RU177497U1 - Высокотемпературный теплообменный трубный элемент для запыленного потока - Google Patents
Высокотемпературный теплообменный трубный элемент для запыленного потока Download PDFInfo
- Publication number
- RU177497U1 RU177497U1 RU2016148071U RU2016148071U RU177497U1 RU 177497 U1 RU177497 U1 RU 177497U1 RU 2016148071 U RU2016148071 U RU 2016148071U RU 2016148071 U RU2016148071 U RU 2016148071U RU 177497 U1 RU177497 U1 RU 177497U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- longitudinal
- heat
- coating
- heat exchange
- grooves
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
- F28F13/18—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by applying coatings, e.g. radiation-absorbing, radiation-reflecting; by surface treatment, e.g. polishing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
- F28F21/08—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
- F28F21/081—Heat exchange elements made from metals or metal alloys
Landscapes
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
Высокотемпературный теплообменный трубный элемент для запыленного потока состоит из внутренней жаропрочной трубы, плотно прилегающей к ней наружной трубы из углеродистой стали с двухсторонним продольным оребрением. Поверхность наружной трубы с ребрами покрыта сеткой продольных и поперечных канавок, и вся эта поверхность покрыта жаростойким покрытием. Предлагаемая конструкция может использоваться в энергетике и металлургии с целью высокотемпературного нагрева компримированного воздуха от продуктов сгорания с золовыми частицами. С ее помощью можно увеличить долговечность конструкции за счет увеличения сцепление покрытия с металлом и стойкости конструкции к абразивному износу золовыми частицами.
Description
Высокотемпературный теплообменный трубный элемент для запыленного потока предназначен для использования в энергетике и металлургии с целью высокотемпературного нагрева компримированного воздуха от продуктов сгорания с золовыми частицами. В частности, в энергетике для парогазовых установок (ПГУ) с внутрицикловой газификацией (ВЦГ) твердого топлива.
Одной из разновидностей ПГУ с ВЦГ является гибридная схема на основе процессов термообработки угля и «внешнего» сжигания топлива. Ключевым элементом в разрабатываемой схеме является воздушный котел, в котором в конвективной шахте нагревается компримированный воздух.
Интенсивность теплоотдачи со стороны компримированного воздуха (при давлении 2-4 МПа) на порядок выше, чем со стороны продуктов сгорания (при атмосферном давлении). Для снижения термического сопротивления со стороны продуктов сгорания чаше всего используется продольное оребрение труб, поскольку оно позволяет обеспечить минимальные золовые отложения.
Известны патенты, использующие продольное оребрение на трубах для интенсификации теплообмена: WO 2013/024201 А1; CN 103697738 А; CN 203757690 U; PL 210933 B1; US 4160476 A; US 006082353 A.
Если использовать аналоги WO 2013/024201 А1; CN 103697738 А; CN 203757690 U; PL 210933 В1, то для обеспечения с помощью указанных конструкций нагрев компримированного воздуха до температур 800-900°С необходимо использовать трубы с продольным оребрением из жаропрочного и жаростойкого сплава, стоимость которого в ~50-100 раз выше, чем углеродистые стали.
Наиболее близким решением, принятым за прототип, является конструкция биметаллического трубного элемента с двухсторонним продольным оребрением (по патенту US 006082353 A). Если в этой конструкции внутренняя труба будет из жаропрочного сплава, способного выдерживать давление воздуха 2-4 МПа при температуре стенки (~1000°С), а наружная труба с продольными ребрами из более дешевого материала, например, из углеродистой стали с защитным покрытием (разработанным Уральским институтом металлов (УИМ) за счет гранта Российского научного фонда (проект №14-19-00524)), обеспечивающим жаростойкость конструкции до 1050°С, то такая конструкция позволит снизить затраты на металл в разы. Однако остается актуальной задача по долговечности такой конструкции в условиях абразивного износа теплообменного элемента частицами и вероятности локальных повреждений покрытия.
Технический результат - увеличение долговечности покрытия достигается тем, что в высокотемпературном биметаллическом трубном теплообменном элементе, состоящим из внутренней жаропрочной трубы и плотно прилегающей к ней наружной трубы из углеродистой стали с двухсторонним продольным оребрением и наружным покрытием, на поверхности наружной трубы и ребер выполнены продольные и поперечные канавки, при этом глубина (h) и ширина канавок в продольном (δ1) и поперечном (δ2) направлениях могут быть равны 0,1÷0,3 мм, а шаги между канавками в продольном s1 и поперечном направлении s2 могут быть равны 0,2÷0,6 мм.
Предлагаемая конструкция «высокотемпературного теплообменного трубного элемента для запыленного потока» решает поставленную задачу увеличения долговечности покрытия за счет увеличения сцепления покрытия с металлом, поскольку сетка канавок 5 (фиг. 1) увеличивает площадь контакта между покрытием и металлом. Кроме того, увеличивается стойкость конструкции к абразивному износу золовыми частицами, поскольку увеличивается толщина покрытия за счет покрытия расположенного в канавках.
На фиг. 1 показан поперечный разрез теплообменного элемента, он состоит из внутренней жаропрочной трубы 1 и плотно прилегающей к ней наружной трубы из углеродистой стали 2, которая имеет двухстороннее продольное оребрение 3. На наружной поверхности трубы 2 и ребер 3 выполнены продольные и поперечные канавки 5, эта поверхность защищена покрытием 4.
Устройство действует следующим образом, труба 1 обеспечивает прочность конструкции при избыточном давлении внутренней среды и высокой температуре. Наружная труба 2 имеет продольные ребра 3, что позволяет уменьшить термическое сопротивление с внешней поверхности, плотный контакт между внутренней и внешней трубой минимизирует контактное термическое сопротивление. Выполненные на поверхности трубы 2 и ребер 3 продольные и поперечные канавки 5, обеспечиваю лучшее сцепление покрытия 4 с трубой 2 и реберами 3, что увеличивает долговечность конструкции.
Поскольку по данным исследований разработчиков покрытия (УИМ), наиболее эффективная его толщина - 0,1÷0,3 мм, то этот размер будет оптимальным: для глубины (h) и ширины канавок в продольном (δ1) и поперечном (δ2) направлениях; а шаги между канавками в продольном s1 и поперечном направлении s2 должны быть 0,2÷0,6 мм.
Claims (2)
1. Высокотемпературный биметаллический трубный теплообменный элемент, состоящий из внутренней жаропрочной трубы и плотно прилегающей к ней наружной трубы из углеродистой стали с двухсторонним продольным оребрением и наружным покрытием, отличающийся тем, что на поверхности наружной трубы и ребер выполнены продольные и поперечные канавки.
2. Высокотемпературный биметаллический трубный теплообменный элемент по п. 1, отличающийся тем, что глубина (h) и ширина канавок в продольном (δ1) и поперечном (δ2) направлениях равны 0,1÷0,3 мм, а шаги между канавками в продольном s1 и поперечном направлении s2 равны 0,2÷0,6 мм.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016148071U RU177497U1 (ru) | 2016-12-08 | 2016-12-08 | Высокотемпературный теплообменный трубный элемент для запыленного потока |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016148071U RU177497U1 (ru) | 2016-12-08 | 2016-12-08 | Высокотемпературный теплообменный трубный элемент для запыленного потока |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU177497U1 true RU177497U1 (ru) | 2018-02-28 |
Family
ID=61567984
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016148071U RU177497U1 (ru) | 2016-12-08 | 2016-12-08 | Высокотемпературный теплообменный трубный элемент для запыленного потока |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU177497U1 (ru) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6082353A (en) * | 1996-10-18 | 2000-07-04 | Van Doorn; Andrew | Solar panel and method of manufacturing thereof |
| RU2377490C1 (ru) * | 2008-10-21 | 2009-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Томир" | Теплообменный элемент и способ изготовления теплообменного элемента |
| CN203757690U (zh) * | 2014-01-24 | 2014-08-06 | 北京天素阳光低碳技术有限公司 | 一种鳍片管膜式省煤器 |
-
2016
- 2016-12-08 RU RU2016148071U patent/RU177497U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6082353A (en) * | 1996-10-18 | 2000-07-04 | Van Doorn; Andrew | Solar panel and method of manufacturing thereof |
| RU2377490C1 (ru) * | 2008-10-21 | 2009-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Томир" | Теплообменный элемент и способ изготовления теплообменного элемента |
| CN203757690U (zh) * | 2014-01-24 | 2014-08-06 | 北京天素阳光低碳技术有限公司 | 一种鳍片管膜式省煤器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Khaled et al. | Prototype implementation and experimental analysis of water heating using recovered waste heat of chimneys | |
| CN201110561Y (zh) | 锅炉排烟余热回用节能装置 | |
| CN103940087B (zh) | 一种窄间隙扁圆形双盘管整体冷凝锅炉 | |
| CN103994645B (zh) | 一种高效节能的滚筒烘干干燥设备 | |
| RU177497U1 (ru) | Высокотемпературный теплообменный трубный элемент для запыленного потока | |
| CN202442318U (zh) | 真空管换热器 | |
| CN202018185U (zh) | 组合式空气炉系统 | |
| JP5361929B2 (ja) | 間接冷却水冷及び直接空冷式火格子燃焼装置 | |
| CN206094536U (zh) | 一种中高压单锅筒结构快装水管锅炉 | |
| CN210736651U (zh) | 金属浇铸螺旋盘管夹套焦炉上升管余热回收装置 | |
| CN104913498A (zh) | 一种高效节能常压卧式超导燃气锅炉 | |
| CN204165344U (zh) | 一种高效节能的滚筒烘干干燥设备 | |
| CN202902241U (zh) | 一种镀锌热处理炉余热锅炉 | |
| CN207569850U (zh) | 一种新型余热锅炉的换热面 | |
| CN103134376A (zh) | 传热管 | |
| RU83599U1 (ru) | Водогрейный котел | |
| CN207113617U (zh) | 矿热炉烟道水冷结构 | |
| RU169227U1 (ru) | Защитная конструкция для труб котельных агрегатов | |
| CN204593471U (zh) | 高效节能环保多功能蜂窝煤采暖炉 | |
| CN204460684U (zh) | 一种对水加热效率高的锅炉 | |
| CN201138054Y (zh) | 水暖炉 | |
| CN216716198U (zh) | 一种堆焊高温过热器 | |
| CN204448479U (zh) | 一种烘干设备 | |
| CN202562020U (zh) | 层燃角管式热水锅炉 | |
| CN209819526U (zh) | 一种卧式一次性加煤供热设备 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20181209 |