з.п.ф-лы, 2 ил.

Воздухонагреватель рекуперативный револьверного типа // 2520274

Изобретение относится к устройствам для обогрева и вентиляции воздуха и применяется для обогрева и вентиляции производственных и бытовых помещений, а также в качестве передвижных установок. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности нагрева теплоносителя и надежности работы воздухонагревателя в условиях применения при низких температурах окружающего воздуха. Это достигается тем, что воздухонагреватель содержит корпус цилиндрической формы с патрубками для входа и выхода воздуха, камеру горения в виде цилиндрического стакана с теплообменником, выполненным из труб, установленных в коллекторах и расположенных параллельно поверхности камеры горения, и дымовую трубу. Между корпусом и камерой горения установлены поперечные перегородки, входной коллектор соединен с камерой горения, а выходной коллектор расположен с противоположной стороны и соединен с дымовой трубой, причем в трубах теплообменника установлены турбулизаторы, выполненные в виде изогнутых лент, а выходной коллектор снабжен патрубком слива конденсата, расположенным внутри патрубка обогрева конденсата, соединенного с патрубком выходного воздуховода с нагретым воздухом. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ подачи воздуха горения в подогреватель воздуха дымовыми газами, устройство подогрева и втулка направления воздуха // 2524982

Изобретение относится к энергетике и может использоваться в котлах электростанций при подогреве воздуха, подаваемого на горение. Устройство подогрева воздуха дымовыми газами содержит воздухопровод, помещенный в дымовой канал. Втулка направления воздуха установлена на начальном конце воздухопровода, по меньшей мере частично внутри воздухопровода, причем втулка выполнена из слаботеплопроводного материала, предназначена для уменьшения турбулентности в потоке воздуха и имеет впускной конец и второй конец, помещенный внутрь воздуховода. Форма второго конца предназначена для уменьшения турбулентности в потоке воздуха. Втулка снабжена щелями или выемками, которые становятся шире к ее второму концу. Посредством втулки поток воздуха, подаваемый в устройство для нагрева, удерживается на расстоянии от внутренней поверхности воздухопровода до тех пор, пока турбулентность потока достаточно не выровнится, что позволит снизить коэффициент теплопередачи на данном участке трубопровода и не допускать его чрезмерного охлаждения. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 5 ил.