CS212215B2 - Column of mutually adjoining rectangular plates - Google Patents

Description

Vynález se týká sloupce na sebe přiléhajících pravoúhlých desek pro regenerační výměník tepla· Sloppec se vkládá do komor s radiálními a tangenciálními stěnami v otočném regeneračním výměníku . tepla· Desky jsou profilovány tak, že mezi dvěma rovnoběžnými koncovými stěnami sloupce vznikjí průchody pro teplosměnné médium· Sloupec je současně opatřen prostředky přidržujíčími desky ve sloupci k sobě·

Počet teplosměnných desek v otočné válcové regenerační části předelhřívače může dosáhhnout až 100 000· Proto není z výrobních a ekonomických důvodů možné ukládat jednotlivé desky ručně· Desky jsou proto uspořádány do sloupců a vhodných rozměrech, do kterých jsou obvyttLe ukládány ihned po lisování· Desky se ukládají do košovitých zásobníků, které se podle požadovaného uspořádání spouštějí do regenerační části předehřívače· Zmíněné košovité zásobníky jsou popsány například v britských patentech č· 1 103 206 a 1 174 513·

Sloupce tohoto provedení jsou z výrobního hlediska nákladné a mej značný nedostatek spoččvvaící v tom, že mezi každým sloupcem a stěnam příslušrých komor vznikají vzduchové prostory· Tyto mezery umoonuuí únik teplosměnného média, což vede ke zvýšení ztrát·

Bylo zjištěno, že vzduchová meec^ o velikosti přibližně 6 mm, n^i^l^á^2^€^ející se mezi sloupcem a okolními radiálními a tangenciálními stěnami, způsobuje zvýšení teploty vystupujícího m^é^i.a o přibližně 6 až 7 °C, což v elektrárně o výkonu 100 MW představuje ročně ztrátu 750 až 900 tun topného oleje· V zájmu zamzení těchto ztrát se zkoušelo vkládat mmzi košovitý zásobník a stěny komory těsněni, což však vede pouze ke zvýšení průtočného odporu a účinnost se nezvýší· Jestliže jsou pro přidržování sloppce desek k sobě použity košovvté zásobníky, nelze mmžeru zmeenšt pod 6 mm.

Za účelem zmennení mezery mezi sloupci a okolními stěnami na přibližně 3 mm se prováděly pokusy se sloupci desek bez koěovitých zásobníků· Meezra 3 mm je totiž zcela přijatelná, protože z praktických pokusů vyplývá, že taková mezera přenos tepla nezhoršuje· Sloupec desek bez koěovitého zásobníku popsaný ve švédském patentu č· 7301904-4 sestává z teplosměniných desek uspořádaných jedna na druhé a přidržovaných navzájem k sobě pomocí nosného rámu, na který přiléhá jeden konec sloupce·

V průběhu přepravy jsou desky k sobě přitaaoovány ocelovými třmeny obepPnajícííi nosný rám a sloupec desek· Rám je opatřen svislou zvedací tyčí vystuppjící vzhůru z horní strany· Po vlošení sloupce do příslušné komory se třmeny odříznou a odstraní, v důsledku čehož se sloupec desek v radiálním směru roztáhne a dosedne na tangenciální stěny· Aby se v průběhu vytváření sloupců zachovala vzájemná poloha desek, používá se vodicích tyčí procházzjících radiálním směrem otvory ve sloupci desek, účelem těchto vodicích tyčí je tedy zabráni vzáeoπméíu po^^ш^l^j^:í desek v bočním směru po vložení do komory a odstranění třmenů·

Vodicí tyče ve sloupcích ziůstávaaí· Přestože se v případě sloupce roztahujícího se k tangenciálním stěnám dosáhne určitého pokroku ve snížení úniku plynu, má tato konstrukce sloupce řadu nedostatků· Nezbytný nosný rám nesoucí v průběhu přepravy celou hmotu sloupce, to jest 200 až 400 kg, je nákladný a z^ežuje užitečný prostor v rotoru tepelného výmoku· Těsně utažené třmeny pak způsobu j deformace okrajů vnějších desek, které z^šuj průtočný odpor· Třmeny se navíc po spuětění sloupce do komory obtížně od stranu;)!·

Roozažení sloupce desek v radiálním směru po přeříznutí třmenů způsobuje, že mezi deskami ve sloupci vzniknou určité meeery, takže kanálkové průchody mezi sousedními deskami vytvořené profilováním desek jsou porušeny, cpž má za následek snížení účinnoosi·

Uvedené nedostatky odstrauuje sloupec na sebe přiléhajících pravoúhlých desek pro uložení do komory vymezené radiálními a tangenciálními stěnami v regeneračním výměníku tepla, kde desky jsou profilovány tak, že mezi dvěma stranami sloupce desek jsou vytvořeny průchody pro teplosměnné médium, přičemž sloupec desek je opatřen prostředky pro sevření desek ve sloupci tvořenými tažnými tyčemi a prostředky pro přepravu sloupce, jehož podstata spočívá podle vynálezu v tom, že tažné tyče jsou nejméně ve dvojicích navzájem rovnoběžné a procházejí vzájemně se kryjícími otvory v deskách, přičemž tyto otvory mají stejný tvar a rozměry jako je příčný průřez příslušné tažné tyče, které jsou na svých koncích opatřeny pevnými zajiětovacími patkami dosedajícími na krajní desky sloupce, které přitlačují desky к sobě navzájem, přičemž na nejméně jedné tažné tyči jsou vytvořeny závěsná oka.

Tažné tyče mají obdélníkový průřez, jehož užěí strany jsou rovnoběžné s horní a spodní stranou sloupce. Výška profilu tažné tyče je přitom podstatně větší než jeho šířka.

Zajišlovací patky jsou tvořeny hlavou pevně spojenou s tažnou týčí a samostatnou zajištovací deskou upevněnou na volný konec tažné tyče vystupující ze sloupce desek. Výhddné je provedení, ve kterém je zajištovací patka к tažné tyči přivařena. Nejméně dvě krajní desky na obou protilehlých čelních stranách sloupce desek jsou spolu pevně spojeny.

Závěsná oka jsou tvořena smyčkami pružného ocelového lana. Výhodné provedení spočívá v tom, Že závěsné oko sestává z tyče, ve které je vytvořen podlouhlý otvor, kterým prochází tažná tyč.

Nový a vyšší účinek vynálezu spočívá v tom, že po vložení tažných tyčí a přivaření patek na volné konce tažných tyčí se získá pevný sloupec s neměnnými rozměry, jejichž tolerance lze udržet ve velmi těsných mezích a přizpůsobit prostoru v komoře rotoru regeneračního výměníku tepla. Únik mezi stěnami komory a sloupcem je tedy minimální a účinnost výměníku tepla je maximální. Výroba sloupce podle vynálezu je mimo to snažší a jednodušší než výroba dosud známých sloupců.

Podstata vynálezu bude v dalším objasněna na neomezujícím příkladu jeho provedení, který je popsán pomocí připojených výkresů, které znázorňují: obr» 1 perspektivní pohled na válcový regenerační předehřívač vzduchu s komorami, ve kterých jsou uloženy sloupce desek podle vynálezu, obr. 2 zjednodušený perspektivní pohled na sloupec desek, obr. 3 perspektivní pohled na sloupec desek se čtyřmi tažnými tyčemi a závěsnými oky, obr. 4 tažnou tyč s volnou patkou v řezu a obr. 5 řez dvěma navzájem spojenými teplosměnnými deskami a závěsným okem připevněným к jedné z desek.

Desková jednotka 1 sestává ze sloupce £ desek 11. 12, £3, 44, které ačkoliv to z obr.

až 3 není zřetelně patrné, jsou o sobě známým způsobem profilovány, takže mezi dvěma na sebe dosedajícími deskami Ц, 12 jsou vytvořeny kanálky pro teplosměnné médium, například plyn nebo vzduchy Průtočné kanálky nebo průchody jsou nejlépe patrné na obr. 5, kde jsou ve směru průtoku znázorněny části dvou desek 13, 1 4. Všechny desky 11. 12. 13. 14 ve sloupci mají stejnou výšku a postupně se měnící šířku, takže sloupec 2 má trapezoidální tvar. Horní strana 2 a spodní strana 4 sloupce 2 desek 11 . 12. 13. 1 4 jsou navzájem rovnoběžné a obě boční strany g, 6 se sbíhají к vnitřní stěně 1 komory v rotoru předehřívače. Tuto komoru tvoří vnitřní stěna i, vnější stěna £ a dvě radiální stěny 2, 1 0. Každá deska, to jest desky 11. 12 na obr. 5, je vyrobena s velmi malými tolerancemi a po uložení desek 11 . 12.

13. 14 do sloupce 2 leží jejich hrany v rovině bočních stran g, 6, což má rozhodující význam pro to, aby se velikost vzduchové mezery mezi sloupcem 2 desek 11 . 12. 13, 14 a příslušnými radiálními stěnami g, 10 udržela minimální, to jest rovná 3 шт nebo menší.

Pro zhotovení sloupce 2 desek 11. 1Ž, 13, 11 podle vynálezu je třeba v deskách Ц,

12. 13. 14 v definovaných místech vyrazit otvory, to jest otvory 1 5. 16, 17. 18 na obr. 2, které se po sestavení sloupce g ve všech deskách .11 4 12. 13. 1 4 budou krýt a budou ve všech deskách 11; 12. 13. 14 tvořit průchody pro tažné tyče 12, 20. 21 . 22.

Na obr. 4 znázorněná tažná tyč 24 je opatřena zajištovací patkou 23. která je zde znázorněna jako obdélníková a může mít samozřejmě také jiný vhodný tvar. Tato zajištovací patka 23 je pevně připojena к tažné tyči 24 o obdélníkovém průřezu 25.

Po vložení zhotoveného sloupce 2 desek 11. 12. 13. 1 4 do komory ve vodorovném rotoru bude zajišťovací patka 23 dosedat na vnitřní stěnu 2 na obr. 1, a musí být co možná nejniŽSí, vysoká nejvýše 3 mm, čímž se dosáhne nejvySŠí možné účinnosti předehřívače. Uvedená tažná tyč 24 může být široká například 44 mm a silná 5 mm. Síla tažné tyče 24 by měla být co nejmenší, aby se ve sloupci 2 desek dosáhlo minimálního průtočného odporu pro plyn nebo vzduch.

Tažné tyče 12, 22» 21» vložené do příslušných otvorů 15. 16. 12» 1£ ^8e mohou v podélném směru poněkud zužovat, bučí v celé délce nebo v koncové části 26. Otvory 1 5. 15, 12» 1§ mají stejný tvar jako je průřez tažných tyčí 19. 20. 21» 2J a jen nepatrně větší rozměry, takže desky Ц, 12j U, IX budou na těchto tažných tyčích 12, 20. 21» 22 uloženy bez vůle.

Po sestavení sloupce 2 desek Ц, 1£, 13. 14 jsou do průchodů tvořených kryjícími se otvory 15, 15» 12» 12 zasunuty tažné tyče 12, 22» 21» 22 a sloupec 2 desek Ц, 12» 13» 14 je stlačen tlačným ústrojím působícím na zajišťovací patky 23 tažných tyčí 19. 20, 21» 22· Zajišťovací patka 27 s otvorem 28 odpovídajícím příčnému průřezu 25 tažné tyče 24 se nachází proti volnému konci, to jest koncové části 26 příslušné tažné tyče 19 22» 21» 22·

Poté, když je sloupec 2 desek 11 . 12, 13. 1.4 dostatečně stlačen a volné koncová část 26 je zatlačena do otvoru 28 v zajišťovací patce 27. J^e tato zajišťovací patka 27 ke koncové části 26 přivařena a protože zajišťovací patka 27 přiléhá na vnější desku podobně jako zajišťovací patka 23« jsou desky 11. 12, 13, 14 к sobě přitlačeny v definované vzájemné poloze. Je možno také použít tažné tyče o jiném průřezu, například kruhovém, avěak obdélníkový průřez s malou výškou a velkou Šířkou je nejvýhodnější, protože se tak dosáhne malého průtočného odporu a dostatečné tuhosti celého sloupce 2 při Jeho zavěšení na jednu nebo více tažných tyčí 12» 22» 21» 22·

Na obr. 3 jsou obě horní tažné tyče 15, 22 opatřeny závěsnými oky 29. 30. 31 . 32. Tato závěsná oka 22, 32» 31» 32 Jsou součástmi lanových smyček vytvořených mezi dvěma deskami kolem tažných tyčí 12, 20 á vystupujících had horní stranu 3 sloupce 2 desek 11 . 12, 13» 14· Jestliže se má na sebe stehovat více sloupců 2 desek 11, 12, 13. 14 mohou být tato závšsná oka 22» 32» 31» 32 snadno zasunuta dolů ipazi desky. Je možno použít také jiná závěsná ústrojí, například závěsná oka vyrobená z ploché tyče, která Jsou přivařena к jedné nebo několika deskám ve svazku 2 desek 11. 12, 13. 14. Takové závěsné oko 32* * přivařené к desce 14 je znázorněno na obr. 5.

Tažné tyče 12, 22» 21» 22 Jejichž počet může být různý, například čtyři, jsou , Jak je znázorněno na obr. 3, uspořádány s výhodou v rovinách rovnoběžných s horní stranou 3 a spodní stranou £, které jsou navzájem rovnoběžné. Tažné tyče 19. 22» 21» 22 však nemusí ležet v těchto rovinách. Na obr. 3 znázorněné tažné tyče 12» 20. 21» 22 se od sebe ve směru zleva doprava rozbíhají. Tažné tyče 12» 22» 21» 22 mohou samozřejmě probíhat i rovnoběžně, takže všechny desky 11. 12, 13. 14 pak mohou být děrovány ve stejných místech. V tomto případě budou tažné tyče 12, 22» 21» 22 kolmé na všechny desky 11. 12, 13» 14 ve sloupci 2» což usnadňuje sestavování a umožňuje výhodné rozložení tlaku.

Jiný druh závěsného ústrojí, jehož činnost v podstatě odpovídá závěsným okům 22» 32» 11x12 z obr. 3, je znázorněna na obr. 4. Závěsné oko 32* * sestává z plochého ocelového pásku s podlouhlým otvorem 32· šířka podlouhlého otvoru 32 odpovídá síle tažné tyče 24· Závěsné oko 32** je znázorněno v závěsné poloze, kdy spodní hrana 37 podlouhlého otvoru 35 dosedá na spodní stranu tažné tyče 24·

Horní konec závěsného oka 32* *. který není znázorněn, vystupuje nad horní stranu J sloupce 2 desek 11. 12. 13. 14 což umožňuje přepravu tohoto sloupce 2· ^v případě, že závěsné oko 32* * není v činnosti, může být zasunuto zpět do sloupce 2» kdy horní hrana 32 podlouh212215 lého otvoru 35 dosedne na horní střenu tažné tyče - 24. Horní konec závěsného oka 32** v této poloze lícuje s horní stromou £ slopce 2 desek 12, ££, 14 nebo se nachází ještě níže.

V případě velmi rozměrných sloupců £ desek ££, 12, Ц, 14 může být účelné vyztužit koncové stěny, na které dosedaaí-zajišťovací patky £3, 22 tažných tyčí JL2, £0, £1, 22. Jedna možnoot vyztužení koncové stěny je znázorněna na obr. £, ze kterého je zřejmé, že dvě krajní desky 13. 14. to jest desky doseeaa^c na vnitřní nebo vnější stěnu X, £ komory, jsou navzájem spojeny nýty ££. Každá taková koncová stěna může být tvořena několika, například čtyřmi deskami, spojenými navzájem snýtováním nebo bodovým svářením.

Slupec £ desek ££. ££, Ц, 14 podle vynálezu je z výrobního hlediska jednoduchý, podstatně lacinější než dříve používané sloupce desek a navíc umooňuje velmi podstatné zmenšení mezery mezi stěnami j, g komory a vyrobeným sloupcem £, protože vně krajních desek_jsou pouze zajiětovací patky 2¾. 22 tažných tyčí £2, 2SL» 21» 22. Tyto 'zajiětovací patky 23. 27 mohou být velmi nízké, například 3 mm a vytvářejí vzduchové mezery pouze u vnitřní stěny £ a vněěSí stěny g. Protože desky 11. 12. £3. 14 jsou profilované, to jest některé jejich oblasti vystupují, mohou být zajiětovací patky 23. 27 umístěny mezi tyto vystouplé objati desek ££, £2. ££, £4. takže zajiětovací patky _23.. 27 nebudou přesahovat obrys desek £1, £2. ££, £4. Jediným činitelem, který ovlivňuje velikost vzduchové mmzery, je pak výrobní přenost.

Jsou možné různé obměny provedení tažných tyčí £2. 20. 21. 22 a jejich zajišťovacích patek 23. 27. Místo přivařených zajišťovacích patek 27 se mohou například pouuít matice našroubované na výstupky vytvořené na koncích tažných tyčí £2, 20. 21. 22. Dále je možné vooit jiný počet tažných tyčí £2, 20, £1, 22 a uspořádat dvě tažné tyče odpovídajícím tažným tyčím ££, 20 nahoře v rovině rovnoběžné se spodní a horní stranou £, £ sloupce g a zbýwaící tažné tyče 21. 22 přemístit do střední roviny proclházéící svisle sloupcem g. Je také možno pouuít jedinou centrálně uspořádanou tažnou tyč, která je opatřena závěsnými oky.

Claims (8)

1. Sloupec na sebe přiléhajících pravoúhlých desek pro uložení do komory vymezené ra- diálnzmi a tangenciálními stěnami v regeneračním výměníku tepla, kde desky jsou profilovány tak, že mezi dvěma strmiEmi sloupce desek jsou vytvořeny průchody pro teplosměnné médium přičemž sloupec desek je opatřen prostředky pro sevření desek ve sloupci tvořenými tažnými tyčemi a prostředky pro přepravu sloupce, vyznaauuící se tím, že tažné tyče (19, 20, 21, 22) jsou nejméně ve dvojicích navzájem rovnoběžné a procházzjí vzájemně se kryjí cí i otvory (1£, 16, 17, 18) v deskách (11, 12, 13, 14), přičemž tyto otvory (15, 16, 17, 18) mma* stejný tvar a rozměry jako je příčný průřez příslušné tažné tyče (19, 20, 21, 22), které jsou na svých koncích opatřeny pevnými zajišťovacími patkami (23, 27) dosedajícími na krajní desky (11) sloupce (2), které přitlačují desky (11, 12 13, 14) k sobě navzájem, přičemž na nejméně jedné tažné tyči (19, 20, 21, 22) jsou vytvořena závěsná oka (29, 30, 31, 32, 32).

2. Sloupec podle bodu 1, vyznačuící se tím, že tažné tyče (19, 20, 21, 22) mmaí obdélníkový průřez, jehož užší strany jsou rosnoběžné s horní a spodní stranou (3, 4) sloupce (2).

3. Sloupec podle bodu 1, vyznaaiuící se tím, že výška profilu tažné tyče - (19, 20, 21, 22) je podstatně větší než jeho šířka.

4. Sloupec podle bodu 1, vyznnačuíci se tím, že zajišťovací patky (23, 27) jsou vytvořeny hlavou pevně spojenou s tažnou tyčí (24) a samostatnou zajišťovací deskou upevněnou na volný konec tažné tyče (24) vystupující ze sloupce (2) desek (11, 12, 13, 14)·

5. Sloupec pó&Le bodu 4, ¥у2паё1^^ se tím, že zajišťovací - - patka (27) je k tažné tyči (24) přivařena· л

6. Sloupec podle kteréhokooiv z bodů 1 až 5, vyjínící se tím, - že nejméně dvě krajní desky (13, 14) na obou protilehlých čelních stranách sloupce (2) desek jsou spolu pevně spojeny·

7'r Sloupec podLe kteréhokoliv z bodů 1 až 6, vyznačuje! se tím, že závěsná - oka (29, 30, 31, 32) jsou tvořena smyčkami pružného ocelového lana·

8· Sloupec podle bodu 1, vyzneauujcí se tím, že závěsné oko (32) sestává z tyče, ve které je vytvořen podlouhlý otvor (35), kterým prochází tažná tyč (24).