| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Каталог патентів / В розділ каталогу / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2168121
ТЕХНОЛОГІЧНИЙ Нагрівач
Ім'я винахідника: Добрянський В.Л .; Зарецький Я.В .; Коротков Л.В .; Кривошеєв О.І .; Серазетдінов Ф.Ш .; Серазітдінов Р.Ш .; Тімонін В.А.
Ім'я патентовласника: Державне унітарне підприємство "Авіагаз - Союз" (Дочірнє підприємство КОКЛ "Союз")
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 1999.09.14
Винахід відноситься до пристроїв, призначених для підігріву рідин, газів і їх сумішей, і може бути використано в різних галузях промисловості для забезпечення технологічних процесів, наприклад для підігріву природного газу на вході газорозподільних станцій. Технологічний нагрівач містить пальниковий пристрій, кожухотрубний теплообмінник, екранований зовнішнім поясом теплообмінних труб. Суть винаходу в тому, що по всій довжині теплообмінника розміщений додатковий внутрішній пояс екранують труб, коаксіальний зовнішньому поясу труб таким чином, що однакові по конструкції, довжині і числу труби зовнішнього і внутрішнього поясів в межах топкового об'єму з боку горілчаного пристрою підтримані в отворах кільцевої перегородки , закріпленої з внутрішньою стінкою кожуха, а з іншого кінця - в отворах заднього днища димового короба, при цьому труби в радіальному напрямку руху гріючого середовища розташовані в шаховому порядку. Таке виконання нагрівача дозволяє підвищити його надійність і ефективність при розширенні діапазону теплових навантажень.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до пристроїв, призначених для підігріву рідин, газів і їх сумішей в забезпеченні ефективності технологічних процесів, і може бути використано в різних галузях промисловості, наприклад, - для підігріву природного газу на вході газорозподільних станцій з метою запобігання процесу гідратоутворення.
Відомий воздухоподогреватель (див. А.с. СРСР N 567905, кл. F 24 H 3/08, F 23 D 15/04), що містить пальник, кожухотрубний теплообмінник з радіаційної секцією, екранованої щільним пучком теплообмінних труб, равнорасположеннимі щодо внутрішньої стінки кожуха , димову трубу, колектори входу і виходу нагрівається.
Недоліком відомого пристрою є його низька економічність, пов'язана з недостатнім теплос'ема тільки в одній, радіаційної секції, а й - низька надійність і довговічність пристрою в цілому, так як щільність пучка екранних труб при реальній нерівномірності їх нагрівання може викликати значні термічні напруги в стінках труб з подальшим їх прогаром, що тягне за собою необхідність повної заміни теплообмінника.
Відомий технологічний нагрівач (див. Заявку N 98113211/06 від 06.07.98, щодо якої прийнято рішення про видачу патенту РФ), що містить пальниковий пристрій, кожухотрубний теплообмінник, екранований зовнішнім поясом теплообмінних труб, равнорасположенних щодо внутрішньої стінки кожуха, димову трубу, колектори входу і виходу нагрівається середовища, причому всі теплообмінні труби являють собою вставлені одна в іншу труби, зовнішні з яких виконані з глухим кінцем, зверненим у бік горілчаного пристрою, а з іншого кінця, за межами димового короба, робочі порожнини кожної з теплообмінних труб повідомлені знімними патрубками з колекторами входу і виходу нагрівається середовища (прототип).
Виявлені на практиці недоліки відомого технологічного нагрівача полягали в наступному. По-перше, перегрів стінки кожуха за рахунок її "підсвічування" від факела полум'я через технологічні зазори між трубами в межах радіаційної секції, що призводило до необхідності застосування дорогих жароміцного сплаву і зовнішнього теплоізоляційного матеріалу. По-друге, обмеження протяжності топкового обсягу за рахунок розміщення в пріосевой зоні внутрішнього конвективного пучка теплообмінних труб не дозволило збільшити теплове навантаження нагрівача, супроводжувану збільшенням дальнобійності факела, що призводило до недогорания паливоповітряної суміші поблизу глухих кінців труб конвективного пучка і збільшення викидів сажі та оксиду вуглецю понад допустимі норми. І по - третє, довжина труб екранного і конвективного пучків істотно різна, що не дозволяє уніфікувати ці найбільш трудомісткі елементи теплообмінника, а це і призводить до підвищення витрат на розробку і виготовлення нагрівача в цілому.
Метою пропонованого винаходу є підвищення надійності та ефективності при розширенні діапазону теплових навантажень, збереження екологічних норм шкідливих викидів у вихідних газах і зниження витрат на розробку і виготовлення нагрівача в цілому.
Ця мета досягається тим, що по всій довжині теплообмінника розміщений замість внутрішнього конвективного пучка теплоообменних труб додатковий внутрішній пояс екранують труб, коаксіальний зовнішньому поясу труб таким чином, що однакові по конструкції, довжині і числу труби зовнішнього і внутрішнього поясів в межах топкового об'єму, з боку горілчаного пристрою підтримані в отворах кільцевої перегородки, закріпленої з внутрішньою стінкою кожуха, а з іншого кінця - в отворах заднього днища димового короба, при цьому труби в радіальному напрямку руху гріючого середовища розташовані в шаховому порядку. Крім того, в пріосевой частини заднього днища, що не тримає трубами, встановлено екран у вигляді конуса, співвісного з кожухом теплообмінника і своєю вершиною зверненого в бік горілчаного пристрою. При цьому протяжність топкового обсягу по осі теплообмінника, обмеженого з одного кінця пальникових пристроїв, з іншого - екраном, повинна бути не менше максимально можливої величини дальнобійності факела горілчаного пристрою, а внутрішній діаметр кільцевої перегородки - не менше діаметра димової труби.
На кресленні показаний загальний вид технологічного нагрівача у вигляді поздовжнього і поперечного розрізів.
 |
Нагрівач, що містить джерело гріючого середовища, що представляє собою, наприклад, пальниковий пристрій 1, кожухотрубний теплообмінник, екранований зовнішнім поясом 2 теплообмінних труб, равнорасположенних щодо внутрішньої стінки кожуха 3, димову трубу 4, колектора входу 5 і виходу 6 нагрівається середовища. Теплообмінні труби являють собою вставлені одна в іншу труби, зовнішні 7 з яких виконані з глухим кінцем, зверненим у бік горілчаного пристрою 1. З іншого кінця, за межами димового короба 8, робочі порожнини кожної з теплообмінних труб повідомлені двома знімними патрубками 9 і 10 з колекторами входу 5 і виходу 6 відповідно. При цьому по всій довжині теплообмінника розміщений додатковий внутрішній пояс 11 екранують труб, коаксіальний зовнішньому поясу 2 труб таким чином, що однакові по конструкції, довжині і числу труби зовнішнього 2 та внутрішнього 11 поясів в межах топкового об'єму, з боку горілчаного пристрою 1, підтримані в отворах кільцевої перегородки 12, закріпленої з внутрішньою стінкою кожуха 3, а з іншого кінця - в отворах заднього днища 13 димового короба 8, при цьому труби в радіальному напрямку руху гріючого середовища розташовані в шаховому порядку. У пріосевой частини заднього днища 13, що не тримає трубами, встановлено екран у вигляді конуса 14, співвісного з кожухом 3 теплообмінника і своєю вершиною зверненого в бік горілчаного пристрою 1. При цьому протяжність топкового обсягу по осі теплообмінника, обмеженого з одного кінця пальникових пристроїв 1, з іншого - екраном 14, повинна бути не менше максимальної величини дальнобійності факела горілчаного пристрою 1, а внутрішній діаметр кільцевої перегородки 12 - не менше внутрішнього діаметра димової труби 4. |
Нагрівач працює наступним чином
Нагрівається середовище, наприклад, очищений природний газ з магістрального трубопроводу надходить у вхідний колектор 5 по патрубкам 9 - в кільцеві зазори теплообмінних труб обох поясів 2, 7, 11, де, рухаючись в напрямку горілчаного пристрою 1, нагрівається від зовнішніх стінок труб, які складним чином омиваються гарячим зустрічним потоком продуктів згорання, що рухаються в бік димового короба 8. Таким чином, здійснюється найбільш оптимальна протівоточная схема руху теплоносіїв (гріє і нагрівається газів). Нагріте в кільцевих зазорах теплообмінних труб газ після розвороту щодо глухого кінця зовнішніх труб надходить по внутрішнім трубам і далі по патрубкам 10 - у вихідний колектор 6, звідки транспортується до блоку редукування газорозподільної станції.
Гріє середовище (продукти згоряння) у вигляді високотемпературного факела закінчується з амбразури горілчаного пристрою 1 і рухається в бік димового короба 8. Загальна картина перебігу продуктів згоряння складна, проте, умовно послідовність процесу теплообміну можна подати так. У передній частині трубного пучка, від амбразури горілчаного пристрою 1 до кільцевої перегородки 12, частина гарячих газів, рухаючись практично в радіальному напрямку і, огинаючи подвійний ряд теплообмінних труб, істотно охолоджується і досягає внутрішньої стінки кожуха 3 з температурою, що виключає її перегрів, і, рухаючись далі вздовж трубного пучка, продовжує охолоджуватися. При наближенні до поперечної кільцевої перегородці 12 істотно охолоджений (наприклад, до температури 200 o С) потік змінює напрямок руху за рахунок раптового звуження в отворі перегородки 12, де зустрічається з гарячим пріосевой потоком, температура якого знижена за рахунок поглинання його променевої енергії стінками, переважно додаткового внутрішнього поясу 11 екранують труб. Після змішування цих потоків температура гріючих газів (в усякому разі, в пріосевой зоні) залишається досить високою. Тому, щоб не допустити перегріву, пріосевая частина заднього днища 13, не зайнята трубами, захищена конусним екраном 14, виконаного, наприклад, з нержавіючої жаростійкої стали. Змішання потоків в межах димового короба 8 супроводжується розворотом і розтікання потоку в радіальному напрямку, переважно, в сторону гирла димової труби 4, при цьому досить ефективно віддаючи тепло при поперечному обтіканні трубного пучка теплообмінних труб 2, 7, 11, розташованих (як зазначалося вище) в напрямку потоку в шаховому порядку.
Таким чином, встановивши по всій довжині теплообмінника додатковий внутрішній пояс екранують труб, коаксальний зовнішньому і однакових по конструкції, звільнивши при цьому пріосевой зону від захаращують її елементів, в поєднанні з торцевих захисним екраном, досягнута головна мета запропонованого винаходу - підвищена надійність і ефективність при розширенні діапазону теплових навантажень, збережені екологічні норми шкідливих викидів у вихідних газах і знижені витрати на розробку і виготовлення нагрівача в цілому.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Технологічний нагрівач, що містить пальниковий пристрій, кожухотрубний теплообмінник, екранований зовнішнім поясом теплообмінних труб, равнорасположенних щодо внутрішньої стінки кожуха, димову трубу, колектори входу і виходу нагрівається середовища, причому всі теплообмінні труби являють собою вставлені одна в іншу труби, зовнішні з яких виконані з глухим кінцем, зверненим у бік горілчаного пристрою, а з іншого кінця за межами димового короба робочі порожнини кожної з теплообмінних труб повідомлені двома знімними патрубками з колекторами входу і виходу нагрівається середовища, що відрізняється тим, що по всій довжині теплообмінника розміщений додатковий внутрішній пояс екранують труб , коаксіальний зовнішньому поясу труб таким чином, що однакові по конструкції, довжині і числу труби зовнішнього і внутрішнього поясів в межах топкового об'єму з боку горілчаного пристрою підтримані в отворах кільцевої перегородки, закріпленої з внутрішньою стінкою кожуха, а з іншого кінця - в отворах заднього днища димового короба, при цьому труби в радіальному напрямку руху гріючого середовища розташовані в шаховому порядку.
2. Нагрівач по п.1, що відрізняється тим, що в пріосевой частини заднього днища, що не тримає трубами, встановлено екран у вигляді конуса, співвісного з кожухом теплообмінника і своєю вершиною зверненого в бік горілчаного пристрою, при цьому протяжність топкового обсягу по осі теплообмінника, обмеженого з одного кінця пальникових пристроїв, а з іншого - екраном, повинна бути не менше максимальної величини дальнобійності факела горілчаного пристрою, а внутрішній діаметр кільцевої перегородки - не менше внутрішнього діаметра димової труби.
Версія для друку
Дата публікації 25.03.2007гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.