EA046097B1 - SUPPORTING UNIT IN THE THERMAL ACCUMULATOR - Google Patents
SUPPORTING UNIT IN THE THERMAL ACCUMULATOR Download PDFInfo
- Publication number
- EA046097B1 EA046097B1 EA202391115 EA046097B1 EA 046097 B1 EA046097 B1 EA 046097B1 EA 202391115 EA202391115 EA 202391115 EA 046097 B1 EA046097 B1 EA 046097B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- support
- block
- bricks
- accumulator according
- load
- Prior art date
Links
- 239000011449 brick Substances 0.000 claims description 120
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 87
- 238000012856 packing Methods 0.000 claims description 77
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 claims description 15
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 9
- 230000009970 fire resistant effect Effects 0.000 claims description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 4
- 238000009499 grossing Methods 0.000 claims description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 53
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 4
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 3
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 3
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 3
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 241000543067 Adenia spinosa Species 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000006146 Dioscorea elephantipes Nutrition 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Description
Область техникиField of technology
В общем, изобретение относится к тепловому аккумулятору, прежде всего к кауперу, используемому для выработки горячего воздуха дутья. Более конкретно, оно относится к улучшенному опорному узлу для поддержки теплорегенерирующей насадки, предназначенной для использования в таком тепловом аккумуляторе.In general, the invention relates to a thermal accumulator, especially a cowper, used to generate hot blast air. More particularly, it relates to an improved support assembly for supporting a heat recovery nozzle for use in such a thermal storage device.
Уровень техникиState of the art
Для работы доменной печи требуются большие количества горячего воздуха, также известного как горячее дутье. Холодный воздух предварительно нагревается в больших тепловых аккумуляторах, называемых кауперами, и вводится в виде горячего дутья в нижнюю часть доменной печи. Каждая доменная печь типично обеспечена тремя кауперами, хотя также возможны альтернативные компоновки.A blast furnace requires large quantities of hot air, also known as hot blast, to operate. Cold air is preheated in large heat accumulators called cowpers and introduced as hot blast into the bottom of the blast furnace. Each blast furnace is typically provided with three cowpers, although alternative arrangements are also possible.
Каждый каупер является большим регенеративным теплообменником, причем типичный пример имеет цилиндрическую форму с куполом, включая в себя топочную часть и регенеративную теплообменную часть. Теплообменная часть обычно состоит из набора огнеупорных насадочных кирпичей, называемых насадкой. Кожух является сварным стальным цилиндром типично диаметром 6-10 мв и высотой 30-50 метров. Кожух рассчитан на противостояние высокому рабочему давлению дутья и изолирован для минимизации тепловых потерь и для предотвращения структурного повреждения кожуха, вызываемого высокими температурными напряжениями.Each cowper is a large regenerative heat exchanger, with a typical example being cylindrical in shape with a dome, including a combustion section and a regenerative heat exchange section. The heat exchange part usually consists of a set of refractory packed bricks called a packing. The casing is a welded steel cylinder, typically 6-10 mv in diameter and 30-50 m high. The casing is designed to withstand high operating blast pressures and is insulated to minimize heat loss and to prevent structural damage to the casing caused by high temperature stresses.
Рабочий цикл такого каупера по существу имеет две фазы: на газе и на воздухе.The operating cycle of such a cowper essentially has two phases: gas and air.
Во время фазы на газе горючий газ, главным образом доменный газ и коксовый газ, и воздух для горения смешиваются и сгорают в топочной части каупера, и горячий топочный газ используется для нагревания насадки посредством направления горячего топочного газа сверху вниз через насадку. Температура в верхней части насадки, температура купола, может составлять примерно 1400°С. Температура топочного газа снижается по пути вниз в направлении нижней части насадки. Нижняя часть насадки опирается на опорный узел, обычно включающий в себя опорную решетку, состоящую по существу из чугунной решетки, которая размещена над чугунными балками, опирающимися на верхнюю часть вертикальных чугунных колонн, называемых опорными колоннами. Таким образом, под насадкой получается полость. Эта полость в обычных кауперах типично имеет высоту примерно 2-4 м. В то время как опорные узлы показали большой срок службы в кауперах, они ограничены в отношении температуры, которую они могут выдержать. Действительно, максимальная температура горячего топочного газа в месте расположения такого опорного узла ограничена прочностью в нагретом состоянии чугуна и обычно ограничивается до примерно 400°С.During the gas phase, combustible gas, mainly blast furnace gas and coke oven gas, and combustion air are mixed and burned in the combustion chamber of the cowper, and the hot flue gas is used to heat the packing by directing the hot flue gas from top to bottom through the packing. The temperature at the top of the nozzle, the dome temperature, can be approximately 1400°C. The temperature of the flue gas decreases on its way down towards the bottom of the nozzle. The bottom of the nozzle rests on a support assembly, typically including a support grid consisting essentially of a cast iron grid that is placed over cast iron beams supported by the top of vertical cast iron columns called support columns. Thus, a cavity is created under the nozzle. This cavity in conventional cowpers typically has a height of approximately 2-4 m. While support assemblies have shown long service life in cowpers, they are limited in the temperature they can withstand. Indeed, the maximum temperature of the hot flue gas at the location of such a support assembly is limited by the hot strength of the cast iron and is usually limited to about 400°C.
Когда такая максимальная температура горячего топочного газа достигается в месте расположения опорного узла, сжигание и, следовательно, поток топочного газа останавливаются. Другими словами, количество накопленного тепла в насадке ограничивается максимальной температурой, которую выдерживается опорный узел.When this maximum temperature of the hot flue gas is reached at the location of the reference assembly, combustion and therefore the flow of flue gas is stopped. In other words, the amount of heat stored in the nozzle is limited by the maximum temperature that the support assembly can withstand.
Теперь каупер переводится в фазу на воздухе. Теперь холодный воздух дутья вводится в каупер через полость под насадкой и направляется вверх через горячую насадку. Когда холодный воздух дутья проходит через насадку, тепло передается от насадочных кирпичей к холодному воздуху дутья, превращая последний в горячий воздух дутья. Горячий воздух дутья затем подается к доменной печи. Некоторое количество холодного воздуха дутья также проходит мимо каупера и вводится в горячий воздух дутья перед входом в доменную печь посредством смесительного клапана для обеспечения того, что перед введением в доменную печь поддерживается постоянная температура горячего воздуха дутья. Снижение выходной температуры горячего воздуха дутья ниже определенного температурного порога, обычно примерно 1250°С, предписывает переключение на другой каупер. Тогда каупер снова переходит в фазу на газе. Во время обычной эксплуатации доменной печи используются три каупера, так что по меньшей мере один каупер находится в фазе на воздухе. Однако следует отметить, что в зависимости от планировки производственной базы и типа и конструкции каупера число кауперов может быть также меньше или больше трех. Однако нередким является, например, использование 2 или 4 кауперов на доменную печь или 5 кауперов на две доменные печи.Now the cowper is transferred to the air phase. Now the cold blast air is introduced into the cowper through the cavity under the nozzle and directed upward through the hot nozzle. When cold blast air passes through the nozzle, heat is transferred from the nozzle bricks to the cold blast air, converting the latter into hot blast air. The hot blast air is then supplied to the blast furnace. Some cold blast air also passes by the cowper and is introduced into the hot blast air before entering the blast furnace by means of a mixing valve to ensure that a constant temperature of the hot blast air is maintained before entering the blast furnace. A decrease in the outlet temperature of the hot blast air below a certain temperature threshold, usually approximately 1250°C, requires switching to another cowper. Then the cowper again goes into the gas phase. During normal operation of a blast furnace, three cowpers are used, so that at least one cowper is in the air phase. However, it should be noted that depending on the layout of the production facility and the type and design of the cowper, the number of cowpers can also be less or more than three. However, it is not uncommon, for example, to use 2 or 4 cowpers per blast furnace or 5 cowpers per two blast furnaces.
На комплексных металлургических заводах на кауперы приходится от 10 до 15% от общей потребности в энергии. Известно, что эффективность системы каупера может быть улучшена посредством повышения максимальной температуры горячего топочного газа, которая в настоящее время составляет примерно 400°С.In complex metallurgical plants, cowpers account for 10 to 15% of the total energy requirement. It is known that the efficiency of the cowper system can be improved by increasing the maximum temperature of the hot flue gas, which is currently approximately 400°C.
В патентной заявке США US 2008199820 А1 раскрывается использование опорного узла, включающего в себя опорную решетку и опорные колонны, изготовленные из металла, например из особого чугунного материала, включающего в себя ферритную матрицу и дисперсию вермикулярных или шаровидных графитовых частиц. Использование металла в общем и этого особого чугуна позволяет использовать максимальную температуру горячего топочного газа примерно 600°С. Однако чугун может быть нитридирован посредством аммиака, содержащегося в доменном газе, используемом в качестве горючего газа, когда температура горючего газа выше 500°С, что может сократить срок службы этого опорного узла в кауперах.US Patent Application US 2008199820 A1 discloses the use of a support assembly including a support grid and support columns made of metal, such as a special cast iron material, including a ferrite matrix and a dispersion of vermicular or spherical graphite particles. The use of metal in general and this special cast iron allows the use of a maximum hot flue gas temperature of approximately 600°C. However, cast iron can be nitrided by ammonia contained in the blast furnace gas used as fuel gas when the temperature of the fuel gas is above 500°C, which may shorten the service life of this support unit in cowpers.
- 1 046097- 1 046097
Цель изобретенияPurpose of the invention
Целью настоящего изобретения является разработка теплового аккумулятора, такого как, например, каупер, включающего в себя улучшенный опорный узел для поддержки теплорегенерирующей насадки, способный противостоять высоким температурам и колебаниям температуры горячих газов, а также химическим атакам со стороны этих газов, в то же время обеспечивая по возможности равномерное распределение газа в каупере.It is an object of the present invention to provide a thermal accumulator, such as a cowper, including an improved support assembly for supporting a heat recovery nozzle, capable of withstanding high temperatures and temperature fluctuations of hot gases, as well as chemical attacks from these gases, while at the same time providing as uniform a distribution of gas as possible in the cowper.
Общее описание изобретенияGeneral Description of the Invention
Настоящее изобретения предлагает тепловой аккумулятор, прежде всего каупер, включающий в себя опорный узел и теплорегенерирующую насадку, изготовленную из насадочных кирпичей, причем насадка поддерживается посредством опорного узла. В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения опорный узел включает в себя несущую конструкцию, изготовленную из огнеупорного материала, и несущее перекрытие, также изготовленное из огнеупорного материала, причем несущее перекрытие опирается на несущую конструкцию и расположено и выполнено для того, чтобы служить носителем для насадочных кирпичей насадки.The present invention provides a heat accumulator, especially a cowper, including a support assembly and a heat recovery nozzle made of packed bricks, the nozzle being supported by the support assembly. In accordance with one aspect of the present invention, the support assembly includes a support structure made of a refractory material and a support structure also made of a refractory material, wherein the support structure is supported by the support structure and is located and configured to serve as a carrier for the packing bricks. nozzles
Использование огнеупорного материала предотвращает повреждение опорного узла даже при высокой, примерно до 900°С, температуре и обеспечивает опорный узел высокой стойкостью к растрескиванию вследствие нитрирования или коррозии под напряжением. Поэтому, поскольку опорный узел согласно изобретению не содержит металлических опорных или несущих (конструктивных) элементов, такие как детали из чугуна, он противостоит более высоким, чем обычные, температурам, и воздух может быть нагрет до более высоких температур с использованием являющего целью изобретения каупера, чем при использовании обычных кауперов. Выражение изготовлен из огнеупорного материала обычно относится к несущей конструкции и/или несущему перекрытию, которое соответственно по существу состоит из огнеупорного материала, например керамического огнеупорного материала. Другими словами, несущая конструкция и/или несущее перекрытие, предпочтительно, выполнены только из огнеупорного материала.The use of refractory material prevents damage to the support assembly even at high temperatures, up to approximately 900°C, and provides the support assembly with high resistance to cracking due to nitriding or stress corrosion. Therefore, since the support assembly according to the invention does not contain metal support or load-bearing (structural) elements, such as cast iron parts, it withstands higher than normal temperatures, and the air can be heated to higher temperatures using the cowper object of the invention, than when using conventional cowpers. The expression made of refractory material generally refers to a load-bearing structure and/or load-bearing floor, which is suitably substantially composed of a refractory material, for example a ceramic refractory material. In other words, the supporting structure and/or supporting floor is preferably made only of fire-resistant material.
Поскольку опорный узел способен противостоять более высоким температурам, то тепловой аккумулятор может быть использован для нагревания газов иных, чем воздух, тепловой аккумулятор может быть использован, например, для нагревания сингаза. Для простоты в настоящей заявке обычно обсуждается нагревание воздуха. Однако следует отметить, что могут нагреваться другие газы. Поэтому термин воздух может быть здесь заменен на газ.Since the support assembly is able to withstand higher temperatures, the heat accumulator can be used to heat gases other than air; the heat accumulator can be used, for example, to heat syngas. For simplicity, this application generally discusses heating of air. However, it should be noted that other gases may become heated. Therefore, the term air can be replaced here by gas.
Преимущественно, использованный для опорного узла огнеупорный материал является керамическим огнеупорным материалом. Предпочтительно огнеупорный материал является таким же материалом, что и использованный для нижней части насадки, таким как, например, высокоглиноземистый материал. Использование материала одного типа является выгодным, так как это снижает риск повреждения опорного узла в условиях, в которых насадка не будет повреждаться.Advantageously, the refractory material used for the support assembly is a ceramic refractory material. Preferably, the refractory material is the same material as that used for the lower part of the nozzle, such as, for example, a high alumina material. Using a single type of material is advantageous as it reduces the risk of damage to the support assembly under conditions where the nozzle would not be damaged.
Предпочтительно несущее перекрытие может быть расположено и выполнено для увеличения, предпочтительно постепенного увеличения, поверхности насадки. Посредством (постепенного) увеличения площади верхней поверхности несущей конструкции доступная для поддержки насадки площадь поверхности (постепенно) увеличивается, то есть опорная поверхность опорного узла (постепенно) увеличивается.Preferably, the load-bearing overlap may be positioned and configured to increase, preferably gradually increase, the surface of the nozzle. By (gradually) increasing the area of the upper surface of the supporting structure, the surface area available to support the attachment is (gradually) increased, that is, the supporting surface of the support assembly is (gradually) increased.
Следует отметить, что термин увеличивать (extend - англ.) следует понимать в наиболее возможном широком смысле. Увеличение несущим перекрытием площади верхней поверхности несущей конструкции может просто означать, что возможные большие отверстия, связанные с формированием несущего узла, уменьшаются или перекрываются несущим перекрытием и, естественно, не должно ограничиваться вариантами осуществления, в которых несущая конструкция не покрывает всю нижнюю часть каупера.It should be noted that the term extend should be understood in the broadest possible sense. The increase by the load-bearing floor in the area of the upper surface of the support structure may simply mean that the possible large openings associated with the formation of the load-bearing assembly are reduced or covered by the load-bearing floor and, of course, should not be limited to embodiments in which the support structure does not cover the entire bottom of the cowper.
Согласно одному варианту осуществления изобретения опорная конструкция может содержать несколько изготовленных из огнеупорного материала опорных колонн. Для обеспечения потока газа через большинство каналов образующих насадку насадочных кирпичей, опорные колонны могут быть полыми колоннами, предпочтительно имеющими по меньшей мере одно сквозное отверстие вдоль радиального направления для сквозного протекания газа. В вариантах осуществления по меньшей мере одно отверстие может быть или круглым отверстием или продолговатым отверстием, и специалисту будет понятно, как приспособить положение, размер и отношение геометрических размеров отверстия для обеспечения удовлетворительной прочности опорной колонны.According to one embodiment of the invention, the support structure may comprise several support columns made of refractory material. To ensure gas flow through most of the channels forming the packing bricks, the support columns may be hollow columns, preferably having at least one through hole along the radial direction for through gas flow. In embodiments, the at least one hole may be either a circular hole or an oblong hole, and one skilled in the art will appreciate how to adjust the position, size, and aspect ratio of the hole to provide satisfactory strength to the support column.
Внутренний диаметр полых опорных колонн, предпочтительно, соответствует 25-75% внешнего диаметра этих опорных колонн, более предпочтительно отношению от 40 до 60%, даже более предпочтительно внутренний диаметр составляет половину внешнего диаметра.The inner diameter of the hollow support columns preferably corresponds to 25 to 75% of the outer diameter of the support columns, more preferably to a ratio of 40 to 60%, even more preferably the inner diameter is half the outer diameter.
Опорные колонны равномерно распределены по основанию каупера для обеспечения по возможности равномерного распределения потока газа. Предпочтительно, и для обеспечения компромисса между потребностью в прочности опорного угла (например, посредством использования более крупных колонн) и достаточным потоком газа и распределением газа, опорные колонны расположены для покрытия между 5 и 40% основания каупера, более предпочтительно между 15 и 30%, даже более предпочтительноThe support columns are evenly distributed across the base of the cowper to ensure that the gas flow is distributed as evenly as possible. Preferably, and to provide a compromise between the need for support angle strength (e.g. through the use of larger columns) and sufficient gas flow and gas distribution, the support columns are positioned to cover between 5 and 40% of the cowper base, more preferably between 15 and 30%, even more preferable
- 2 046097 между 20 и 25%.- 2 046097 between 20 and 25%.
Согласно другому варианту осуществления изобретения опорная конструкция может содержать несколько изготовленных из огнеупорного материала опорных арок. Каждая арка может быть образована посредством нескольких арочных секций, предпочтительно, выполненных так, чтобы быть собранными таким образом, что области соединения будут расположены вдоль радиальных поперечных сечений всей арки. Опорные арки могут быть расположены радиально относительно средней оси теплового аккумулятора или параллельно средней оси теплового аккумулятора.According to another embodiment of the invention, the support structure may comprise several support arches made of fire-resistant material. Each arch may be formed by several arch sections, preferably configured to be assembled such that the joining areas are located along radial cross sections of the entire arch. The support arches can be located radially relative to the average axis of the heat accumulator or parallel to the average axis of the heat accumulator.
Согласно другому варианту осуществления изобретения опорная конструкция может включать в себя несколько опорных стенок, изготовленных из огнеупорного материала, предпочтительно керамического огнеупорного материала. Стенки могут быть расположены как параллельно, так и крестообразно или гексагонально. Опорная конструкция может также содержать несколько переходных кирпичей, выполненных так, чтобы предпочтительным образом простираться между по меньшей мере двумя опорными стенками.According to another embodiment of the invention, the support structure may include a plurality of support walls made of a refractory material, preferably a ceramic refractory material. The walls can be arranged parallel, cross-shaped or hexagonally. The support structure may also comprise a plurality of transition bricks configured to preferably extend between at least two support walls.
Согласно одному варианту осуществления переходные кирпичи могут образовывать несущее перекрытие. Альтернативно, переходные кирпичи могут служить носителем для несущего перекрытия. В любом случае, переходные кирпичи будут таким образом (непосредственно или опосредовано) поддерживать расположенные выше насадочные кирпичи, в то же время одновременно улучшать распределение потока газа во всех каналах насадочных кирпичей, образующих насадку.In one embodiment, the transition bricks may form a load-bearing floor. Alternatively, transition bricks can serve as a carrier for a load-bearing floor. In either case, the transition bricks will thus (directly or indirectly) support the packing bricks located above, while simultaneously improving the distribution of gas flow in all the channels of the packing bricks forming the packing.
Предпочтительно в таких использующих опорные стенки вариантах осуществления несущее перекрытие содержит несущие кирпичи, которые могут быть идентичны образующим насадку кирпичам, так что опирающаяся на несущее перекрытие насадка может оказаться непосредственно опирающейся на опорные стенки. Другими словами, в таких вариантах осуществления несущее перекрытие выполнено посредством насадочных кирпичей насадки.Preferably, in such wall-supporting embodiments, the load-bearing floor comprises load-bearing bricks, which may be identical to the bricks forming the packing, so that the load-bearing cover supported by the floor-bearing floor can be directly supported by the support walls. In other words, in such embodiments, the load-bearing floor is formed by means of packing bricks.
Альтернативно, несущие кирпичи могут быть подобны переходным кирпичам опорной конструкции.Alternatively, the load-bearing bricks may be similar to the transition bricks of the support structure.
В вариантах осуществления, в которых опорные стенки расположены в параллельной или крестообразной конфигурации, может быть предпочтительным использование прямоугольных или квадратных кирпичей в качестве переходных кирпичей несущей конструкции и/или для образования несущего перекрытия.In embodiments in which the supporting walls are arranged in a parallel or cruciform configuration, it may be preferable to use rectangular or square bricks as transition bricks for the load-bearing structure and/or to form a load-bearing floor.
Следует отметить, что предыдущие варианты осуществления могут комбинироваться, так что несущая конструкция может включать в себя или несколько опорных колонн и несколько опорных арок, или несколько опорных арок и несколько опорных стенок, или несколько опорных колонн, несколько опорных арок и несколько опорных стенок.It should be noted that the previous embodiments can be combined so that the supporting structure can include either multiple support columns and multiple support arches, or multiple support arches and multiple support walls, or multiple support columns, multiple support arches and multiple support walls.
Для равномерного распределения теплоносителя (то есть, равномерного распределения газа) опорный узел может окружать кольцевой канал.To ensure uniform distribution of the coolant (ie, uniform distribution of gas), the support assembly may surround the annular channel.
Предпочтительно кольцевой канал выполнен на внешней стороне посредством огнеупорной стенки, защищающей (то есть, изолирующей) стальной цилиндр, образующий, например, каупер. Эта огнеупорная стенка может служить носителем для цилиндрической шахтной стенки каупера. Кроме того, кольцевой канал, предпочтительно, выполнен на внутренней стороне или посредством самого опорного узла (например, несущей конструкции) или перфорированной цилиндрической стенкой, опирающейся на основание каупера. Такая перфорированная цилиндрическая стенка может, предпочтительно, также служить носителем для расположенной выше шахтной насадки.Preferably, the annular channel is formed on the outer side by means of a fire-resistant wall protecting (ie insulating) a steel cylinder forming, for example, a cowper. This fire-resistant wall can serve as a carrier for the cylindrical shaft wall of the cowper. In addition, the annular channel is preferably made on the inner side either by means of the support unit itself (for example, a supporting structure) or by a perforated cylindrical wall resting on the base of the cowper. Such a perforated cylindrical wall can advantageously also serve as a carrier for a shaft nozzle located above.
Кольцевой канал может быть предусмотрен в увеличенной нижней части стального цилиндра или встроен в стальной цилиндр, возможно, требуя уменьшенного диаметра насадки в этой части в зависимости от высоты кольцевого канала. В таких вариантах осуществления над кольцевым каналом насадка может увеличиваться для перекрывания всего внутреннего диаметра каупера.The annular channel may be provided in an enlarged bottom portion of the steel cylinder or built into the steel cylinder, possibly requiring a reduced nozzle diameter in that portion depending on the height of the annular channel. In such embodiments, the nozzle above the annular channel may expand to cover the entire inner diameter of the cowper.
Следует отметить, что распределение газов не ограничивается концентрическим кольцевым каналом вокруг опорного узла. Также можно осуществлять распределение через одну или несколько арок, расположенных между двумя соседними опорными стенками ряда опорных стенок.It should be noted that the distribution of gases is not limited to a concentric annular channel around the support assembly. It is also possible to distribute through one or more arches located between two adjacent supporting walls of a row of supporting walls.
Согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения несущее перекрытие может включать в себя по меньшей мере один из двух следующих слоев или оба слоя в комбинации:According to various embodiments of the present invention, the load-bearing floor may include at least one of the following two layers, or both layers in combination:
слой, описываемый как уширяющая структура, которая может содержать уширяющие блоки, слой, содержащий распределительные блоки и описываемый как распределительное перекрытие.a layer described as a widening structure that may contain widening blocks, a layer containing distribution blocks and described as a distribution overlap.
В контексте настоящего изобретения оба выражения уширяющая структура и несущее перекрытие должны пониматься как относящиеся к несущему перекрытию.In the context of the present invention, both the expressions widening structure and load-bearing floor should be understood as referring to the load-bearing floor.
Согласно первому предпочтительному варианту осуществления несущее перекрытие действует как уширяющая структура и включает в себя несколько рядов насадочных кирпичей. Последовательные ряды насадочных кирпичей расположены в шахматной конфигурации, постепенно увеличивая посредством этого площадь верхней поверхности опорных колонн для перекрывания всей площади поверхности насадки.According to a first preferred embodiment, the load-bearing floor acts as an expansion structure and includes several rows of packing bricks. Successive rows of packing bricks are arranged in a staggered pattern, thereby gradually increasing the top surface area of the support columns to cover the entire surface area of the packing.
Расположения насадочных кирпичей в такой шахматной конфигурации могут быть инспирированы римской кирпичной кладкой. В предпочтительных вариантах осуществления насадочные кирпичи имеютThe arrangement of the stacked bricks in this staggered configuration may be inspired by Roman brickwork. In preferred embodiments, the packing bricks have
- 3 046097 форму гексагональных призм, и первый ряд насадочных кирпичей изготовлен так, что на каждую опорную колонну опираются между одним и двенадцатью насадочных кирпичей, предпочтительно на каждую опорную колонную опираются шесть насадочных кирпичей. Предпочтительно каждый насадочный кирпич первого ряда является соседним по меньшей мере с двумя другими насадочными кирпичами в этом же ряду. Насадочный кирпич может контактировать с соседними кирпичами по меньшей мере двумя смежными сторонами, образуя как можно более компактную сборочную группу, предпочтительно с образованием треугольной формы. Насадочные кирпичи, образующие верхние ряды уширяющей структуры, могут быть расположены так, что каждый ряд сохраняет приблизительно треугольную форму над каждой опорной колонной, между тем увеличивая площадь поверхности треугольной формы в каждом ряду.- 3 046097 form of hexagonal prisms, and the first row of packing bricks is made such that between one and twelve packing bricks are supported on each support column, preferably six packing bricks are supported on each support column. Preferably, each packing brick of the first row is adjacent to at least two other packing bricks in the same row. The packing brick may contact adjacent bricks on at least two adjacent sides to form as compact an assembly as possible, preferably forming a triangular shape. The packing bricks forming the top rows of the expansion structure can be arranged so that each row maintains an approximately triangular shape above each support column, while increasing the triangular shaped surface area in each row.
Альтернативно, насадочный кирпич может контактировать с двумя соседними кирпичами двумя несмежными сторонами, образуя сборочную группу с гексагональной формой. Насадочные кирпичи, образующие верхние ряды уширяющей структуры, могут быть расположены так, что каждый ряд сохраняет приблизительно гексагональную форму над каждой опорной колонной, между тем увеличивая площадь поверхности гексагональной формы в каждом ряду.Alternatively, the packing brick may contact two adjacent bricks on two non-adjacent sides, forming an assembly group with a hexagonal shape. The packing bricks forming the top rows of the expansion structure can be arranged so that each row maintains an approximately hexagonal shape above each support column, while increasing the hexagonal shape surface area in each row.
Предпочтительно, насадочные кирпичи, расположенные в шахматной конфигурации для образования несущего перекрытия, рассматриваемого в качестве уширяющей структуры, являются обычными насадочными кирпичами, более предпочтительно насадочные кирпичи являются такими же, как и использованные для насадки. Существующие насадочные кирпичи могут быть повторно использованы во избежание излишних затрат на производство или во избежание изготовления сложных огнеупорных форм.Preferably, the packing bricks arranged in a staggered configuration to form the load-bearing floor considered as the expansion structure are ordinary packing bricks, more preferably the packing bricks are the same as those used for packing. Existing packing bricks can be reused to avoid unnecessary production costs or to avoid making complex refractory molds.
Альтернативно, некоторые специальные кирпичи могут быть выполнены для образования несущего перекрытия. Согласно второму предпочтительному варианту осуществления несущее перекрытие включает в себя по меньшей мере один уширяющий блок, имеющий две параллельные поверхности и по меньшей мере три другие поверхности, обычно шесть других поверхностей. По меньшей мере три другие поверхности называются боковыми поверхностями. Первая параллельная поверхность уширяющего блока задает нижнюю поверхность, предназначенную для/выполненную для опоры на несущую конструкцию, предпочтительно на опорные колонны, а вторая параллельная поверхность уширяющего блока задает верхнюю поверхность, предназначенную для/выполненную для поддержки насадки. Другими словами, первая параллельная поверхность уширяющего блока задает нижнюю поверхность, опирающуюся на несущую конструкцию, а вторая параллельная поверхность уширяющего блока задает верхнюю поверхность, поддерживающую насадку.Alternatively, some special bricks can be made to form a load-bearing floor. According to a second preferred embodiment, the load-bearing floor includes at least one expansion block having two parallel surfaces and at least three other surfaces, typically six other surfaces. At least three other surfaces are called side surfaces. The first parallel surface of the widening block defines a lower surface designed to support a supporting structure, preferably support columns, and the second parallel surface of the widening block defines an upper surface designed to support the nozzle. In other words, the first parallel surface of the expansion block defines a lower surface supported by the supporting structure, and the second parallel surface of the expansion block defines an upper surface supporting the nozzle.
Выражение предназначенную для поддержки насадки или выполненную для поддержки насадки должны пониматься в широком смысле, причем насадка помещается над уширяющими блоками без ограничения по положению в прямом контакте с уширяющими блоками.The expression intended to support a nozzle or configured to support an nozzle should be understood in a broad sense, with the nozzle being placed above the widening blocks without limitation in position in direct contact with the widening blocks.
Уширяющий блок согласно настоящему изобретению может иметь форму гексагональной призмы или усеченной гексагональной пирамиды.The widening block according to the present invention may have the shape of a hexagonal prism or a truncated hexagonal pyramid.
Уширяющий блок, имеющий форму гексагональной призмы, может быть описан как большой блок, большой гексагональный насадочный кирпич или просто большой насадочный кирпич. Такая форма уширяющего блока облегчает изготовление, а также его установку. Увеличение площади верхней поверхности опорных колонн до внутренних стенок каупера может быть более легким.A hexagonal prism shaped expansion block may be described as a large block, a large hexagonal packing brick, or simply a large packing brick. This shape of the widening block makes it easier to manufacture as well as install it. Increasing the top surface area of the support columns to the inner walls of the cowper may be easier.
В вариантах осуществления, в которых уширяющий блок имеет форму гексагональной усеченной пирамиды, меньшая из двух параллельных поверхностей рассматривается в качестве нижней поверхности, а уширяющий блок может быть описан как представляющий форму стопы слона.In embodiments in which the flaring block is shaped like a hexagonal truncated pyramid, the smaller of the two parallel surfaces is considered to be the bottom surface, and the flaring block may be described as representing the shape of an elephant's foot.
Уширяющий блок, какой бы ни была его форма, находится между опорной колонной, на которую он опирается, и нагрузкой насадки, непосредственно или опосредованно опирающейся на него, увеличивает площадь опорной поверхности колонны и, таким образом, делает возможным лучшее распределения ограничений в несущем перекрытии.The expansion block, whatever its form, located between the supporting column on which it rests and the load of the attachment directly or indirectly resting on it, increases the supporting surface area of the column and thus makes possible a better distribution of constraints in the load-bearing floor.
Предпочтительно уширяющий блок включает в себя по меньшей мере один внутренний канал, расположенный по центру относительно верхней поверхности блока. В вариантах осуществления, в которых уширяющий блок включает в себя более чем один внутренний канал, каналы предпочтительно расположены в виде регулярного шаблона, то есть повторяющегося шаблона, выходные отверстия которых расположены на верхней поверхности уширяющего блока. Термин регулярный шаблон может, таким образом, относиться к упорядоченному, соответственно неизменному, расположению каналов относительно друг друга. Для обеспечения более равномерного потока газа во всей конструкции каупера, каналы уширяющего блока, предпочтительно, имеют такой же диаметр, как и каналы насадочных кирпичей, соответственно обычных насадочных кирпичей, и их выходные отверстия, предпочтительно, расположены на одной линии с ними. Внутренние каналы могут быть прямыми и перпендикулярными к верхней параллельной поверхности уширяющего блока. Альтернативно, они могут быть изогнутыми, имеющими выходное отверстие на верхней поверхности уширяющего блока и входное отверстие на одной из по меньшей мере трех боковых поверхностей. Этот второй вариант осуществления может иметь особое преимущество, когда опорные колонны являются сплошными (то есть, не полыми), для обеспечения расPreferably, the expansion block includes at least one internal channel located centrally relative to the top surface of the block. In embodiments in which the broadening block includes more than one internal channel, the channels are preferably arranged in a regular pattern, that is, a repeating pattern, the outlets of which are located on the top surface of the broadening block. The term regular pattern can thus refer to an orderly, respectively unchanging, arrangement of channels relative to each other. To ensure a more uniform gas flow throughout the cowper structure, the expansion block channels preferably have the same diameter as the channels of the packed bricks, respectively conventional packed bricks, and their outlets are preferably located in line with them. The internal channels can be straight and perpendicular to the upper parallel surface of the widening block. Alternatively, they may be curved, having an outlet on the top surface of the extension block and an inlet on one of at least three side surfaces. This second embodiment may be of particular advantage when the support columns are solid (i.e., not hollow), to provide spacers
- 4 046097 пределения газа в каналах насадочных кирпичей, образующих насадку, расположенных в прямую линию под опорными колоннами. Благодаря каналам, обеспечивающим распределение газа в каналах насадочных кирпичей, уширяющие блоки могут действовать как распределительные блоки, даже если их главной функцией является постепенное увеличение площади верхней поверхности опорных колонн для перекрывания всей площади поверхности насадки.- 4 046097 gas distribution in the channels of packed bricks forming a packing, located in a straight line under the supporting columns. With channels providing gas distribution in the channels of the packed bricks, expansion blocks can act as distribution blocks even though their primary function is to gradually increase the top surface area of the support columns to cover the entire surface area of the packing.
Предпочтительно, когда несущая конструкция включает в себя несколько полых колонн, поперечное сечение центрального канала уширяющего блока на нижней поверхности блока соответствует внутреннему поперечному сечению опорных колонн. Тогда поперечное сечение центрального канала может увеличиваться в направлении верхней поверхности уширяющего блока. Такой центральный канал делает возможным более равномерное распределение потока газе через каналы насадочных кирпичей, опирающихся на уширяющий блок.Preferably, when the supporting structure includes a plurality of hollow columns, the cross-section of the central channel of the expansion block on the bottom surface of the block corresponds to the inner cross-section of the support columns. The cross-section of the central channel can then increase towards the upper surface of the widening block. Such a central channel makes it possible to distribute the gas flow more uniformly through the channels of the packed bricks resting on the widening block.
В некоторых вариантах осуществления каждая из трех боковых поверхностей уширяющего блока включает в себя по меньшей мере одну канавку. Предпочтительно, по меньшей мере одна канавка является кольцевой канавкой. Предпочтительно, когда уширяющий блок включает в себя по меньшей мере один внутренний канал, по меньшей мере одна канавка имеет радиус закругления (или диаметр), равный радиусу закругления (или диаметру) по меньшей мере одного внутреннего канала. Согласно некоторым вариантам осуществления центральный канал может иметь больший диаметр, чем другие внутренние каналы уширяющего блока. В таком случае по меньшей мере одна канавка может иметь радиус закругления (или диаметр), равный радиусу закругления (или диаметру) меньшего внутреннего канала. Другими словами, размеры выполненной на боковой поверхности уширяющего блока канавки равны или по меньшей мере подобны размерам внутреннего канала, образованного в уширяющем блоке. Когда два уширяющих блока расположены рядом друг с другом, по меньшей мере одна канавка одного блока будет, предпочтительно, обращена к по меньшей мере одной канавке другого блока, так что образуется по меньшей мере один канал, улучшающий распределение потока газа через несущее перекрытие. Другими словами, канавки имеют такую форму и размеры, что когда два блока находятся рядом друг с другом, между двумя соседними каналами образуются новые дополнительные каналы.In some embodiments, each of the three side surfaces of the expansion block includes at least one groove. Preferably, the at least one groove is an annular groove. Preferably, when the widening block includes at least one internal channel, the at least one groove has a radius of curvature (or diameter) equal to the radius of curvature (or diameter) of the at least one internal channel. In some embodiments, the central channel may have a larger diameter than the other internal channels of the expansion block. In such a case, at least one groove may have a radius of curvature (or diameter) equal to the radius of curvature (or diameter) of the smaller inner channel. In other words, the dimensions of the groove formed on the side surface of the widening block are equal to or at least similar to the dimensions of the internal channel formed in the widening block. When two expansion blocks are located adjacent to each other, at least one groove of one block will preferably face at least one groove of the other block, so that at least one channel is formed that improves the distribution of gas flow through the load-bearing floor. In other words, the grooves are shaped and sized such that when two blocks are next to each other, new additional channels are formed between the two adjacent channels.
Уширяющий блок может быть образован посредством нескольких блочных секций, предпочтительно, выполненных так, что область соединения будет расположена вдоль радиального или продольного поперечного сечения всего уширяющего блока.The widening block can be formed by means of several block sections, preferably designed so that the connection area is located along the radial or longitudinal cross-section of the entire widening block.
Предпочтительно, уширяющий блок имеет такие размеры, что один ряд уширяющих блоков увеличивает площадь верхней поверхности опорных колонн для перекрывания всей площади поверхности насадки. В некоторых вариантах осуществления, где уширяющий блок имеет форму гексагональной призмы, то есть уширяющий блок является большим насадочным кирпичом, несущее перекрытие может включать в себя несколько рядов уширяющих блоков, расположенных в шахматном порядке для повышения стабильности конструкции.Preferably, the expansion block is sized such that one row of expansion blocks increases the top surface area of the support columns to cover the entire surface area of the packing. In some embodiments, where the expansion block is shaped like a hexagonal prism, that is, the expansion block is a large packed brick, the load-bearing floor may include multiple rows of expansion blocks in a staggered pattern to enhance structural stability.
Альтернативно, уширяющий блок может иметь такие размеры, что один ряд уширяющих блоков увеличивает площадь верхней поверхности опорных колонн для частичного перекрывания площади поверхности насадки. Согласно этому варианту осуществления несущее перекрытие также включает в себя один или более рядов насадочных кирпичей для перекрывания всей площади поверхности насадки.Alternatively, the expansion block may be sized such that one row of expansion blocks increases the top surface area of the support columns to partially overlap the surface area of the nozzle. According to this embodiment, the load-bearing floor also includes one or more rows of packing bricks to cover the entire surface area of the packing.
В других вариантах осуществления несущее перекрытие включает в себя несколько распределительных блоков, имеющих по меньшей мере три боковые поверхности, обычно или четыре или шесть боковых поверхностей. Распределительные блоки, образующие распределительное перекрытие и несущее перекрытие, могут называться распределительным перекрытием.In other embodiments, the load-bearing floor includes a plurality of distribution blocks having at least three side surfaces, typically four or six side surfaces. The distribution blocks that form the distribution floor and the load-bearing floor can be called a distribution floor.
Распределительное перекрытие распределяет поток газа между каналами насадочных кирпичей, образующих насадку, улучшая однородность газового потока.The distribution overlap distributes the gas flow between the channels of the packed bricks that form the packing, improving the uniformity of the gas flow.
Распределительные блоки могут иметь две разные цели. Предпочтительно, они используются просто для питания внутренних каналов размещенных над ними насадочных кирпичей. Альтернативно или дополнительно, они используются для обеспечения более равномерного потока газа через внутренние каналы размещенных над ними насадочных кирпичей.Distribution blocks can have two different purposes. Preferably, they are used simply to feed the internal channels of the packing bricks placed above them. Alternatively or additionally, they are used to provide a more uniform flow of gas through the internal channels of packed bricks placed above them.
Распределительные блоки могут быть арками, имеющими четыре боковые поверхности, или они могут иметь форму гексагональной призмы и шесть боковых поверхностей, перпендикулярных параллельным поверхностям.The distribution blocks may be arches having four side surfaces, or they may be in the shape of a hexagonal prism and six side surfaces perpendicular to parallel surfaces.
Предпочтительно распределительные блоки, какую бы форму они ни имели, содержат по меньшей мере один встроенный в них внутренний канал, и по меньшей мере три боковые поверхности включает в себя по меньшей мере одну кольцевую канавку, причем по меньшей мере одна канавка имеет радиус закругления, равный радиусу закругления по меньшей мере одного внутреннего канала. Когда два распределительных блока помещены рядом друг с другом, по меньшей одна канавка одного распределительного блока будет, предпочтительно, обращена с другой, по меньшей мере одной канавке другого распределительного блока, так что будет образован по меньшей мере один дополнительный канал, улучшающий распределение потока газа через несущее перекрытие. Предпочтительно распределительные блоки расположены рядом друг с другом для образования нескольких дополнительных каналов и непрерывного распределительного перекрытия.Preferably, the distribution blocks, whatever their shape, contain at least one internal channel built into them, and at least three side surfaces include at least one annular groove, and at least one groove has a radius of curvature equal to the radius of curvature of at least one internal channel. When two distribution blocks are placed adjacent to each other, at least one groove of one distribution block will preferably face the other at least one groove of the other distribution block so that at least one additional channel is formed, improving the distribution of gas flow through load-bearing floor. Preferably, the distribution blocks are located next to each other to form several additional channels and a continuous distribution overlap.
- 5 046097- 5 046097
В вариантах осуществления имеющие форму гексагональной призмы распределительные блоки могут также включать в себя по меньшей мере одну распределительную камеру, причем камера образует отверстие на нижней поверхности распределительного блока, причем по меньшей мере одна распределительная камера имеет, предпочтительно, форму полусферы. По меньшей мере одна распределительная камера обеспечивает поток газа через большинство каналов насадочных кирпичей, образующих насадку, размещенную выше (непосредственно или нет) распределительного блока. В некоторых вариантах осуществления, в которых опорная конструкция состоит из полых опорных колонн, отверстие, образованное посредством по меньшей мере одной распределительной камеры на нижней поверхности распределительного блока, и диаметр опорной колонны имеют одинаковый размер и расположены на одной линии для облегчения потока газа.In embodiments, the hexagonal prism-shaped distribution blocks may also include at least one distribution chamber, the chamber defining an opening on the bottom surface of the distribution block, wherein the at least one distribution chamber is preferably hemispherical in shape. At least one distribution chamber provides gas flow through a majority of the channels of the packed bricks forming a packing located above (directly or not) the distribution block. In some embodiments in which the support structure consists of hollow support columns, the opening formed by the at least one distribution chamber on the bottom surface of the distribution block and the diameter of the support column are the same size and aligned to facilitate gas flow.
Альтернативно, по меньшей мере один распределительный блок, образующий распределительное перекрытие (или несущее перекрытие) могут иметь форму арки.Alternatively, the at least one distribution block forming the distribution floor (or load-bearing floor) may be in the form of an arch.
Распределительные блоки согласно изобретению могут быть помещены непосредственно над опорными колоннами, опорными стенками и опорными арками. Альтернативно, распределительные блоки могут быть размещены над уширяющим блоком. Каждый из по меньшей мере одного распределительного блока может опираться на уширяющий блок или простираться между двумя уширяющими блоками.The distribution blocks according to the invention can be placed directly above support columns, support walls and support arches. Alternatively, distribution blocks can be placed above the expansion block. Each of the at least one distribution block may be supported by an expansion block or extend between two expansion blocks.
Другими словами, распределительные перекрытия могут быть предпочтительными со всеми видами опорной конструкции, будь это опорные колонны, опорные арки или опорные стенки. Эти перекрытия могут состоять из прямоугольных, полигональных или клиновых кирпичей, содержащих круглые каналы, каналы в виде продолговатых отверстий или сферические полости. Согласно другому предпочтительному варианту осуществления несущее перекрытие включает в себя по меньшей мере три ряда насадочных кирпичей, или непосредственно размещенных на опорных колоннах или на уширяющих блоках. Насадочные кирпичи расположены с образованием распределительных камер над опорными колоннами, причем распределительные камеры расположены между вторым и предпоследним рядами насадочных кирпичей, являющихся частью несущего перекрытия. Такое расположение насадочных кирпичей делает возможным более равномерное распределение газового потока через каналы насадочных кирпичей, образующих насадку, прежде всего в областях над опорными колоннами, где входные отверстия к одному или более каналам могут быть иначе заблокированы посредством самих опорных колонн.In other words, distribution slabs can be preferred with all types of support structure, be it support columns, support arches or support walls. These floors may consist of rectangular, polygonal or wedge bricks containing round channels, oblong channels or spherical cavities. According to another preferred embodiment, the load-bearing floor includes at least three rows of packed bricks, either directly placed on support columns or on expansion blocks. Packed bricks are located to form distribution chambers above the supporting columns, and the distribution chambers are located between the second and penultimate rows of packed bricks, which are part of the load-bearing floor. This arrangement of the packed bricks allows for a more uniform distribution of gas flow through the channels of the packed bricks forming the packing, primarily in areas above the support columns where the inlets to one or more channels may otherwise be blocked by the support columns themselves.
Согласно другому аспекту настоящее изобретения предлагает способ производства воздуха горячего дутья или горячего сингаза, то есть нагревания холодного воздуха дутья или холодного сингаза с использованием каупера, содержащего, как описано выше, опорный узел для поддержки теплогенерирующей насадки, изготовленной из насадочных кирпичей, в качестве регенеративного теплообменника с использованием двухфазного рабочего цикла, переключающегося между фазами на воздухе и на газе, как более подробно описано выше в разделе уровень техники. Во время работы воздух дутья или сингаз может вводиться в каупер, посредством чего тепло передается он насадки к воздуху дутья или сингазу. Преимущества и другие варианты осуществления, описанные для каупера, аналогично применимы к способу.According to another aspect, the present invention provides a method for producing hot blast air or hot syngas, that is, heating cold blast air or cold syngas using a cowper comprising, as described above, a support assembly for supporting a heat generating nozzle made of packed bricks as a regenerative heat exchanger using a two-phase operating cycle switching between air and gas phases, as described in more detail in the prior art section above. During operation, blast air or syngas can be introduced into the cowper, whereby heat is transferred from the nozzle to the blast air or syngas. The advantages and other embodiments described for cowper apply similarly to the method.
Краткое описание изобретенияBrief description of the invention
Другие подробности и преимущества настоящего изобретения будут видны из следующего подробного описания не ограничивающих вариантов осуществления со ссылкой на прилагаемый чертеж, причем фиг. 1 является схематическим видом каупера для выполнения вариантов осуществления опорного узла согласно изобретению, фиг. 2 является схематическим видом первого предпочтительного варианта осуществления опорного узла согласно изобретению, фиг. 3 является схематическим видом распределительной камеры опорного узла согласно первому предпочтительному варианту осуществления, фиг. 4А является схематическим видом первого варианта расположения насадочных кирпичей на опорных колоннах согласно первому предпочтительному варианту осуществления опорного узла согласно изобретению, фиг. 4Б является схематическим видом второго варианта расположения насадочных кирпичей на опорных колоннах согласно первому предпочтительному варианту осуществления опорного узла согласно изобретению, фиг. 5 является схематическим видом второго предпочтительного варианта осуществления опорного узла согласно изобретению, фиг. 6 является схематическим видом в разрезе первого варианта осуществления уширяющего блока согласно изобретению, фиг. 7 является схематическим видом в разрезе второго варианта осуществления уширяющего блока согласно изобретению, фиг. 8 является схематическим видом третьего предпочтительного варианта осуществления опорного узла согласно изобретению, фиг. 9 является схематическим видом четвертого предпочтительного варианта осуществленияOther details and advantages of the present invention will appear from the following detailed description of non-limiting embodiments with reference to the accompanying drawings, FIG. 1 is a schematic view of a cowper for executing embodiments of a support assembly according to the invention, FIG. 2 is a schematic view of a first preferred embodiment of a support assembly according to the invention, FIG. 3 is a schematic view of the distribution chamber of the support assembly according to the first preferred embodiment, FIG. 4A is a schematic view of a first embodiment of arranging packing bricks on support columns according to a first preferred embodiment of a support assembly according to the invention; FIG. 4B is a schematic view of a second embodiment of packing bricks on support columns according to a first preferred embodiment of a support assembly according to the invention, FIG. 5 is a schematic view of a second preferred embodiment of a support assembly according to the invention, FIG. 6 is a schematic sectional view of a first embodiment of a widening block according to the invention; FIG. 7 is a schematic sectional view of a second embodiment of a widening block according to the invention; FIG. 8 is a schematic view of a third preferred embodiment of a support assembly according to the invention, FIG. 9 is a schematic view of a fourth preferred embodiment
- 6 046097 опорного узла согласно изобретению, фиг. 10 является схематическим видом пятого предпочтительного варианта осуществления опорного узла согласно изобретению, фиг. 11 является схематическим видом шестого предпочтительного варианта осуществления опорного узла согласно изобретению, фиг. 12 является увеличенным изображением шестого предпочтительного варианта осуществления опорного узла согласно изобретению согласно фиг. 11, фиг. 13 является схематическим видом седьмого предпочтительного варианта осуществления опорного узла согласно изобретению, фиг. 14 является схематическим видом седьмого варианта осуществления согласно фиг. 13 вдоль плоскости х-у, фиг. 15 является схематическим видом седьмого варианта осуществления согласно фиг. 13 вдоль плоскости x-z и фиг. 16 является схематическим видом седьмого варианта осуществления согласно фиг. 13 вдоль плоскости y-z.- 6 046097 support unit according to the invention, FIG. 10 is a schematic view of a fifth preferred embodiment of a support assembly according to the invention, FIG. 11 is a schematic view of a sixth preferred embodiment of a support assembly according to the invention, FIG. 12 is an enlarged view of a sixth preferred embodiment of a support assembly according to the invention according to FIG. 11, fig. 13 is a schematic view of a seventh preferred embodiment of a support assembly according to the invention, FIG. 14 is a schematic view of the seventh embodiment according to FIG. 13 along the x-y plane, FIG. 15 is a schematic view of the seventh embodiment according to FIG. 13 along the x-z plane and FIG. 16 is a schematic view of the seventh embodiment according to FIG. 13 along the y-z plane.
Описание предпочтительных вариантов осуществленияDescription of Preferred Embodiments
Показанный на фиг. 1 каупер 10 включает в себя теплообменную часть, состоящую из набора огнеупорных насадочных кирпичей 12, называемого насадкой 14, и опорного узла 16, на который опирается насадка 14.Shown in FIG. 1 cowper 10 includes a heat exchange part consisting of a set of refractory packed bricks 12, called the cap 14, and a support unit 16 on which the cap 14 rests.
На фиг. 2 показан подробный вид опорного узла 16 согласно первому варианту осуществления изобретения. Опорный узел 16 изготовлен полностью из огнеупорного материала и состоит из несущей конструкции 20 и несущего перекрытия, опирающегося на несущую конструкцию 20. Согласно представленному на фиг. 2-4 настоящему варианту осуществления несущее перекрытие является уширяющей структурой 30. Несущая конструкция 20 включает в себя несколько опорных колонн 20а. Уширяющая структура 30 расположена и выполнена для постепенного увеличения площади 26 верхней поверхности опорной конструкции 20 для перекрывания всей площади поверхности насадки 14.In fig. 2 shows a detailed view of the support assembly 16 according to the first embodiment of the invention. The support assembly 16 is made entirely of fire-resistant material and consists of a support structure 20 and a load-bearing floor supported by the support structure 20. As shown in FIG. 2-4 of the present embodiment, the load-bearing floor is a widening structure 30. The load-bearing structure 20 includes a plurality of support columns 20a. The expansion structure 30 is located and configured to gradually increase the area 26 of the upper surface of the support structure 20 to cover the entire surface area of the nozzle 14.
Опорные колонны 20а имеют форму полого цилиндра, формирующего в нем внутренний канал 24. В двух особо предпочтительных вариантах осуществления диаметр внутреннего канала 24 колонн соответствует или 44 % или 50 % внешнего диаметра полого цилиндра. Опорные колонны 20а также имеют сквозное отверстие 22 вдоль их радиального направления для протекания через них газа. Это позволяет газовому потоку циркулировать во внутреннем канале 24 колонн и распределяться внутри каналов 32 насадочных кирпичей 12, образующих насадку 14, расположенную над верхней поверхностью опорных колонн 20а.The support columns 20a have the shape of a hollow cylinder, forming an internal channel 24 therein. In two particularly preferred embodiments, the diameter of the internal channel 24 of the columns corresponds to either 44% or 50% of the outer diameter of the hollow cylinder. The support columns 20a also have a through hole 22 along their radial direction for gas to flow therethrough. This allows the gas flow to circulate in the inner channel 24 of the columns and be distributed within the channels 32 of the packed bricks 12 forming a packing 14 located above the top surface of the support columns 20a.
Как видно на фиг. 2-3, в первом предпочтительном варианте осуществления двадцать две опорные колонны 20а, имеющие внутренний диаметр 220 мм и внешний диаметр 500 мм, равномерно расположены на основании каупера 10. Каждая опорная колонна также имеет круглое сквозное отверстие 22, расположенное так, чтобы не ослаблять опорный узел. В показанном примере уширяющая структура (то есть, несущее перекрытие) 30 состоит из восьми рядов обычных насадочных кирпичей 34.1-34.8, то есть образующие уширяющую структуру насадочные кирпичи того же типа, что и образующие насадку насадочные кирпичи. Другими словами, в таком предпочтительном варианте осуществления используется только один вид кирпичей. Число насадочных кирпичей на ряд 34.i и процентное перекрывание поверхности насадки представлены в таблице, но любой специалист будет знать, как приспособить эти значения к любому кауперу.As can be seen in FIG. 2-3, in the first preferred embodiment, twenty-two support columns 20a, having an inner diameter of 220 mm and an outer diameter of 500 mm, are evenly spaced on the base of the cowper 10. Each support column also has a circular through hole 22 located so as not to weaken the support node In the example shown, the expansion structure (ie, the load-bearing floor) 30 is composed of eight rows of conventional packing bricks 34.1-34.8, that is, the expansion structure-forming packing bricks are the same type as the packing-forming bricks. In other words, in this preferred embodiment, only one type of brick is used. The number of capped bricks per row 34.i and the percentage coverage of the capped surface are presented in the table, but any specialist will know how to adapt these values to any cowper.
ТаблицаTable
Насадочные кирпичи 12, образующие первый ряд, равномерно распределены на каждой опорной колонне, так что шесть насадочных кирпичей 12 опираются на верхнюю часть каждой опорной колонны. Как показано на фиг. 4А, эти шесть насадочных кирпичей 12 расположены для образования полой гексагональной призмы, причем каждый кирпич контактирует с соседними кирпичами посредством двух несмежных сторон. Образующие верхние ряды насадочные кирпичи 12 расположены, следуя одному и тому же шаблону, постепенно увеличивая посредством этого площадь 26 верхней поверхности несущей конструкции для перекрывания всей площади поверхности насадки 14. Кроме того, насадочные кирпичи 12 расположены так, что над опорными колоннами 20а образуются газораспределительные камеры 40,The packing bricks 12 forming the first row are evenly distributed on each support column so that six packing bricks 12 rest on the top of each support column. As shown in FIG. 4A, the six packing bricks 12 are arranged to form a hollow hexagonal prism, with each brick contacting adjacent bricks through two non-adjacent sides. The packing bricks 12 forming the upper rows are arranged following the same pattern, thereby gradually increasing the area 26 of the upper surface of the supporting structure to cover the entire surface area of the packing 14. In addition, the packing bricks 12 are arranged so that gas distribution chambers are formed above the support columns 20a 40,
- 7 046097 простирающиеся между третьим рядом 34.3 и седьмым рядом 34.7. Целью такой камеры является перераспределение газа в каналах, перекрытых колоннами, и прежде всего в каналах, которые были полностью заблокированными, таких как, например, каналы 32.- 7 046097 extending between the third row 34.3 and the seventh row 34.7. The purpose of such a chamber is to redistribute gas in channels blocked by columns, and above all in channels that were completely blocked, such as, for example, channels 32.
Альтернативно, в другой версии первого предпочтительного варианта осуществления тридцать одна опорная колонна 20а, имеющие внутренний диаметр 200 мм и внешний диаметр 400 мм, равномерно расположены на основании каупера 10. Также каждая опорная колонна имеет сквозное отверстие 22, расположенное так, чтобы не ослаблять опорный узел, и уширяющая структура 30 состоит из рядов обычных насадочных кирпичей 34л. Первый ряд 34.1 образован 186 насадочными кирпичами, расположенными так, что шесть кирпичей опираются на верхнюю часть каждой опорной колонны. Как показано на фиг. 4Б, эти шесть насадочных кирпичей 12 расположены так, чтобы образовывать примерно треугольную форму. Насадочные кирпичи второго ряда 34.2 расположены поверх первого ряда 34.1 для увеличения перекрывания первого ряда 34.1 насадочных кирпичей при сохранении приблизительно треугольной формы расположения насадочных кирпичей над опорной колонной. Образующие верхние ряды насадочные кирпичи 12 расположены, следуя одному и тому же шаблону, до тех пор, пока перекрытие поверхности самого верхнего ряда не будет соответствовать 100% площади поверхности насадки. Кроме того, насадочные кирпичи 12 расположены так, что над опорными колоннами 20а формируются газораспределительные камеры 40, простирающиеся между четвертым рядом 34.4 и пятым рядом 34.5 с максимальной шириной, соответствующей наружному диаметру опорных колонн.Alternatively, in another version of the first preferred embodiment, thirty-one support columns 20a, having an inner diameter of 200 mm and an outer diameter of 400 mm, are evenly spaced on the base of the cowper 10. Also, each support column has a through hole 22 located so as not to weaken the support assembly , and the widening structure 30 consists of rows of conventional 34L packing bricks. The first row 34.1 is formed by 186 stacked bricks arranged so that six bricks rest on the top of each support column. As shown in FIG. 4B, the six packing bricks 12 are arranged to form an approximately triangular shape. The second row of packing bricks 34.2 are positioned on top of the first row 34.1 to increase the overlap of the first row of packing bricks 34.1 while maintaining the approximately triangular shape of the packing bricks above the support column. The packing bricks 12 forming the top rows are arranged following the same pattern until the surface overlap of the topmost row corresponds to 100% of the surface area of the packing. In addition, the packing bricks 12 are arranged such that gas distribution chambers 40 are formed above the support columns 20a, extending between the fourth row 34.4 and the fifth row 34.5 with a maximum width corresponding to the outer diameter of the support columns.
На фиг. 5 показан подробный вид опорного узла 16 согласно второму варианту осуществления изобретения. В этом варианте осуществления тридцать пять опорных колонн 20а, имеющих внутренний диаметр 250 мм и внешний диаметр 500 мм, равномерно расположены на основании каупера 10. Каждая опорная колонна также имеет сквозное отверстие 22, расположенное так, чтобы не ослаблять опорный узел, и уширяющая структура 30 состоит из уширяющих блоков 50.In fig. 5 is a detailed view of the support assembly 16 according to the second embodiment of the invention. In this embodiment, thirty-five support columns 20a having an inner diameter of 250 mm and an outer diameter of 500 mm are evenly spaced on the base of the cowper 10. Each support column also has a through hole 22 positioned so as not to weaken the support assembly, and a flaring structure 30 consists of 50 widening blocks.
Уширяющий блок 50, как видно на фиг. 6 и фиг. 7, может иметь форму усеченной гексагональной пирамиды с параллельными поверхностями 56-58 и внутренними каналами 52, расположенными в регулярном порядке. Внутренние каналы могут быть прямыми (фиг. 6) или изогнутыми (фиг. 7) относительно верхней из двух параллельных поверхностей. Уширяющий блок опирается на верхнюю часть опорной колонны 20а его меньшей и нижней параллельной поверхностью 56, в то время как верхняя и большая параллельная поверхность 58 выполнена для поддержки насадки 14. Уширяющие блоки 50 имеют такие размеры, что один ряд уширяющих блоков увеличивает площадь 26 верхней поверхности несущей конструкции для перекрывания всей площади поверхности насадки 14. Для обеспечения более равномерного потока газа внутри всей конструкции каупера 10 внутренние каналы 52 уширяющего блока 50 предпочтительно имеют такой же диаметр, как и каналы 32 обычных насадочных кирпичей 12, образующих насадку 14, и их выходные отверстия расположены на верхней поверхности 58 так, чтобы они были расположены на одной линии. Уширяющий блок 50 также включает в себя центральный канал 54, имеющий на нижней поверхности 56 поперечное сечение, соответствующее диаметру внутреннего канала опорных колонн, и большее поперечное сечение на верхней поверхности 58.The expansion block 50, as seen in FIG. 6 and fig. 7 may have the shape of a truncated hexagonal pyramid with parallel surfaces 56-58 and internal channels 52 arranged in a regular pattern. The internal channels can be straight (Fig. 6) or curved (Fig. 7) relative to the upper of two parallel surfaces. The expansion block is supported on the top of the support column 20a by its smaller and lower parallel surface 56, while the upper and larger parallel surface 58 are configured to support the nozzle 14. The expansion blocks 50 are sized such that one row of expansion blocks increases the area 26 of the top surface. supporting structure to cover the entire surface area of the nozzle 14. To ensure a more uniform gas flow within the entire structure of the cowper 10, the internal channels 52 of the expansion block 50 preferably have the same diameter as the channels 32 of conventional packed bricks 12 forming the nozzle 14 and their outlet openings located on the top surface 58 so that they are aligned. The expansion block 50 also includes a central channel 54 having a cross-section on the lower surface 56 corresponding to the diameter of the inner channel of the support columns, and a larger cross-section on the upper surface 58.
Специалистами в этой области могу быть использованы другие возможные варианты осуществления уширяющих блоков 50. Прежде всего, уширяющие блоки 50 могут иметь только один внутренний канал, предпочтительно описываемый как центральный канал, как показано на фиг. 8 (очевидно, на фиг. 7 - прим. переводчика). Центральный канал имеет такой же диаметр, как и внутренний канал 24 опорных колонн, для обеспечения равномерного потока газа для газа, проникающего в опорные колонны 20 через щелевое отверстие 22 на их стороне. Боковые поверхности усеченных гексагональных пирамид имеют кольцевую канавку с радиусом закругления (или диаметром), равным радиусу закругления (или диаметра) центрального канала. Когда уширяющие блоки 50 имеют такие размеры, что один ряд уширяющих блоков достаточен для перекрывания всей поверхности вышеописанной насадки 14 (так, как показано в вариантах осуществления согласно фиг. 8 или 9), уширяющие блоки контактируют друг с другом. Таким образом, кольцевая канавка на боковой поверхности первого уширяющего блока обращена к кольцевой канавке на боковой поверхности второго уширяющего блока. В собранном состоянии две канавки будут ограничивать канал, называемый контактным каналом 66, образованный посредством контакта двух блоков. Контактные каналы 66 принимают активное участие в равномерном распределении потока газа в каналах размещенных выше насадочных кирпичей, причем насадочные каналы являются частью несущего перекрытия или насадки. Уширяющие блоки 50, расположенные с примыканием друг к другу, образуют единичное перекрытие, для которого плоскостность отрегулировать легче, чем для отдельных колонн.Other possible embodiments of broadening blocks 50 may be appreciated by those skilled in the art. First, broadening blocks 50 may have only one internal channel, preferably described as a central channel, as shown in FIG. 8 (obviously, in Fig. 7 - translator's note). The central channel has the same diameter as the inner channel 24 of the support columns to ensure uniform gas flow for the gas to enter the support columns 20 through the slot opening 22 on their side. The lateral surfaces of truncated hexagonal pyramids have an annular groove with a radius of curvature (or diameter) equal to the radius of curvature (or diameter) of the central channel. When the expansion blocks 50 are sized such that one row of expansion blocks is sufficient to cover the entire surface of the above-described nozzle 14 (as shown in the embodiments of FIGS. 8 or 9), the expansion blocks contact each other. Thus, the annular groove on the side surface of the first widening block faces the annular groove on the side surface of the second widening block. When assembled, the two grooves will define a channel, called contact channel 66, formed by contacting the two blocks. The contact channels 66 take an active part in uniformly distributing the gas flow in the channels of the packed bricks placed above, the packed channels being part of the load-bearing floor or packing. The widening blocks 50, located adjacent to each other, form a single floor, for which the flatness is easier to adjust than for individual columns.
Кроме того, на уширяющих блоках 50 могут быть расположены распределительные блоки 62 для образования распределительного перекрытия 60. Распределительное перекрытие следует рассматривать как часть несущего перекрытия, также как уширяющую структуру, образованную уширяющими блоками. Как уширяющую структуру 30, так и уширяющее перекрытие 60 должны рассматриваться как слой несущего перекрытия.In addition, distribution blocks 62 may be located on the expansion blocks 50 to form a distribution floor 60. The distribution floor should be considered as part of the load-bearing floor, as well as the expansion structure formed by the expansion blocks. Both the extension structure 30 and the extension floor 60 should be considered as a load-bearing floor layer.
Распределительные блоки 62 могут быть гексагональными призмами (как на фиг. 8) или арками (как на фиг. 9), изготовленными из огнеупорного материала. Г лавной целью распределительных блоковDistribution blocks 62 may be hexagonal prisms (as in FIG. 8) or arches (as in FIG. 9) made of fire-resistant material. The main purpose of distribution blocks
- 8 046097 является обеспечение более гладкого и более равномерного потока газа по всей конструкции каупера 10, так что распределительные блоки 62 могут называться сглаживающими распределительными блоками 62а. В особых вариантах осуществления согласно фиг. 8 и 9 распределительные блоки 62а имеют внутренние каналы 64. В предпочтительных вариантах осуществления каналы 64 распределительных блоков являются закругленными, обеспечивая таким образом распределение газа по всем каналам расположенной выше насадки. Боковые поверхности распределительных блоков 62а имеют регулярное расположение кольцевых канавок, так что когда два распределительных блока расположены рядом друг с другом, образуются новые и дополнительные распределительные каналы для сквозного протекания газа. Эти каналы между двумя распределительными блоками могут быть описаны как контактные каналы 66', так как они образованы посредством двух расположенных рядом друг с другом распределительных блоков.- 8 046097 is to provide a smoother and more uniform gas flow throughout the cowper structure 10, so that the distribution blocks 62 can be called smoothing distribution blocks 62a. In specific embodiments according to FIGS. 8 and 9, the distribution blocks 62a have internal passages 64. In preferred embodiments, the distribution block passages 64 are rounded, thereby distributing gas to all passages of the nozzle above. The side surfaces of the distribution blocks 62a have a regular arrangement of annular grooves so that when two distribution blocks are located adjacent to each other, new and additional distribution channels are formed for gas to flow through. These channels between two distribution blocks can be described as contact channels 66', since they are formed by two distribution blocks located next to each other.
Альтернативно показанному на фиг. 9, несущая конструкция 20 вместо полых колонн 20а может содержать несколько арок 20b. Арки могут быть описаны как опорные арки. В этом предпочтительном варианте осуществления распределительное перекрытие 60 располагается непосредственно над опорными арками (см. фиг. 10). Распределительные блоки 62а имеют такие размеры, чтобы простираться между опорными арками, увеличивая таким образом площадь 26 верхней поверхности несущей конструкции.Alternatively to that shown in FIG. 9, the supporting structure 20 may contain several arches 20b instead of hollow columns 20a. Arches can be described as supporting arches. In this preferred embodiment, the distribution floor 60 is located directly above the support arches (see FIG. 10). The distribution blocks 62a are sized to extend between the support arches, thereby increasing the upper surface area 26 of the supporting structure.
Другой предпочтительный вариант осуществления опорного узла согласно изобретению показан на фиг. 11. Опорные колонны 20а являются полыми колоннами, имеющими сквозное отверстие 22 для сквозного протекания газа, но они также могут быть сплошными колоннами, то есть не полыми. Уширяющие блоки 50 расположены над опорными колоннами 20а, но без контакта между блоками, так что газ может протекать между ними. В этом особом варианте осуществления уширяющие блоки 50 сплошные, то есть они не имеют каналов. Поэтому необходимо обеспечить распределение газа через внутренние каналы 32 насадочных кирпичей, размещенных над этими уширяющими блоками, так что используются распределительные блоки 62b. Поскольку главной целью является питание каналов 32, то распределительные блоки 62 могут рассматриваться как питающие распределительные блоки 62b. Они размещены над уширяющими блоками 50 вдоль кромок блоков, оставляя таким образом незанятую поверхность над центром каждого из уширяющих блоков 50, и имеют форму арок. Это особое расположение распределительных блоков 62b в сочетании с их формой обеспечивает, что газ будет протекать через арки к свободным областям и затем будет распределяться к внутренним каналам насадочных кирпичей, расположенных над уширяющими блоками 50. Расположение распределительных блоков на уширяющих блоках будет, таким образом, позволять использование сплошных колонн и менее сложных уширяющих блоков 50, которые легче изготавливать, и повышать прочность опорного узла 16.Another preferred embodiment of the support assembly according to the invention is shown in FIG. 11. The support columns 20a are hollow columns having a through hole 22 for gas to flow through, but they can also be solid columns, that is, not hollow. The expansion blocks 50 are located above the support columns 20a, but without contact between the blocks, so that gas can flow between them. In this particular embodiment, the expansion blocks 50 are solid, that is, they do not have channels. Therefore, it is necessary to ensure gas distribution through the internal channels 32 of packing bricks placed above these expansion blocks, so that distribution blocks 62b are used. Since the main purpose is to power the channels 32, the distribution blocks 62 can be considered as feeding the distribution blocks 62b. They are placed above the widening blocks 50 along the edges of the blocks, thus leaving an unoccupied surface above the center of each of the widening blocks 50, and are shaped like arches. This particular arrangement of the distribution blocks 62b in combination with their shape ensures that gas will flow through the arches to the free areas and will then be distributed to the internal channels of the packing bricks located above the expansion blocks 50. The arrangement of the distribution blocks on the expansion blocks will thus allow the use of solid columns and less complex widening blocks 50, which are easier to manufacture, and increase the strength of the support assembly 16.
Несущее перекрытие в показанном примере согласно фиг. 11 в дополнение к уширяющей структуре 30, изготовленной из уширяющих блоков 32, и распределительному перекрытию, изготовленному из распределительных блоков 62, включает в себя четыре ряда 34.i из насадочных кирпичей 12, расположенных в шахматном порядке для постепенного увеличения верхней поверхности распределительных блоков и, таким образом, верхней поверхности опорных колонн 20а для перекрывания поверхности, соответствующей полной поверхности насадки 14. Ряды 34.1-34.4 насадочных кирпичей 12 расположены так, чтобы образовывать распределительную камеру 40 (фиг. 12) над опорными колоннами 20а, чтобы дополнительно оптимизировать распределение потока газа в каналах насадочных кирпичей, образующих насадку 14.The load-bearing floor in the example shown according to Fig. 11, in addition to a widening structure 30 made of widening blocks 32 and a distribution floor made of distribution blocks 62, includes four rows 34.i of packing bricks 12 staggered to gradually increase the upper surface of the distribution blocks and, thus, the top surface of the support columns 20a to cover the surface corresponding to the full surface of the packing 14. The rows 34.1-34.4 of the packing bricks 12 are arranged to form a distribution chamber 40 (Fig. 12) above the support columns 20a to further optimize the distribution of gas flow into channels of packed bricks forming packing 14.
Еще один другой предпочтительный вариант осуществления опорного узла согласно изобретению представлен на фиг. 13-16. Несущая конструкция включает в себя несколько опорных стенок 20с, расположенных рядом друг с другом так, чтобы образовывать ряды. Ряды параллельны друг другу и могут быть соединены посредством соединительных цилиндров 72, например для повышения прочности несущей конструкции. Соединительные цилиндры могут быть заменены на прямоугольные соединительные кирпичи (не показано). Несущая структура может содержать несколько слоев из таких рядов, расположенных прямоугольным (как показано на фиг. 13) или гексагональным образом, образуя посредством этого решетку из опорных стенок. Несущая конструкция также включает в себя несколько переходных кирпичей 70, которые могут быть расположены в несколько слоев, например в два слоя, как показано на фиг. 13. Переходные кирпичи 70 самого нижнего слоя расположены так, чтобы простираться между двумя или более параллельными опорными стенками 20с. Переходные кирпичи 70 могут быть предусмотрены для усиления несущего перекрытия, поддерживающего насадку 14.Yet another preferred embodiment of the support assembly according to the invention is shown in FIG. 13-16. The supporting structure includes a plurality of support walls 20c arranged adjacent to each other to form rows. The rows are parallel to each other and can be connected by means of connecting cylinders 72, for example to increase the strength of the supporting structure. The connecting cylinders can be replaced with rectangular connecting bricks (not shown). The supporting structure may contain several layers of such rows arranged in a rectangular (as shown in Fig. 13) or hexagonal pattern, thereby forming a lattice of supporting walls. The supporting structure also includes a number of transition bricks 70, which may be arranged in multiple layers, such as two layers, as shown in FIG. 13. The transition bricks 70 of the lowermost layer are arranged to extend between two or more parallel support walls 20c. Transition bricks 70 may be provided to reinforce the load-bearing floor supporting the cap 14.
В настоящем варианте осуществления согласно фиг. 13-16 несущее перекрытие изготовлено из нескольких кирпичей 74. Кирпичи 74 несущего перекрытия могут иметь поперечное сечение, сужающееся в направлении насадочных кирпичей и канавок на их внешней поверхности для обеспечения и/или улучшения распределения потока газа в каналах насадочных кирпичей, образующих насадку.In the present embodiment, according to FIG. 13-16, the load-bearing floor is made of a plurality of bricks 74. The load-bearing bricks 74 may have a cross-section that tapers toward the packing bricks and grooves on their outer surface to provide and/or improve distribution of gas flow in the packing brick channels forming the packing.
Опорные стенки 20с и/или переходные кирпичи 70 могут быть идентичными или подобными топочным кирпичам и опорной конструкции, используемым в топках металлургических печей. Существующие кирпичи и/или стенки могут быть повторно использованы, чтобы избегать излишних производственных затрат или избегать изготовления сложных огнеупорных форм.The support walls 20c and/or transition bricks 70 may be identical or similar to the fire bricks and support structure used in metallurgical furnace fireboxes. Existing bricks and/or walls can be reused to avoid unnecessary manufacturing costs or to avoid making complex fireproof molds.
Как можно увидеть на фиг. 15, также возможно комбинирование опорных стенок 20с с арками 76 для образования несущей конструкции, которая может обеспечить лучшее распределение газа и/или созAs can be seen in FIG. 15, it is also possible to combine support walls 20c with arches 76 to form a load-bearing structure that can provide better gas distribution and/or creation
--
Claims (25)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EPPCT/EP2020/078811 | 2020-10-13 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA046097B1 true EA046097B1 (en) | 2024-02-06 |
Family
ID=
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3223816U (en) | New top-fired hot air furnace | |
| EA034574B1 (en) | Top combustion stove | |
| US2428461A (en) | Checker brick heat exchanger | |
| KR20170084281A (en) | Monolithic refractory crown and rider arches for glass furnace regenerators and glass furnace regenerators including the same | |
| EA046097B1 (en) | SUPPORTING UNIT IN THE THERMAL ACCUMULATOR | |
| US4150717A (en) | Interlocking checker tile | |
| JP3195118U (en) | Checker brick hardware and hot stove | |
| US20230384035A1 (en) | Support assembly in a heat storage device | |
| WO2021173023A1 (en) | Checker-brick, construction method for a structure formed of a plurality of checker-bricks and the structure thereof | |
| JPH0518033B2 (en) | ||
| US4378045A (en) | Interlocking checker tile and supporting means for regenerative heating stoves | |
| US4159305A (en) | Pier-supported refractory constriction element | |
| US6631754B1 (en) | Regenerative heat exchanger and method for heating a gas therewith | |
| CN211367621U (en) | Top combustion hot blast stove with tapered regenerative chamber | |
| US3134584A (en) | Checkerbrick for industrial heating furnaces | |
| CN113137854A (en) | Hanging cylinder type parallel-flow heat storage double-hearth kiln | |
| AU2001252175A1 (en) | Regenerative heat exchanger and method for heating a gas therewith | |
| TWI672381B (en) | Hot air furnace | |
| JP5993296B2 (en) | Checker brick | |
| US1835074A (en) | Heat exchange device | |
| JP5993297B2 (en) | Checker brick | |
| US3135505A (en) | Checkerbrick for industrial heating furnaces | |
| CN215113856U (en) | Hanging cylinder type parallel-flow heat storage double-hearth kiln | |
| US20220221230A1 (en) | Thermal energy storage | |
| JP7152334B2 (en) | Checker bricks and integrated blocks |