RU2079557C1

RU2079557C1 - Packing of regenerator

Info

Publication number: RU2079557C1
Application number: RU93029462A
Authority: RU
Inventors: С.Л. Соломенцев; С.М. Басукинский; И.Г. Бянкин; Л.Ф. Соломенцева
Original assignee: Липецкий политехнический институт
Priority date: 1993-06-15
Filing date: 1993-06-15
Publication date: 1997-05-20

Abstract

FIELD: metallurgy, namely apparatuses for high temperature heating of air and other gaseous heat transfer agents. SUBSTANCE: packing is made of block members in the form of bricks having fins on their one wide lateral face. Width of said bricks is equal to thickness of base of said blocks. height of bricks and distance between adjacent fins are equal to hydraulic diameter of ducts of packing. Said fins and narrow lateral face have along their length tapered cuts or vertical cutouts on their ends. Mean value of depth of tapered cut along rib length or mean value of depth of vertical cutout is equal to 0.1-0.25 of thickness of block base. EFFECT: improved design. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к устройствам для высокотемпературного нагрева воздуха и других газообразных теплоносителей. The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to devices for high-temperature heating of air and other gaseous coolants.

Известна насадка, выполненная из огнеупорных блоков шестигранной формы, образующих вертикальные каналы [1] Недостатком этой насадки является сравнительно низкая интенсивность теплообмена в ней из-за недостаточной турбулизации потока теплоносителя и невысокой относительной поверхности нагрева. Кроме того, в случае засорения отдельных каналов они полностью из теплообмена, снижая эффективность работы аппарата в целом. Known nozzle made of refractory hexagonal blocks forming vertical channels [1] The disadvantage of this nozzle is the relatively low intensity of heat transfer in it due to insufficient turbulization of the coolant flow and a low relative heating surface. In addition, in the event of clogging of individual channels, they are completely out of heat transfer, reducing the overall efficiency of the apparatus.

Наиболее близким описываемому изобретению по технической сущности является насадка регенератора из огнеупорных кирпичей, образующих вертикальные каналы и горизонтальные каналы в виде вертикальных щелей [2] (прототип). Эта насадка характеризуется повышенной по сравнению с аналогом интенсивностью теплообмена. Однако насадка, выполненная из отдельных кирпичей, сложна при ее сборке, т. к. элементы неустойчивы, из них трудно точно сформировать насадку с требуемым гидравлическим диаметром каналов. Отдельные кирпичи насадки имеют малую массу, и ее сборка трудоемка и дорогостояща. The closest described invention in technical essence is the nozzle of the regenerator of refractory bricks, forming vertical channels and horizontal channels in the form of vertical slots [2] (prototype). This nozzle is characterized by increased heat transfer compared to the analogue. However, the nozzle made of individual bricks is difficult to assemble, because the elements are unstable, it is difficult to precisely form the nozzle with the required hydraulic diameter of the channels from them. Separate nozzle bricks are lightweight and its assembly is time consuming and expensive.

Предлагается насадка, выполненная из огнеупорных блоков, с ребрами на широкой боковой грани, ширина которых равна ширине основания блока, а высота ребер и расстояние между соседними ребрами равны диаметру отверстия вертикального канала, при этом высота горизонтального канала в виде вертикальной щели равна 0,1 0,25 ширины огнеупорного блока. Горизонтальные каналы в виде вертикальных щелей образованы либо косыми срезами, либо вертикальными вырезами, выполненными на узкой боковой грани огнеупорного блока и ребрах. A nozzle made of refractory blocks with ribs on a wide lateral face, the width of which is equal to the width of the base of the block, and the height of the ribs and the distance between adjacent ribs is equal to the diameter of the holes of the vertical channel, the height of the horizontal channel in the form of a vertical slit is 0.1 0 , 25 width of the refractory block. The horizontal channels in the form of vertical slots are formed either by oblique sections or by vertical notches made on the narrow side face of the refractory block and ribs.

На фиг. 1, 2 показан блочный элемент насадки в аксонометрии, соответственно, с вертикальными вырезами и косыми срезами на ребрах. На фиг. 3 поперечный разрез насадки в сборе. In FIG. 1, 2 shows a block element of the nozzle in a perspective view, respectively, with vertical cuts and oblique sections on the ribs. In FIG. 3 cross section of the nozzle assembly.

Насадка регенератора состоит из огнеупорных блоков 1, толщиной b, при сборке которых для прохода газов образуются вертикальные каналы с гидравлическим диаметром d_г и горизонтальные каналы в виде вертикальных щелей 3 высотой δ. Укладка блоков осуществляется горизонтальными рядами с поворотом на 90^oC в каждом последующем ряду.The regenerator nozzle consists of refractory blocks 1, thickness b, during assembly of which vertical channels with a hydraulic diameter d _g and horizontal channels in the form of vertical slots 3 of height δ are formed for the passage of gases. Laying blocks is carried out in horizontal rows with a rotation of 90 ^o C in each subsequent row.

Устройство работает следующим образом. Греющий газ (продукты сгорания), проходя через насадку сверху вниз, отдает тепло элементам насадки. The device operates as follows. Heating gas (combustion products), passing through the nozzle from top to bottom, gives off heat to the elements of the nozzle.

В следующий период работы регенератора снизу вверх поступает нагреваемая среда (воздух), которая получает тепло от нагретой насадки. Затем процесс циклически повторяется. In the next period of operation of the regenerator, the heated medium (air) enters from the bottom up, which receives heat from the heated nozzle. Then the process is cyclically repeated.

Выполнение насадки из огнеупорных блоков позволяет упростить и ускорить ее сборку, повысить точность формирования гидравлического диаметра каналов, исключить неустойчивость отдельных элементов при сборке. Блоки удобны при их обжиге и транспортировке. Ширина и высота ребер, а также расстояние между соседними ребрами обусловлены требованиями компановки насадки из таких блоков с формированием заданного гидравлического диаметра каналов. Оптимальное значение высоты горизонтальных каналов в виде вертикальных щелей щелевых каналов обусловлено следующим: при значениях относительной высоты горизонтальных каналов (по отношению к ширине основания блока) d/b менее 0,1 интенсивность теплообмена в предложенной насадке практически равна интенсивности теплообмена в насадке со сплошными гладкими каналами, при увеличении δ/b более 0,1 объемный коэффициент теплоотдачи α_v растет, причем рост постоянно замедляется, что объясняется уменьшением поверхности нагрева граней непосредственно формирующих вертикальные каналы насадки (наиболее эффективных с точки зрения интенсивности теплообмена) при увеличении значений поверхностного коэффициента теплоотдачи конвекцией α_F. При δ/b равном 0,25 значении объемного коэффициента теплоотдачи α_v достигает максимального значения. При дальнейшем увеличении δ/b происходит уменьшение интенсивности теплоотдачи, т. к. эффект от увеличения α_F оказывается меньше, чем от уменьшения поверхностей нагрева граней, формирующих вертикальные каналы насадки. Кроме того, снижается прочность насадки из-за уменьшения площади опорной поверхности блоков. Число ребер определяется требованиями технологии изготовления, габаритов и массы блочных элементов и может составлять от 2 до 5. Наличие разветвленной сети горизонтальных каналов теплоносителя, перераспределение газовых сред в поперечном направлении, что снижает перепад температур по сечению насадки и сохраняет стабильность работы всех вертикальных каналов при закупоривании некоторых из них.The implementation of the nozzle from the refractory blocks allows us to simplify and speed up its assembly, increase the accuracy of the formation of the hydraulic diameter of the channels, to eliminate the instability of individual elements during assembly. Blocks are convenient for firing and transportation. The width and height of the ribs, as well as the distance between adjacent ribs, are due to the requirements of arranging the nozzle from such blocks with the formation of a given hydraulic diameter of the channels. The optimal value of the height of the horizontal channels in the form of vertical slots of the slotted channels is due to the following: when the relative height of the horizontal channels (with respect to the width of the block base) d / b is less than 0.1, the heat transfer rate in the proposed nozzle is almost equal to the heat transfer rate in the nozzle with continuous smooth channels , with an increase in δ / b of more than 0.1, the volumetric heat transfer coefficient α _v increases, and the growth constantly slows down, which is explained by a decrease in the heating surface of the faces directly o forming vertical channels of the nozzle (the most effective in terms of heat transfer intensity) with increasing values of the surface heat transfer coefficient by convection α _F. When δ / b is 0.25, the volumetric heat transfer coefficient α _v reaches its maximum value. With a further increase in δ / b, the heat transfer intensity decreases, since the effect of an increase in α _F is less than that of a decrease in the heating surfaces of the faces forming the vertical nozzle channels. In addition, the strength of the nozzle is reduced due to a decrease in the area of the supporting surface of the blocks. The number of ribs is determined by the requirements of the manufacturing technology, dimensions and mass of the block elements and can range from 2 to 5. The presence of an extensive network of horizontal coolant channels, redistribution of gas media in the transverse direction, which reduces the temperature difference across the nozzle section and maintains the stability of all vertical channels when plugging some of them.

Claims

1. The nozzle of the regenerator containing refractory blocks located with the formation of vertical channels and horizontal channels made in the form of vertical slots, characterized in that the refractory blocks on a wide side face are made with ribs whose width is equal to the width of the base of the block, and the height of the ribs and the distance between adjacent ribs are equal to the diameter of the hole of the vertical channel, while the height of the horizontal channel in the form of a vertical gap is 0.1 0.25 of the width of the base of the refractory block.

2. The nozzle according to claim 1, characterized in that the horizontal channels in the form of vertical slots are formed by oblique sections made on the narrow side face of the refractory block and ribs.

3. The nozzle according to claim 1, characterized in that the horizontal channels in the form of vertical slots are formed by vertical cutouts made on the narrow side face of the refractory block and ribs.