CS261073B1

CS261073B1 - Heat exchanger

Info

Publication number: CS261073B1
Application number: CS869280A
Authority: CS
Inventors: Dusan Banic; Ladislav Cepel; Antonin Petrovsky; Bohumil Mikula; Marian Siegfried
Original assignee: Dusan Banic; Ladislav Cepel; Antonin Petrovsky; Bohumil Mikula; Marian Siegfried
Priority date: 1986-12-12
Filing date: 1986-12-12
Publication date: 1989-01-12
Also published as: CS928086A1

Abstract

Riešenie sa týká výmenníka tepla pre priemyslové pece, například narážacie pece. Sústava vo výmenníku je tvořená trubkami, ktorých jeden koniec je pevne uložený v zbernej krabici a druhý koniec je v zbernej krabici uložený volné, pričom trubky sú rozmiestnené šachovitě. Volné uloženie je utěsněné pomocou dilatačného puzdra. Dilatačně puzdro je tvořené vodiacim nákružkom uloženým v otvoroch zbernej krabice, pričom spodný koniec vodiaceho nákružku je uložený v sedle s tesniacou hmotou o nižšom bode tavenia ako je bod tavenia materiálu trubiek, například z hliníkového krúžku, upevnenom na volnom konci trubiek.The solution concerns an industrial heat exchanger furnaces, for example ram furnaces. system in the exchanger is formed by pipes, whose one end is fixed in the collection box and the other end in the collection box the box stowed loose, with the tubes being spaced chess. Free storage is sealed with an expansion sleeve. dilation the housing is formed by a guide collar placed in the openings of the collection box, with the lower end of the guide collar it is seated in the seat with sealant less the melting point as the melting point of the material pipes, for example, an aluminum ring, fixed to the free end of the tubes.

Description

Vynález sa týká kovového trubkového výmenníka tepla, ktorý pracuje pri teplote do 1 200 C.The invention relates to a metal tube heat exchanger which operates at a temperature of up to 1200 ° C.

Pri ohřevu roznych materiálov, predovšetkým hutnických polotovarov v priemyslových peciach, vzniká odpadne teplo, ktoré sa využívá vo výmenníkoch tepla na ohřev roznych médií. Konstrukci® výmenníkov tepla je róznorodá. V našom případe ide o výmenník tepla — rekuperátor, so zvislými za sebou uloženými trubkami, ktorých konce sú uložené pevne vo zberných krabiciach. Trubky sú vyrobené obyčajne válcováním z chromniklovej ocele a prvé 4 rady sú v střede ohnuté proti zmaru prúdu spalin. Toto ohnutie má slúžiť na vyrovnanie tepelnej dilatácie materiálu. Trubky získávajú teplo sáláním, priecliodom spalin z ohrievacích pecí a teplo odovzdávajú vzduchu prúdiacemu v trubkách. Do priestoru výmenníka prichádzajúce spaliny o teplote 950 až 1150 °C sposobu jú značnú tepelnú rozťažnosť trubiek. V miestach ohnutia trubiek a pevného uloženia v zberných krabiciach dochádza k nadměrným pnutiam, až k poškodeniu celého výmeníka.The heating of various materials, especially metallurgical semi-finished products in industrial furnaces, generates heat, which is used in heat exchangers for heating various media. The design of the heat exchangers® is diverse. In our case, it is a heat exchanger - recuperator, with vertical pipes laid in a row, the ends of which are fixed in collecting boxes. The tubes are usually made of chromium-nickel steel by rolling, and the first 4 rows are bent in the center against the failure of the flue gas stream. This bending is intended to compensate for the thermal expansion of the material. The tubes acquire heat by radiation, by passing flue gases from the heating furnaces and transfer the heat to the air flowing in the pipes. Flue gas entering the exchanger compartment at a temperature of 950 to 1150 ° C causes considerable thermal expansion of the pipes. Excessive stresses occur at the bending points of the tubes and the fixed installation in the collection boxes, and the entire exchanger is damaged.

Uvedené nevýhody odstraňuje výmenník tepla tvořený sústavou trubiek šachovito rozmiestnených. jeden koniec trubiek je volné uložený do jednej zbernej krabice s plynotesným uzáverom, druhý je pevne spojený v druhej zbernej krabici. Volné konce trubiek sú uložené v dilatačnom puzdre. Podstata vynálezu spočívá v tom, že dilatačně puzdro je tvořené vodiacim nákružkom uloženým v otvoroch zbernej krabice, pričom spodný koniec vodiaceho nákružku je uložený v sedle s tesniacou hmotou o nižšom bode tavenia, ako je bod tavenia materiálu trubiek, napr. z hliníkového krúžku, upevnenom na volnom konci trubiek.These disadvantages are overcome by a heat exchanger consisting of a plurality of chess tubes. one end of the tubes is loosely placed in one collection box with a gas-tight closure, the other is rigidly connected in the other collection box. The free ends of the tubes are housed in an expansion sleeve. According to the invention, the expansion sleeve is formed by a guide collar housed in the openings of the collection box, the lower end of the guide collar being housed in a seat with a sealant of lower melting point than the melting point of the tube material, e.g. made of an aluminum ring mounted on the free end of the tubes.

Výhodou předloženého tesnenia výmenníka tepla je, že má vysokú účinnost' pri dokonalej odolnosti voči změnám teplot, čím sa predlžuje mnohonásobné životnost výmenníka. Přitom šachovilé usporiadanie trubiek zaisťuje sinusové prúdenie odchádzajúcich spalin, čím sa zvýši účinnosť odovzdávania tepla trubkám a vylučuje volný priechod spalin. Volné uloženie jedného konca trubiek s utěsněním vylučuje deformáciu pri zmene tepelnej rozlažnosti trubiek a zabraňuje nežiaducemu úniku plynov.An advantage of the present heat exchanger seal is that it has a high efficiency with excellent resistance to temperature changes, thereby extending the heat exchanger's multiple service life. At the same time, the chess arrangement of the pipes ensures the sinusoidal flow of the outgoing flue gas, thereby increasing the heat transfer efficiency of the pipes and eliminating the free passage of the flue gas. A loose fit of one end of the pipe with a seal avoids deformation when the thermal expansion of the pipe changes and prevents unwanted gas leakage.

Příklad kovového trubkového výmenníka tepla podlá vynálezu je zobrazený na pripojenom výkrese, kde na obr. 1 je pozdížny rez, na obr. 2 priečny rez výmenníkom a na obr. 3 ie detail uloženia volného konca trubiek v dilatačnom puzdre.An example of a metal tube heat exchanger according to the invention is shown in the attached drawing. 1 is a longitudinal section, FIG. 2 shows a cross section of the exchanger; and FIG. 3 is a detail of the free end of the tubes in the expansion sleeve.

Trubky 1 výmenníka sú jedným koncom upevněné v otvoroch zbernej krabice 2 zvarom a druhým koncom volné uložené v otvoroch zbernej krabice 3. Trubky 1 sú usporiadané šachovito. Na volnom konci trubiek 1 je privarené sedlo 7 s vloženou tesniacou hmotou 8, v danom případe s hliníkovým krúžkom, ktorý sa pri prevádzke v sedle 7 roztaví. Otvor v druhej zbernej krabici 3, do ktorého zasahuje volný koniec trubiek 1, je opatřený vodiacim nákružkom 6, ktorý so sedlom 7 s vloženým hliníkovým krúžkom ako s tesniacou hmotou, tvoří dilatačně puzdro 5. Pri prevádzke trubky 1 volné dilatujú, pričom je zabezpečený plynotesný spoj a nedochádza k úniku ohrievaného média.The exchanger tubes 1 are welded to one end of the collection box 2 by welding and the other end loosely housed in the collection box 3 holes. At the free end of the tubes 1, a seat 7 is welded with sealant 8 inserted, in this case an aluminum ring, which melts during operation in the seat 7. The opening in the second collecting box 3, into which the free end of the tubes 1 protrudes, is provided with a guide collar 6 which forms a dilatation sleeve 5 with the seat 7 with an inserted aluminum ring as sealing compound. joint and there is no leakage of the heated medium.

Hliníkový krúžok može byť nahradený krúžkom z iného lahkotavitelného kovu, napr. zo zinku, olova alebo ich zliatinami, připadne krúžkom z lisovaného skelného materiálu. Pre zamedzenie agresívnych účinkov tesniaceho materiálu na trubky výmeníka je vhodné tieto povrchovo chránit.The aluminum ring may be replaced by a ring of other molten metal, e.g. made of zinc, lead or alloys thereof, or a ring of pressed glass material. To prevent aggressive effects of the sealing material on the heat exchanger tubes, it is advisable to protect them from the surface.

Uvedený výmenník tepla je určený pre narážacie pece, slúžiace pre ohřev hrám na 1 250 až 1 300 °C, u ktorých odchádzajúce spaliny majú teplotu 950 až 1150 °C, a je zhotovený z odstredivoliatych tenkostenných chromniklových trubiek. Tým, že trubky sú zvislé a šachovito usporiadané, vykonává prúdiace .médium sinusovú dráhu. Životnosť výmenníka tepla podlá vynálezu vysoko převyšuje životnost doposiaí užívaných trubkových výmenníkov tepla.Said heat exchanger is designed for ramming furnaces for heating games at 1250 to 1300 ° C, where the outgoing flue gas is at a temperature of 950 to 1150 ° C, and is made of centrifugal cast aluminum thin-walled tubes. Because the tubes are vertical and chess-like, the flowing medium performs a sinusoidal path. The lifetime of the heat exchanger according to the invention greatly exceeds the lifetime of the previously used tube heat exchangers.

Claims

A heat exchanger consisting of a set of chess-spaced tubes with one end fixed and the other end free by means of an expansion sleeve housed in a collection box, characterized in that the expansion sleeve (5) is formed by a guide collar (6) housed in the collection openings

BACKGROUND OF THE INVENTION wherein the lower end of the guide collar (6) is seated in a seat (7) with a sealant (8) of a lower melting point than the melting point of the tube material (1j), e.g. pipe ends (1).