Регенеративный теплообменник

Авторы патента:

Агапов Дмитрий Юрьевич (RU)

Бараков Александр Валентинович (RU)

Хаустов Максим Анатольевич (RU)

Стогней Владимир Григорьевич (RU)

Агапов Юрий Николаевич (RU)

F28D19 - Регенеративные теплообменники, в которых движущийся массивный или текучий промежуточный теплоноситель соприкасается последовательно с каждым из теплоносителей

Владельцы патента RU 2467274:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к устройствам утилизации и регенеративного использования теплоты уходящих газов и может использоваться в энергетической, химической, металлургической и других отраслях промышленности. Сущность изобретения заключается в том, что в регенеративном теплообменнике с псевдоожиженным слоем, содержащем цилиндрический корпус, разделенный соосной обечайкой на кольцевую и центральную цилиндрическую камеры, сообщающиеся между собой переточными окнами, кольцевую газораспределительную решетку с направляющими профильными лопатками и газопроницаемую центральную опорную решетку, корпус теплообменника расположен под углом к горизонтальной плоскости, центральная цилиндрическая камера снабжена газораспределителем с направляющими лопатками, ориентированными в направлении ската твердых частиц промежуточного теплоносителя, а кольцевая газораспределительная решетка и газораспределитель расположены перпендикулярно к центральной оси корпуса аппарата. Такое выполнение теплообменника позволяет повысить эффективность и надежность его работы, реализовать компактную многоступенчатую противоточную схему движения газообразных теплоносителей. 4 ил.

Изобретение относится к устройствам утилизации и регенеративного использования теплоты уходящих газов и может быть использовано в энергетической, химической, металлургической и других отраслях промышленности.

Известен регенеративный теплообменник с псевдоожиженным слоем промежуточного с дисперсного теплоносителя, содержащий цилиндрический корпус, разделенный соосной обечайкой на кольцевую и центральную цилиндрическую камеры, кольцевую газораспределительную решетку, сообщающиеся между собой переточными окнами, с направляющими профильными лопатками и газопроницаемую центральную опорную решетку [1].

Недостатком его является снижение эффективности и надежности работы из-за образования застойных зон, неравномерности газораспределения, значительное газодинамическое сопротивление и большие габариты при реализации противоточной многоступенчатой схемы движения газообразных теплоносителей.

Изобретение направлено на повышение эффективности, надежности работы и компактности теплообменника за счет исключения застойных зон, улучшения газораспределения, уменьшения газодинамического сопротивления и высоты его камер при многоступенчатом исполнении.

Это достигается тем, что в регенеративном теплообменнике с псевдоожиженным слоем промежуточного дисперсного теплоносителя, содержащем цилиндрический корпус, разделенный соосной обечайкой на кольцевую и центральную цилиндрическую камеры вращающимися между собой переточными окнами, кольцевую газораспределительную решетку с направляющими профильными лопатками и газопроницаемую центральную опорную решетку, корпус теплообменника расположен под углом к горизонтальной плоскости, центральная цилиндрическая камера снабжена газораспределителем с направляющими лопатками, ориентированными в направлении ската твердых частиц промежуточного теплоносителя, а кольцевая газораспределительная решетка и газораспределитель расположены перпендикулярно к центральной оси корпуса аппарата.

На фиг.1 схематично показан продольный разрез регенеративного теплообменника, на фиг.2 - вид сбоку, на фиг.3 - разрез А-А, на фиг.4 - фрагмент газораспределительной решетки.

Регенеративный теплообменник содержит цилиндрический корпус 1, заполненный дисперсным промежуточным теплоносителем 2 и разделенный центральной цилиндрической обечайкой 3 на кольцевую 4 и центральную 5 камеры. В нижней части камеры 4 расположена кольцевая газораспределительная решетка 6 с направляющими лопатками 10, а в камере 5 установлена газопроницаемая опорная решетка 7 в виде сетки с большим живым сечением. Камеры 4 и 5 сообщены между собой переточными окнами 8 и 9, выполненными в противоположных частях обечайки 3 и расположенными над решеткой 6 кольцевой камеры 4. Каналы 11 решетки 6 выполнены наклонными в сторону, противоположную наклону корпуса 1.

Аппарат работает следующим образом. Нагреваемый теплоноситель (воздух) подается в кольцевую камеру 4 под решетку 6, под действием которого дисперсный промежуточный теплоноситель 2 псевдоожижается и перемещается по решетке 6 в сторону ее подъема за счет формирования наклонных к ее плоскостям струй воздуха профильными лопатками 10. В одной половине кольцевой решетки насадки поднимаются по газовой струе, а в другой - против, так как лопатки 10 в них ориентированы в разные стороны. Достигнув верхнего участка решетки 6, насадка через пластинчатый распределитель 13 и далее через окно 8 подается на опорную решетку 7 центральной камеры. В эту камеру сверху вниз противотоком к нагреваемому подается греющий теплоноситель (продукты сгорания топлива), а насадка перемещается по решетке 7 под действием собственного веса. Достигнув нижнего края решетки 7, дисперсный материал через окно 9 попадает в кольцевую камеру 4, где движение его повторяется. Для уменьшения угла наклона цилиндрического корпуса 1 в центральной цилиндрической камере 5 установлен газораспределитель 12 с направляющими лопатками 10, ориентированными в сторону ската частиц к переточному окну 9.

Таким образом обеспечивается циркуляция промежуточного дисперсного теплоносителя в теплообменнике, который, получив теплоту в горячей камере 5 от греющих газов, в кольцевой камере 4 нагревает воздух, и процесс теплопереноса происходит непрерывно.

Многоступенчатая противоточная схема движения газообразных теплоносителей легко реализуется простой установкой одной ступени на другую, при этом уменьшаются габариты многоступенчатого теплообменника из-за малой высоты отдельной ступени.

Использование изобретения позволит повысить эффективность и надежность работы теплообменника за счет исключения застойных зон, уменьшения газодинамического сопротивления, уменьшения габаритов при многоступенчатом исполнении противоточного теплообменника.

Источник информации

1. A.c. СССР №1183816. Опубл. 17.10.85. Бюл №37.

Регенеративный теплообменник с псевдоожиженным слоем промежуточного дисперсного теплоносителя, содержащий цилиндрический корпус, разделенный соосной обечайкой на кольцевую и центральную цилиндрическую камеры, сообщающиеся между собой переточными окнами, кольцевую газораспределительную решетку с направляющими профильными лопатками и газопроницаемую центральную опорную решетку, отличающийся тем, что корпус теплообменника расположен под углом к горизонтальной плоскости, центральная цилиндрическая камера снабжена газораспределителем с направляющими лопатками, ориентированными в направлении ската твердых частиц промежуточного теплоносителя, а кольцевая газораспределительная решетка и газораспределитель расположены перпендикулярно к центральной оси корпуса аппарата.

Изобретение относится к промышленной теплоэнергетике и может быть использовано, в частности, для утилизации тепла газообразных вторичных энергетических ресурсов.

Регенеративный теплообменник с кипящим слоем // 2454622

Устройство для влаго- и/или теплообмена, например, пластинчатый теплообменник, сорбционный ротор, адсорбционный влагопоглощающий ротор или тому подобное // 2392556

Изобретение относится к устройству для влаго- и/или теплообмена, например к пластинчатому теплообменнику, сорбционному ротору, адсорбционному влагопоглощающему ротору и тому подобному, с поверхностями для влаго- или теплообмена, с помощью которых влага и/или тепло могут передаваться потоку текучей среды, и/или забираться потоком текучей среды, и/или обмениваться между потоками текучей среды, и покрытием, которым покрыты поверхности для влаго- или теплообмена и которое образовано из цеолитового материала и вяжущего средства.

Теплопередающая поверхность // 2384803

Изобретение относится к области теплообмена, а именно к теплопередающим поверхностям, содержащим множество элементов с поверхностями нагрева в форме волнистых металлических пластин.

Способ обнаружения утечек в теплообменниках // 2344395

Изобретение относится к средствам испытания на герметичность теплообменной аппаратуры и направлено на повышение точности определения герметичности теплообменников, преимущественно тех, которые работают для нагревания или охлаждения в пищевой промышленности, пивоварении, фармацевтической промышленности.

Способ тепловой обработки металла в пламенной печи прямого или косвенного нагрева (варианты), способ сжигания смеси жидкого или газообразного топлива и нагретого воздуха в пламенной печи прямого или косвенного нагрева, устройство отопления (варианты) и регенеративная насадка (варианты) для осуществления способов // 2324745

Способ охлаждения каркаса вращающегося дискового теплообменника и устройство для его осуществления // 2296930

Вращающийся теплообменник // 2281450

Изобретение относится к регенеративным теплоутилизаторам, применяемым в системах вентиляции и кондиционирования воздуха. .

Веерно-роторный теплообменник // 2279617

Изобретение относится к энергетике, в частности к теплообменникам с подвижным промежуточным теплоносителем, и может быть использовано в системах вентиляции жилых, производственных помещений.

Регенеративный теплообменник // 2264593

Изобретение относится к теплообменной технике и может быть использовано в теплоэнергетике и в смежных отраслях, в частности в установках обработки высокотемпературных высокорасходных газовых потоков периодического действия, например, при уничтожении сжиганием отработавших свой эксплуатационный ресурс ракетных двигателей на твердом топливе.

Способ теплообмена газовых сред // 2488061

Изобретение относится к промышленной теплоэнергетике и может быть использовано, в частности, для утилизации тепла газообразных вторичных энергетических ресурсов

Устройство для минимизации нежелательного перетекания текучей среды из первого сектора во второй сектор и теплообменная система, содержащая такое устройство // 2492401

Элемент теплопереноса для роторного регенеративного теплообменника // 2529621

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в теплообменниках. Роторный регенеративный теплообменник содержит элементы теплопереноса, содержащие V-образные канавки, которые обеспечивают расстояние между соседними элементами, и гребни (гофры), расположенные между V-образными канавками. Гофры имеют разную высоту и/или ширину. Технический результат - улучшение переноса теплоты посредством увеличения турбулентности воздуха или топочного газа между элементами. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 6 ил.

Волнистые структуры нагревательных элементов // 2551464

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано во вращающихся регенеративных теплообменниках. Теплопередающие листы для вращающегося регенеративного теплообменника содержат множество элементов (59), продолжающихся вдоль листа по существу параллельно направлению потока горячего дымового газа, образующих участок проточного канала между смежными теплопередающими листами и располагающих листы на расстоянии, и множество волнистых поверхностей (71,81), расположенных между каждой парой смежных элементов (59), причем множество волнистых поверхностей содержит первую (71) волнистую поверхность, образованную множеством удлиненных гребней (75), продолжающихся вдоль теплопередающего листа параллельно друг другу под первым углом А1 относительно элементов (59) и вторую волнистую поверхность (81), образованную множеством удлиненных гребней (85), продолжающихся вдоль теплопередающего листа параллельно друг другу под вторым углом А2 относительно элементов (59), причем первый угол А1 отличается от второго угла А2. Технический результат - улучшение теплопередачи путем повышения турбулентности потока. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 9 ил.

Теплообменный узел для поворотного регенеративного подогревателя // 2561561

Изобретение относится к теплообменному узлу для поворотного регенеративного подогревателя. Теплообменный узел содержит множество теплообменных элементов, расположенных в стопку на расстоянии друг от друга. Каждая выемка из множества выемок одного из теплообменных элементов опирается на соответствующие плоские участки из множества плоских участков смежных теплообменных элементов для создания множества закрытых каналов, изолированных друг от друга. Каждый из каналов выполнен так, что каждый из рифленых участков из множества рифленых участков одного из теплообменных элементов обращен к соответствующему волнистому участку из множества волнистых участков смежных теплообменных элементов. В результате обеспечивается повышение мощности и эффективности теплообмена, улучшение сажеобдувки и повышение защиты от коррозии. 6 н. и 11 з.п. ф-лы, 9 ил.

Регенеративный теплообменник с принудительным ведением уплотнения ротора // 2594034

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для уплотнения ротора в регенеративных теплообменниках. Регенеративный теплообменник (1) с ротором (2), установленным с возможностью вращения вокруг оси (А) и передачи тепла, по меньшей мере, от одного объемного потока газа (V), проходящего через ротор (2), к, по меньшей мере, одному другому объемному потоку газа, проходящему через ротор (2), снабженный системой уплотнения ротора (2), при этом система уплотнения ротора (2) содержит расположенные на его торцевых сторонах и прижатые к нему неподвижные радиальные уплотнения (4) и установленные по окружности на фланцах (6) ротора (2) уплотнения (5), опирающиеся на фланцы (6) посредством роликовых опор (12). 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ теплообмена в микротурбинных энергетических установках // 2621432

Способ теплообмена газообразных сред: сжатого рабочего воздуха и отработавшего горячего газа, с использованием вращающихся роторных регенеративных теплообменников каркасного типа предназначен для использования в многоцелевых малоразмерных газотурбинных установках, преимущественно автомобильных газотурбинных двигателей (микротурбин). Изобретение заключается в том, что от основного потока сжатого рабочего воздуха, подаваемого от компрессора в камеру сгорания через теплообменную матрицу регенеративного вращающегося теплообменника, отбирают часть потока, направляют его в обход теплообменной матрицы в поперечные каналы охлаждения, выполненные в теле горячей щеки теплообменника. Перед тем как смешать эту часть потока воздуха с основным потоком его подогревают до температуры, требуемой для эффективного сжигания топлива (600-700°С), за счет отбора тепла отработавших газов, посредством установленного на горячей стороне установки рекуперативного теплообменника, добиваясь одновременного с повышением температуры подаваемого в камеру сгорания рабочего воздуха снижения температуры отработавших газов до их поступления в теплообменную матрицу регенератора, что способствует выравниванию температурного градиента его каркаса и снижению гидравлических потерь, повышению степени регенерации. В результате достигается повышение энергетической эффективности микротурбины. 2 з.п. ф-лы.