RU187793U1 - Dual flow cross-precision recuperator - Google Patents
Dual flow cross-precision recuperator Download PDFInfo
- Publication number
- RU187793U1 RU187793U1 RU2018144460U RU2018144460U RU187793U1 RU 187793 U1 RU187793 U1 RU 187793U1 RU 2018144460 U RU2018144460 U RU 2018144460U RU 2018144460 U RU2018144460 U RU 2018144460U RU 187793 U1 RU187793 U1 RU 187793U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- recuperator
- manifold
- inlet
- inlet manifold
- heat
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
- F23L15/00—Heating of air supplied for combustion
- F23L15/04—Arrangements of recuperators
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
Abstract
Полезная модель относится к области теплоэнергетики, а именно к рекуператорам, в которых используется вторичная тепловая энергия. Двухпоточный перекрестно-точный рекуператор содержит входной коллектор 1 с патрубками для подачи воздуха, выходной коллектор 4 и теплообменные трубы 5 и 6. Входной и выходной коллекторы 1 и 4 расположены друг над другом, рекуператор дополнительно снабжен промежуточными коллекторами 2 и 3, полости которых сообщены. Теплообменные трубы 5 и 6 входного коллектора и выходного коллектора заведены в промежуточные коллекторы 2 и 3 и образуют трубные решетки. Патрубки 8 и 9 для подачи воздуха расположены с одной стороны входного коллектора 1 и разнесены по его краям, при этом в средней части каждого коллектора 1,2,3,4 установлены перегородки 10,11,12,13. Теплообменные трубы 5,6 могут быть выполнены из высокотемпературной огнеупорной цельнолитой керамики. Технический результат - высокая эффективность, а также снижение энергоемкости за счет исключения динамического сопротивления и равномерного распределения входного потока по коллекторам. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. The utility model relates to the field of heat power engineering, namely to recuperators in which secondary thermal energy is used. The double-flow cross-precision recuperator contains an inlet manifold 1 with nozzles for supplying air, an outlet manifold 4 and heat exchange tubes 5 and 6. The inlet and outlet manifolds 1 and 4 are located one above the other, the recuperator is additionally equipped with intermediate collectors 2 and 3, the cavities of which are communicated. Heat exchanging pipes 5 and 6 of the inlet manifold and outlet manifold are connected to the intermediate manifolds 2 and 3 and form tube sheets. The nozzles 8 and 9 for air supply are located on one side of the inlet manifold 1 and spaced along its edges, while in the middle of each collector 1,2,3,4 installed partitions 10,11,12,13. Heat transfer tubes 5.6 can be made of high-temperature refractory solid cast ceramics. The technical result is high efficiency, as well as reducing energy intensity due to the exclusion of dynamic resistance and uniform distribution of the input stream to the collectors. 1 s.p. f-ly, 2 ill.
Description
Полезная модель относится к области теплоэнергетики, а именно, к рекуператорам в которых используется вторичная тепловая энергия.The utility model relates to the field of power engineering, namely, to recuperators in which secondary thermal energy is used.
Известен рекуператор для нагрева первичного воздуха печи открытого малоокислительного нагрева, состоящий из U-образных труб, содержащих подводящую и выходную ветви, установленных под промежуточным подом печи в конце камеры предварительного нагрева и расположенных во взаимно противоположном направлении по отношению друг к другу, отличающийся тем, что рекуператор содержит четное количество U-образных труб, при этом каждая пара соседних друг с другом труб, выходящих на одну сторону печи, соединены последовательно между собой внешним патрубком с фланцами на концах (патент на изобретение РФ № 2343387, опубл.10.01.2009г.).Known recuperator for heating the primary air of an open low oxidation heating furnace, consisting of U-shaped pipes containing inlet and outlet branches installed under the intermediate hearth of the furnace at the end of the preheating chamber and located in the opposite direction to each other, characterized in that the recuperator contains an even number of U-shaped pipes, with each pair of pipes adjacent to each other extending to one side of the furnace connected in series with each other by an external pat assembly with flanges at the ends (patent for the invention of the Russian Federation No. 2343387, publ. 10.01.2009).
Также известны следующие технические решения: А.С.СССР № 919461, А.С.СССР № 713614, А.С.СССР № 954787, RU 2138737, The following technical solutions are also known: A.S.SSSR No. 919461, A.S.SSSR No. 713614, A.S.SSSR No. 954787, RU 2138737,
RU 23558217, RU 217872, RU 28538 и др. RU 23558217, RU 217872, RU 28538, etc.
В результате патентных исследований также выявлены технические решения в этой области техники, которые были учтены заявителем, а именно: CA 1155834, AU 199805504, US 20160025413, JP 2000126646.As a result of patent research, technical solutions in this technical field that were considered by the applicant were also identified, namely: CA 1155834, AU 199805504, US 20160025413, JP 2000126646.
Наиболее близким техническим решением, по общей совокупности признаков, выбранным заявителем в качестве прототипа, является рекуператор, который содержит теплообменные трубы, закрепленные одними концами во входном коллекторе, другими в выходном, а на входе в теплообменные трубы установлены завихрители. Входной коллектор разделен на две камеры, каждая из которых имеет патрубок для подвода воздуха, в одной из камер находятся завихрители, а полость второй соединена с внутренней полостью завихрителей цилиндрическими патрубками. Установка завихрителя в одной из камер позволяет регулировать интенсивность закрутки воздушного потока в трубах и тем самым изменять коэффициент теплоотдачи (патент на изобретение RU № 2125207, опубл. 20.01.1999г.).The closest technical solution, according to the general set of features selected by the applicant as a prototype, is a recuperator, which contains heat exchange pipes fixed at one end in the inlet manifold, the other in the outlet, and swirlers are installed at the inlet to the heat exchange pipes. The input manifold is divided into two chambers, each of which has a pipe for supplying air, swirls are located in one of the chambers, and the second cavity is connected to the inner cavity of the swirlers by cylindrical pipes. Installing a swirler in one of the chambers allows you to adjust the intensity of the swirling air flow in the pipes and thereby change the heat transfer coefficient (patent for invention RU No. 2125207, publ. 01.20.1999).
При известной скорости потока воздуха в рекуператоре прототипа, время необходимое для достаточного нагрева воздуха можно увеличить за счет увеличения длины рекуператора и/или создания турбулентных потоков в воздуховодах для интенсификации теплообмена с горячей внешней средой. Недостатком данного устройства является сложность конструкции, т.к. увеличить длину рекуператора нет возможности из-за того что это приведет к значительным массово габаритным размерам. Турбулизация потоков требует дополнительной энергии, а для обеспечения турбулентных потоков требуется усложнение конструкции – необходимо устанавливать регулирующее устройство, торцевые крышки завихрителей и перегородки должны быть установлены таким образом, чтобы их отверстия были расположены соосно с осью теплообменных труб. Наличие завихрителей в составе рекуператора требует повышенного расхода энергии, необходимой на побуждение энергии потока. Следовательно, известное устройство для обеспечения высокого КПД требует повышенных материальных и трудозатрат, в том числе на их производство и последующее обслуживание.With the known air flow rate in the prototype recuperator, the time required for sufficient air heating can be increased by increasing the length of the recuperator and / or creating turbulent flows in the ducts to enhance heat exchange with the hot external environment. The disadvantage of this device is the design complexity, because to increase the length of the recuperator is not possible due to the fact that this will lead to significant mass overall dimensions. Turbulence of flows requires additional energy, and to ensure turbulent flows, design complexity is required - it is necessary to install a control device, the end caps of the swirls and partitions must be installed so that their openings are aligned with the axis of the heat exchange tubes. The presence of swirlers in the recuperator requires an increased energy expenditure necessary to stimulate flow energy. Therefore, the known device for ensuring high efficiency requires increased material and labor costs, including their production and subsequent maintenance.
Технической задачей заявляемой полезной модели является создание эффективного компактного двухпоточного рекуператора, обеспечивающего простоту сборки и обслуживания, снижение энергоемкости.The technical task of the claimed utility model is the creation of an effective compact two-flow recuperator, which provides ease of assembly and maintenance, reducing energy consumption.
Техническая задача достигается тем, что заявляемый двухпоточный перекрестно-точный рекуператор содержит входной коллектор с патрубками для подачи воздуха, выходной коллектор и теплообменные трубы, отличающийся тем, что входной и выходной коллекторы расположены друг над другом, рекуператор дополнительно снабжен промежуточными коллекторами, полости которых сообщены, теплообменные трубы входного коллектора и выходного коллектора заведены в промежуточные коллекторы и образуют трубные решетки, а патрубки для подачи воздуха расположены с одной стороны входного коллектора и разнесены по его краям, при этом в средней части каждого коллектора установлена перегородка. The technical problem is achieved in that the inventive two-line cross-precision heat exchanger contains an inlet manifold with nozzles for supplying air, an outlet manifold and heat exchange pipes, characterized in that the inlet and outlet manifolds are located one above the other, the recuperator is additionally equipped with intermediate manifolds, the cavities of which are communicated, heat exchanging pipes of the inlet manifold and the outlet manifold are inserted into the intermediate manifolds and form tube sheets, and the nozzles for air supply are placed wife one side inlet manifold and spaced along its edges, wherein a middle portion of each collector installed partition.
Теплообменные трубы могут быть выполнены из высокотемпературной огнеупорной цельнолитой керамики.Heat transfer pipes can be made of high-temperature refractory solid cast ceramics.
Сравнение заявляемой полезной модели с прототипом показывает, что она отличается следующими признаками:Comparison of the claimed utility model with the prototype shows that it differs in the following features:
- входной и выходной коллекторы расположены друг над другом;- input and output collectors are located one above the other;
- рекуператор дополнительно снабжен промежуточными коллекторами;- the recuperator is additionally equipped with intermediate collectors;
- полости промежуточных коллекторов сообщены;- cavities of intermediate collectors communicated;
- теплообменные трубы входного коллектора и выходного коллектора заведены в промежуточные коллекторы и образуют трубные решетки;- heat transfer pipes of the inlet manifold and outlet manifold are inserted into the intermediate manifolds and form tube sheets;
- патрубки для подачи воздуха расположены с одной стороны входного коллектора и разнесены по его краям;- nozzles for air supply are located on one side of the inlet manifold and spaced along its edges;
- в средней части каждого коллектора установлена перегородка.- a partition is installed in the middle of each collector.
Поэтому можно предположить, что заявляемая полезная модель соответствует критерию «новизна». Therefore, we can assume that the claimed utility model meets the criterion of "novelty."
Двухпоточный рекуператор перекрёстно-точного типа исключает смешивание газообразных сред участвующих в теплообмене, используемого для подогрева, например, дутьевого воздуха.The cross-flow double-flow recuperator eliminates the mixing of gaseous media involved in the heat exchange used to heat, for example, blast air.
Теплообменные трубы выполнены из высокотемпературной огнеупорной цельнолитой керамики, что позволяет получить дополнительный технический результат.Heat transfer pipes are made of high-temperature refractory solid cast ceramics, which allows to obtain an additional technical result.
Полезная модель может быть изготовлена на стандартном оборудовании, поэтому она соответствует критерию «промышленная применимость».The utility model can be manufactured on standard equipment, so it meets the criterion of "industrial applicability".
На Фиг.1 схематично (вид сверху) показан пример заявляемого рекуператора с двумя промежуточными коллекторами, На Фиг.2 – тоже, вид сбоку.Figure 1 schematically (top view) shows an example of the inventive recuperator with two intermediate collectors, Figure 2 is also a side view.
Рекуператор находится в нижней части камеры дожигания (на схемах не показана). Рекуператор содержит входной коллектор 1 и выходной коллектор 4, расположенные друг над другом. Теплообменные трубы 5 образуют верхнюю трубную решетку (регистр). Рекуператор дополнительно снабжен верхним промежуточным коллектором 2 и нижним промежуточным коллектором 3, полости, которых сообщены. Теплообменные трубы 5 от входного коллектора 1 заведены в верхний промежуточный коллектор 2, а нижний промежуточный коллектор 3 соединен теплообменными трубами 6 с выходным коллектором 4. Теплообменные трубы 6 образуют нижнюю трубную решетку. Входной коллектор 1 имеет патрубки 8 и 9 для подачи воздуха, которые расположены с одной стороны и разнесены по краям. Для образования двух независимых потоков дутьевого воздуха в средней части каждого коллектора установлены перегородки 10, 11, 12, 13, Поз. 7 обозначены дутьевые вентиляторы.The recuperator is located at the bottom of the afterburner (not shown in the diagrams). The recuperator comprises an
Теплообменные трубы 5,6 выполнены из высокотемпературной огнеупорной цельнолитой керамики, использование которой обусловлено термической и химической стойкостью материала к агрессивным горячим средам, отсутствием температурной деформации, а также максимальной теплопроводностью для теплообмена между средами (дутьевым кислородом воздуха и отходящими газами), Металлические детали рекуператора защищены от высокотемпературной коррозии специальными огнеупорными материалами. The heat transfer pipes 5.6 are made of high-temperature refractory solid cast ceramics, the use of which is due to the thermal and chemical resistance of the material to aggressive hot environments, the absence of temperature deformation, as well as the maximum thermal conductivity for heat exchange between the media (blown oxygen and exhaust gases), The metal parts of the heat exchanger are protected from high temperature corrosion with special refractory materials.
Заявленная полезная модель рекуператора работает следующим образом. The claimed utility model of the recuperator works as follows.
Рекуператор находится в нижней части камеры дожигания (на рисунке не показана). Дутьевые вентиляторы 7 подают воздух через патрубки 8, 9 во входной коллектор 1. Особенностью конструкции является то, что воздух в коллектор 1 попадает с противоположных сторон, движение встречных потоков воздуха в коллекторе 1 ограничено поперечной перегородкой 10, поэтому воздух аэродинамически распределяется по теплообменным трубам 5, образуя два потока. Затем потоки воздуха попадают в верхний промежуточный коллектор 2. Так как полость верхнего промежуточного коллектора 2 сообщается с полостью нижнего промежуточного коллектора 3, нагнетаемый воздух переходит в теплообменные трубы 6, также в виде двух потоков, что обеспечивается перегородками 12,13, а затем попадает в соответствующие части выходного коллектора 4 образованные перегородкой 11. Горячие газы в камере дожигания обтекают теплообменные трубы со всех сторон, т.к. они образуют трубные решетки. Следует отметить, что образование двух потоков в рекуператоре позволяет более равномерно распределить воздух между теплообменными трубами, а наличие перегородок исключает возможность образования встречных потоков, что, в свою очередь, позволяет уменьшить энергопотребление, использовать менее мощные по динамическому давлению вентиляторы, позволяет снизить профильные скорости потока нагреваемого воздуха, что способствует более интенсивному теплообмену, а также обеспечить резервирование работоспособности устройства в случае выхода из строя одного вентилятора. Проходя между теплообменными трубами, по определённой траектории, горячие газы равномерно нагревают их по всей площади поверхности, что способствует более эффективному теплообмену, затем попадают в камеру сажеотделения и далее в дымоход (на чертеже не показаны). Нагретые керамические теплообменные трубы 5 и 6 в свою очередь передают тепловую энергию проходящему по ним дутьевому воздуху. Потоки дутьевого воздуха, нагретые до необходимой температуры после выходного коллектора, используются в дальнейшем технологическом процессе.The recuperator is located at the bottom of the afterburner (not shown in the figure). The blower fans 7 supply air through the nozzles 8, 9 to the
Заявляемый рекуператор может быть изготовлен с тремя, четырьмя и большим количеством промежуточных коллекторов. Количество промежуточных коллекторов определяется в зависимости от температурных потребностей конкретного технологического процесса и от мощности используемых вентиляторов.The inventive recuperator can be made with three, four and a large number of intermediate manifolds. The number of intermediate collectors is determined depending on the temperature needs of a particular process and on the power of the fans used.
Промышленные испытания данного двухпоточного перекрёстно-точного рекуператора с заявляемой компоновкой, показали его высокую эффективность, а также снижение энергоемкости за счет исключения динамического сопротивления и равномерного распределения входного потока по коллекторам. При производственных испытаниях заявляемого рекуператора подтверждена возможность повышения КПД за счёт увеличения количества регистров.Industrial tests of this two-flow cross-flow heat exchanger with the claimed layout, showed its high efficiency, as well as reducing energy consumption by eliminating dynamic resistance and uniform distribution of the input stream to the collectors. During production tests of the inventive recuperator confirmed the possibility of increasing efficiency by increasing the number of registers.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018144460U RU187793U1 (en) | 2018-12-17 | 2018-12-17 | Dual flow cross-precision recuperator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018144460U RU187793U1 (en) | 2018-12-17 | 2018-12-17 | Dual flow cross-precision recuperator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU187793U1 true RU187793U1 (en) | 2019-03-19 |
Family
ID=65758896
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018144460U RU187793U1 (en) | 2018-12-17 | 2018-12-17 | Dual flow cross-precision recuperator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU187793U1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1702107A1 (en) * | 1989-08-28 | 1991-12-30 | Институт газа АН УССР | Tubular recuperator |
RU2125207C1 (en) * | 1995-05-06 | 1999-01-20 | Михайлишин Евгений Васильевич | Recuperator |
RU2343387C2 (en) * | 2007-01-09 | 2009-01-10 | Открытое акционерное общество "Северсталь-метиз" | Recuperator for heating of furnace primary air of open little-oxidising heating and method of primary air heating in recuperator |
-
2018
- 2018-12-17 RU RU2018144460U patent/RU187793U1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1702107A1 (en) * | 1989-08-28 | 1991-12-30 | Институт газа АН УССР | Tubular recuperator |
RU2125207C1 (en) * | 1995-05-06 | 1999-01-20 | Михайлишин Евгений Васильевич | Recuperator |
RU2343387C2 (en) * | 2007-01-09 | 2009-01-10 | Открытое акционерное общество "Северсталь-метиз" | Recuperator for heating of furnace primary air of open little-oxidising heating and method of primary air heating in recuperator |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5448986A (en) | Heat exchanger | |
CN203336983U (en) | Combustion air multistage heat exchange device | |
US3908628A (en) | Jet impingement recuperator | |
RU187793U1 (en) | Dual flow cross-precision recuperator | |
CN209960535U (en) | Flow guide type radiant tube heat exchanger and combustion air inner tube thereof | |
JPH04257655A (en) | Small size gas combustion air heater | |
KR200284927Y1 (en) | High Efficiency Heat Recovery Apparatus | |
CN202074556U (en) | Inserter combination type air preheater with same-temperature-difference jet flow at inlets and outlets of heat exchange tubes | |
CN107388585A (en) | A kind of heat exchanger | |
CN206959673U (en) | Heat exchanger fin, heat exchanger and heating forced ventilation formula gas furnace | |
CN2791499Y (en) | Injection radiant tube heat exchanger | |
CN102252340B (en) | Jet and insert combined air pre-heater capable of realizing same inlet/outlet temperature difference of gas in heat exchange pipes | |
KR20000034835A (en) | Heat Exchange Device | |
RU2296270C1 (en) | Air heater | |
CN214582554U (en) | High-temperature flue heat exchange device | |
CN214701802U (en) | U-shaped W-shaped radiant tube secondary heat exchanger | |
CN216897836U (en) | High-efficiency energy-saving gas heater | |
CN209355249U (en) | A kind of furnace secondary preheating formula air is from preheating burner | |
JP2937988B1 (en) | Heat exchanger | |
CN218237867U (en) | Reverse air-conveying multi-return indirect heat exchange energy-saving gas hot blast stove | |
RU2810836C1 (en) | Plate heat exchanger with plug-in turbulators | |
CN218469299U (en) | Seawater type low-nitrogen condensation integrated normal-pressure hot water boiler | |
CN212456946U (en) | High-efficient preheater that cooperation radiant tube nozzle used | |
RU2125207C1 (en) | Recuperator | |
SU1267115A1 (en) | Recuperator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20201218 |