PL90780B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób chlodzenia urzadzen narazonych na dzialanie wysokich tem¬ peratur i uklad do chlodzenia urzadzen narazonych na dzialanie wysokich temperatur.

Wiele procesów przemyslowych, jak np. oczysz¬ czanie metali prowadzi sie w wysokich temperatu¬ rach i niezbedne jest umieszczenie materialu w ko¬ morach cieplnych. Na przyklad w procesie stalowni¬ czym lance zwykle uzywane do wprowadzania tle¬ nu lub powietrza wzbogaconego tlenem do kapieli maja wyloty umieszczone ponizej powierzchni ciek¬ lego metalu. Lance sa poddawane dzialaniu wyso¬ kich temperatur w zakresie 1100—1650°C.

Dla wytrzymania dzialania tych temperatur lan¬ ce sa stale chlodzone przez cyrkulujacy chlodzacy czynnik, zazwyczaj pod wysokim cisnieniem, dla od¬ prowadzania ciepla z lanc. Pomimo, ze ten sposób chlodzenia byl stosowany z powodzeniem, czesto powodowal usuwanie ciepla z urzadzenia chlodzo¬ nego w nierównomiernym tempie powoduja przed¬ wczesne zniszczenie urzadzenia. Dodatkowo w przy¬ padku uzycia plynnego czynnika chlodzacego takie¬ go jak woda dla chlodzenia wspomnianych urza¬ dzen, przy uwzglednieniu dzialania wysokich cis¬ nien istnieje niebezpieczenstwo zniszczenia urzadze¬ nia. Uplyw plynnego czynnika chlodzacego w ob¬ szarze wysokiej temperatury moze spowodowac eksplozje.

Zgodnie z wynalazkiem, sposób chlodzenia urza¬ dzenia narazonego na dzialanie wysokich tempera- io tur, polega na przeplywie cyrkulujacego plynnego czynnika chlodzacego przez urzadzenie dla odpro¬ wadzenia ciepla z tego urzadzenia, przeplywie plyn¬ nego czynnika chlodzacego dla wymiany ciepla z pierwszym przenoszacym cieplo czynnikiem celem usuniecia z czynnika chlodzacego ilosci ciepla rów¬ nej ilosci ciepla odprowadzonej z urzadzenia oraz na przeplywie plynnego czynnika chlodzacego dla wymiany ciepla z drugim przenoszacym cieplo czynnikiem tak, ze plynny czynnik chlodzacy po¬ siada zadana temperature przed powtórnym wpro¬ wadzeniem do urzadzenia.

Wynalazek obejmuje równiez uklad do chlodzenia urzadzenia zapewniajacy przeplyw plynnego czyn¬ nika chlodzacego, zawierajacy wymiennik ciepla dla chlodzenia plynnego czynnika chlodzacego przez wymiane ciepla z pierwszym przenoszacym cieplo czynnikiem, pompe dla recyrkulacji czynnika chlo¬ dzacego do i z urzadzenia przez wlot i wylot czyn¬ nika chlodzacego w urzadzeniu, przewód skierowa¬ ny z wymiennika ciepla do oslonietego zbiornika plynnego czynnika chlodzacego, osloniety przewód powrotny ze zbiornika do wlotu czynnika chlodza¬ cego w urzadzeniu, oslone zbiornika i oslone prze¬ wodu powrotnego wypelnione drugim plynnym przenoszacym cieplo czynnikiem oraz kolejny wy¬ miennik ciepla dla wymiany ciepla z drugim plyn¬ nym przenoszacym cieplo czynnikiem skad plynny czynnik chlodzacy jest podawany z powrotem do urzadzenia posiadajac zadana temperature. 90 78090 780 3 Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, na którym przedsta¬ wiono schemat ukladu do chlodzenia urzadzen na¬ razonych na dzialanie wysokich temperatur.

Uklad wedlug wynalazku ma zastosowanie do chlodzenia tlenowej lancy 12 zasilanej tlenem przez przewód 14. Lanca 12 zawiera wewnetrzna rure 16 oraz wewnetrzna i zewnetrzna rure 18 i 20 two¬ rzace droge przeplywu plynnego czynnika chlodza¬ cego. Tlen opuszcza lance 12 w punkcie 17.

Zbiornik 22 plynnego czynnika chlodzacego za¬ wiera wewnetrzny pojemnik 24 i otaczajacy plaszcz 26. Wewnetrzny pojemnik 24 jest polaczony przez pi?zewód~ 281pompe 30 z wlotem 32 oslony lancy 12.

Wylot 34 lancy 12 jest polaczony przez przewód 36 z 'wlotem rurowej czesci pierwszego wymiennika 38 ciepla Jtypu plaszczowego, który jest polaczony praez przewód 40 z wewnetrznym pojemnikiem 24, Przewody 28, 31, 36 i 40 sa usytuowane odpo¬ wiednio w oslonach 29, 33, 35 i 37. Plaszcz 26 zbior¬ nika 22 jest zaopatrywany przez przewód 42 w plyn¬ ny przenoszacy cieplo czynnik, ogrzewany w we- zownicy 43 grzejnika 44. Przenoszacy cieplo czyn¬ nik przeplywa nie tylko wokól wewnetrznego po¬ jemnika 24, ale równiez przez oslony 29, 33, 35 i 37, pompe 45 i odpowiednie przewody 46 do 52. Na zla¬ czeniu przewodów 49, 50 i 51 jest usytuowany za¬ silajacy i wyrównawczy zbiornik 53.

Dla ochladzania wymiennika 38 ciepla jego po¬ wierzchnia jest polaczona z obwodem chlodzacym zawierajacym przewód 54, wentylatorowy powietrz¬ ny ochladzacz 55 wyrównawczy i akumulujacy zbiornik 56, odprowadzajacy przewód 57, pompe 58 i powrotny przewód 59.

Plynny czynnik chlodzacy cyrkulujacy miedzy zbiornikiem 22 i oslona lancy 12 ma korzystnie temperature topnienia ponizej 315°C i jest korzyst¬ nie mieszanina eutektyczna olowiu i bizmutu ma¬ jaca temperature topnienia 132°C.

Plynny przenoszacy cieplo czynnik cyrkulujacy wokól zbiornika 22 i wokól przewodów skierowa¬ nych do i od zbiornika 24 jest korzystnie wysoko¬ temperaturowym olejem majacym temperature za¬ plonu powyzej 315°C. Ten sam czynnik moze byc uzyty w obwodzie chlodzacym. Przewód 60 majacy zawór 61 jest usytuowany miedzy przewodami 59 i 52, co umozliwia wymiane czynników.

Poczatkowo pewna ilosc plynnego przenoszacego cieplo czynnika jest wprowadzona do wyrównaw¬ czego zbiornika 56 przez przewód napelniajacy (nie pokazany). Gdy pompa 58 zaczyna dzialac, czynnik wplywa do obwodu cieplnego i do wyrównawczego oraz zasilajacego zbiornika 53.

Czynnik chlodzacy umieszczony w zbiorniku 22 jest ocieplany przez przenoszacy cieplo czynnik do zadanej temperatury. Czynnik chlodzacy przeplywa wokól lancy 12 ponizej dzialania pompy 30 i jest ochladzany w wymienniku 38 ciepla podczas pow¬ rotnego przeplywu do zbiornika 22.

Plynny przenoszacy cieplo czynnik uzyty do chlo¬ dzenia plynnego czynnika chlodzacego jest chlodzo¬ ny przez powietrzny ochladzacz 55 do temperatury okolo 46°C.

Przewody 28, 31, 36 i 40 sa ocieplane przez prze¬ plyw plynnego przenoszacego cieplo czynnika prze¬ plywajacego dokola w oslonach i czynnik chlodzacy wracajac do lancy posiada zadana temperature.

Strumienie czynnika chlodzacego i plynnego prze¬ noszacego cieplo czynnika cyrkuluja w systemie s niskiego cisnienia pozwalajac na zastosowanie przy¬ rzadów niskocisnieniowych, co zapobiega niebezpie¬ czenstwom zwiazanym z zastosowaniem systemu wysokiego cisnienia.

Uzycie plynnego metalu jako czynnika chlodzacego daje dodatkowa korzysc, poniewaz jesli lanca 12 za¬ wiedzie i czynnik chlodzacy dostanie sie do komory pieca w której jest umieszczona lanca 12, mozliwosc eksplozji jest minimalna.

Claims (7)

Zastrzezenia patentowe

1. Sposób chlodzenia urzadzen narazonych na dzialanie wysokich temperatur, w którym plynny 20 czynnik chlodzacy cyrkuluje w przewodach urza¬ dzenia dla odprowadzania ciepla z urzadzenia, a na¬ stepnie jest chlodzony przed powtórnym wprowa¬ dzeniem do urzadzenia chlodzonego, znamienny tym, ze plynny czynnik chlodzacy jest chlodzony w 25 czasie przeplywu przez wymiane ciepla z ochla¬ dzanym pierwszym plynnym przenoszacym cieplo czynnikiem dla odprowadzenia ilosci ciepla równej ilosci ciepla odprowadzonej z urzadzenia, a nastep¬ nie plynny czynnik chlodzacy przeplywa przez uklad 30 dla wymiany ciepla z ocieplanym drugim plynnym przenoszacym cieplo czynnikiem celem utrzymania plynnego czynnika chlodzacego w zadanej tempera¬ turze przed powtórnym wprowadzeniem do urza¬ dzenia. 35

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze czynnik chlodzacy ma temperature topnienia poni¬ zej 315°C. 40

3. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze czynnik chlodzacy jest eutektyczna mieszanina olo¬ wiu i bizmutu.

4. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 2 albo 3, zna- 45 mienny tym, ze obydwa plynne przenoszace cieplo czynniki sa wysokotemperaturowymi olejami, ma¬ jacymi temperature zaplonu powyzej 315°C*

5. Sposób wedlug zastrz. 4, znamienny tym, ze 50 pierwszy plynny przenoszacy cieplo czynnik jest ochladzany do okolo 46°C.

6. Uklad do chlodzenia urzadzen narazonych na dzialanie wysokich temperatur, zaopatrzonych w 55 przewody dla plynnego czynnika chlodzacego, za¬ wierajacy wymiennik ciepla dla chlodzenia plynne¬ go czynnika chlodzacego przez wymiane ciepla £ pierwszym plynnym przenoszacym cieplo czynni¬ kiem, pompe dla cyrkulacji czynnika chlodzacego 60 do i z urzadzenia przez wlot i wylot urzadzenia i przewód skierowany z wylotu wymiennika ciepla do wlotu urzadzenia, znamienny tym, ze przewód (40) skierowany z wymiennika ciepla jest polaczony z oslonietym zbiornikiem (22) plynnego czynnika 65 chlodzacego, a zbiornik (22) jest polaczony z wio-90 780 tern (32) urzadzenia przez osloniety powrotny prze¬ wód (28, 31), zas plaszcz (26) zbiornika (22) i oslona (29, 33) powrotnego przewodu (28, 31) sa wypelnione drugim plynym przenoszacym cieplo czynnikiem, przy czym wymiennik ciepla (43) ociepla drugi plynny przenoszacy cieplo czynnik, w celu nadania 6 czynnikowi chlodzacemu zadanej temperatury przed powtórnym wprowadzeniem do urzadzenia.

7. Uklad wedlug zastrz. 6, znamienny tym, ze przewód (40) skierowany z wymiennika (38) ciepla do zbiornika (24) jest umieszczony w oslonie (37). n M 56+