BG64570B1

BG64570B1 - Топлообменник за оползотворяване на топлината на димни газове

Info

Publication number: BG64570B1
Application number: BG105903A
Authority: BG
Inventors: Димитър КОЛЕВ
Original assignee: Димитър КОЛЕВ
Priority date: 2001-09-14
Filing date: 2001-09-14
Publication date: 2005-07-29
Also published as: BG105903A

Abstract

Топлообменникът е с повишена скорост на топлообмена, като е осигурено равномерно разпределение на течната фаза по сечението на каналите, по които тя се движи, а сечението в каналите непосредствено след входа и преди изхода на течността е намалено от 1,5 до 4 пъти. Топлообменникът има вертикален корпус (1), в който са монтирани свързано помежду си пластини (10). Пластините (10) образуват паралелни канали за протичане на потоците от газ и течност, при това са свързани две по две в плоски тела (2). В най-долната и в най-горната си част плоските тела (2) са свързани съответно с входящ колектор (6) за течността с и изходящ колектор (4). Колекторите (6, 4) са оформени като кутии и имат съответно входящ (5) и изходящ (3) щуцер за подаване и отвеждане на течността. Непосредствено под колекторите(6 и 4), в една от двете топлообменни пластини (10), към вътрешността им, са щамповани хоризонтални вдлъбнатини (8) с постоянно сечение. а

Description

Област на техниката

Изобретението се отнася до топлообменник за оползотворяване на топлината на димни газове. То може да намери приложение при оползотворяване на топлината и на други отпадни газове, а така също и при охлаждане на газове в химическата промишленост и сродни на нея отрасли.

Предшестващо състояние на техниката

Известен е топлообменник за оползотворяване на топлината на отпадни газове за нагряване на течности [1], състоящ се от свързани помежду си топлообменни плоскости, които образуват паралелни канали за протичане на потоците. При това каналите за протичане на газовия поток са по-дълги от тези за течния. Както каналите за газа, така и тези за течността, са свързани на вход и на изход на потоците чрез колектори. Колекторите за течността са заградени отгоре и отдолу от решетки, през които каналите преминават. Отстрани те са ограничени с четириъгълен кожух. Корпусът на апарата също е четириъгълен.

Конструкцията на известния топлообменник не позволява равномерно разпределение на течната фаза по сечението на каналите за движението й. Това от своя страна води до разлика в скоростите и в температурите на потока по ширината на каналите за течността. Различните скорости водят до понижаване на средния коефициент на топло преминаване, а различните температури - до понижаване на средната температурна разлика в апарата.

Техническа същност на изобретението

Задачата на изобретението е да се създаде топлообменник за оползотворяване на топлината на димните газове, при който скоростта на топлообмена се повишава чрез осигуряване на равномерно разпределение на течната фаза по сечението на каналите, по които тя се движи.

Задачата се решава чрез топлообменник за оползотворяване на топлината на отпадни газове за нагряване главно на течности, включващ вертикален корпус, в който са монтирани свързани помежду си топлообменни пластини, образуващи паралелни канали за протичане на потоците, като всички канали за газа са еднакви и каналите за течността също са еднакви помежду си, при това каналите както за газа, така и тези за течността са свързани на вход и на изход съответно с газоходи и колектори, характеризиращ се с това, че топлообменните пластини са свързани две по две в плоски тела с формата на паралелепипед, като ширината на вътрешното пространство на плоските тела е поддържана от щамповани навътре към него, в широките му стени локални издатини, заварени за предпочитане с точкова заварка, и плоските тела са свързани с входящия колектор за течността, респективно с изходящ колектор, като колекторите са оформени като кутии, свързани с входящ щуцер, респективно с изходящ щуцер, а непосредствено над входящия колектор и непосредствено под изходящия колектор, предимно в по една от двете топлообменни пластини, оформящи плоските тела, са щамповани навътре към паралелепипеда хоризонтални вдлъбнатини с постоянно сечение, които стесняват локално съответното хоризонтално сечение на плоските тела, като го намаляват от 1,5 до 4 пъти и при това плоските тела се носят от решетка, която за предпочитане се състои от шини, разположени в долния край на топлообменника и свързани към корпуса, над изходящия газоход, като каналите за газовия поток са оформени между пластините и ширината им се подържа от дистанционните планки.

Съгласно един вариант на топлообменника четирите тесни страни на плоските тела се оформят предимно чрез огъване на едната от топлообменните пластини. Двете пластини се свързват предимно посредством заварка.

Съгласно втори вариант на топлообменника в стените на топлообменните пластини, между хоризонталните вдлъбнатини, са щамповани наклонени гофри, за турбулизиране на потоците.

Предимството на изобретението е, че с него се осигурява равномерно разпределение на течността между топлообменните пластини, което от своя страна води до повишаване на дей2 ствителната средна температурна разлика и до повишаване на средния коефициент на топлопредаване. По този начин се намаляват топлообменната повърхност и теглото на апарата при еднакви начални условия или се повишава количеството на утилизираната топлина при запазване на топлообменната повърхност.

Описание на приложените фигури

Изобретението се пояснява с приложените фигури, от които:

фигура 1 представлява страничен изглед на топлообменника;

фигура 2 - разрез по А-А от фиг. 1;

фигура 3 - поглед към топлообменна пластина;

фигура 4 - разрез по В-В от фиг. 3;

фигура 5 - напречен разрез на едно плоско тяло от фиг. 1 в областта на локалните издатини 9, при вариант на щамповане на двете топлообменни пластини на плоското тяло;

фигура 6 - напречен разрез на едно плоско тяло от фиг. 1 в областта на локалните издатини 9, при вариант на щамповане само на едната от двете топлообменни пластини 10 на плоското тяло 2;

фигура 7 - поглед на топлообменна пластина, на която са щамповани гофри.

Примери за изпълнение на изобретението

Топлообменникът за оползотворяване на топлината на отпадни газове за нагряване главно на течности, представен на фигурите от 1 до 7, е противоточен апарат. Той има вертикален корпус 1, в който са монтирани свързани помежду си топлообменни пластини 10. Пластините 10 образуват паралелни канали за протичане на потоците газ и течност. Каналите за газа 11 са еднакви помежду си и се оформят с помощта на дистанционните планки 12, заварени към топлообменните пластини 10. Каналите за течността са оформени между топлообменните пластини 10, свързани две по две в плоски тела 2 с формата на паралелепипед и също са еднакви помежду си. Ширината на вътрешното пространство на плоските тела 2 се под държа от щампованите в топлообменните пластини 10 вътрешни локални издатини 9, заварени с точкова заварка към съ седната топлообменна пластина 10. В най-долната и в най-горната си част плоските тела 2 са свързани съответно с входящ колектор 6 за течността и изходящ колектор 4. Колекторите 6,4 са оформени като кутии и имат съответно входящ 5 и изходящ 3 щуцер за подаване и отвеждане на течността от топлообменника. Тези кутии са свързани към противоположни стени на топлообменника. Непосредствено над долния колектор 6 и непосредствено под горния колектор 4, в една от двете топлообменни пластини 10, оформящи плоските тела 2, са щамповани към вътрешността им хоризонтални вдлъбнатини 8 с постоянно сечение. Тези вдлъбнатини понижават 2,5 пъти локалното сечение за движението на течната фаза в канала на плоските тела 2. Топлообменникът включва входящ газоход 14 и изходящ газоход 15, между които плоските тела 2 се носят от решетка 7, изработена от шини, разположени в долния край на апарата и свързани към корпуса 1, над изходящия газоход 15. Каналите за газовия поток 11 са оформени между пластините 10. Ширината им се поддържа от дистанционните планки 12.

Съгласно един вариант на изпълнение на топлообменника, както е показано на фиг. 7, в стените на топлообменните пластини 10, между хоризонталните вдлъбнатини 8, са щамповани наклонени гофри 13.

Топлообменникът работи по следния начин.

Водата се подава през щуцера 5 и попада във входящия колектор за течността 6. Оттам през отворите в стените на плоските тела 2 тя се разпределя равномерно във всички тела 2. Чрез стесненото сечение в областта на долната хоризонтална вдлъбнатина 8 течността се разпределя равномерно по цялото сечение на каналите, образувани в плоските тела 2, и се нагрява индиректно от газовия поток. Равномерното разпределение на течността се запазва до горното стеснено сечение, в областта на хоризонталната вдлъбнатина 8. След него през канала, образуван между това стеснено сечение и горния край на плоските тела 2, нагрятата течност попада в изходящия колектор за течността 4. От него - по щуцера 3, тя се отвежда от апарата. Газовият поток постъпва в горната част на апарата през входящия газоход 14, минава през каналите 11, образувани между плоските тела 2, охлажда се и напуска апарата през изходящия газоход 15. При охлаждането му под температурата на росата от него кондензират водни пари, които се стичат под формата на филм по външната стена на топлообменните пластини 10. Полученият кондензат се 5 отвежда с газовия поток и се отделя от него с помощта на известни сепариращи устройства преди изхвърлянето на газа в атмосферата.

Claims

Патентни претенции

1. Топлообменник за оползотворяване на топлината на димни газове за нагряване главно на течности, включващ вертикален корпус, в който са монтирани свързани помежду си топлообменни пластини, образуващи паралелни канали за протичане на потоците, като всички канали за газа са еднакви и каналите за течността също са еднакви помежду си, при това каналите както за газа, така и тези за течността, са свързани на вход и на изход съответно с газоходи и колектори, характеризиращ се с това, че топлообменните пластини (10) са свързани две по две в плоски тела (2) с формата на паралелепипед, като ширината на вътрешното пространство на плоските тела (2) е поддържана от щамповани навътре към него, в широките му стени, локални издатини (9), заварени за предпочитане с точкова заварка, и плоските тела (2) са свързани с входящия колектор за течността (6), респективно с изходящ колектор (4), като колекторите (6 и 4) са оформени като кутии, свързани с входящ щуцер (5), респективно с изходящ щуцер (3), а непосредствено над входящия колектор (6) и непосредствено под изходящия колектор (4) пре10 димно в по една от двете топлообменни пластини (10), оформящи плоските тела (2), са щамповани навътре към паралелепипеда хоризонтални вдлъбнатини (8) с постоянно сечение, които стесняват локално съответното хоризонтално сечение на плоските тела (2), като го намаляват от 1,5 до 4 пъти и при това плоските тела (2) се носят от решетка (7), която за предпочитане се състои от шини, разположени в долния край на топлообменника и свързани към корпуса (1), над изходящия газоход (15), като каналите за газовия поток (11) са оформени между пластините (10) и ширината им се под държа от дистанционните планки (12).
2. Топлообменник за оползотворяване на топлината на димни газове съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че четирите тесни страни на плоските тела (2) се оформят за предпочитане чрез огъване на едната от топлообменните пластини (10), като двете пластини се свързват предимно посредством заварка.
3. Топлообменник за оползотворяване на топлината на димни газове съгласно претенция 1 или 2, характеризиращ се с това, че в стените на топлообменните пластини (10) между хоризонталните вдлъбнатини (8) са щамповани наклонени гофри (13) за турбулизиране на потоците.