RU2375660C2 - Heat recovery unit - Google Patents
Heat recovery unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2375660C2 RU2375660C2 RU2007116086/06A RU2007116086A RU2375660C2 RU 2375660 C2 RU2375660 C2 RU 2375660C2 RU 2007116086/06 A RU2007116086/06 A RU 2007116086/06A RU 2007116086 A RU2007116086 A RU 2007116086A RU 2375660 C2 RU2375660 C2 RU 2375660C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- cold
- chamber
- medium
- hot
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
- F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
- F28D15/0275—Arrangements for coupling heat-pipes together or with other structures, e.g. with base blocks; Heat pipe cores
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к отрасли энергетики и может быть использовано при разработке теплообменников-утилизаторов для получения пара или нагретой воды при использовании теплоты потока выбросных газов от различного топливо- и энергоиспользующего оборудования.The invention relates to the energy industry and can be used in the development of heat exchangers for heat recovery of steam or heated water using the heat of the exhaust gas stream from various fuel and energy-using equipment.
Известный жаротрубный котел (см. книгу Ковалев А.П., Лелеев Н.С., Панасенко М.Д. и др. Парогенераторы. - М.-Л.: Энергия, 1965, с. 23) имеет в своем составе корпус, заполненный водой, и трубу (или две трубы) большого диаметра в нем, которая называется жаровой. В этом котле, который может работать в режиме нагревания воды или генерирования пара, продукты сгорания последовательно проходят по одной или по одной, а потом по другой трубе (при наличии двух жаровых труб котел называется ланкаширским) или разделяются на два параллельных потока. Основным недостатком этого котла является его низкая паропроизводительность, которая зависит от площади поверхности нагрева, которая относительно невелика.The well-known fire tube boiler (see the book Kovalev A.P., Leleev N.S., Panasenko M.D. and other steam generators. - M.-L .: Energia, 1965, p. 23) includes a building, filled with water, and a pipe (or two pipes) of large diameter in it, which is called a flame tube. In this boiler, which can operate in the mode of heating water or generating steam, the products of combustion pass sequentially through one or one and then through the other pipe (if there are two flame tubes, the boiler is called Lancashire) or split into two parallel flows. The main disadvantage of this boiler is its low steam capacity, which depends on the heating surface area, which is relatively small.
Более производительным является другой тип котла, который называется дымогарным или комбинированным (локомобильным) (см. книгу Лихтман М.Ю., Храмович Л.О. Оборудование и эксплуатация котельных.- Киев: Техника, 1997, с.46, 53), который имеет в своем составе укороченную жаровую трубу, соединенную с пучком дымогарных труб малого диаметра. Производительность таких котлов повышена в сравнении с жаротрубными за счет развития поверхности, через которую осуществляется теплообмен, а это - суммарная площадь внутренней поверхности труб, которая непосредственно контактирует с горячей средой, нагревается при этом и передает теплоту через стенки труб на их внешнюю поверхность.More productive is another type of boiler, which is called smoke or combined (locomobile) (see the book Likhtman M.Yu., Khramovich L.O. Equipment and operation of boiler houses.- Kiev: Technique, 1997, p.46, 53), which incorporates a shortened heat pipe connected to a bundle of small diameter smoke tubes. The productivity of such boilers is increased in comparison with fire-tube boilers due to the development of the surface through which heat is exchanged, and this is the total area of the inner surface of the pipes that directly contacts the hot medium, heats up and transfers heat through the walls of the pipes to their outer surface.
Данный аналог также имеет существенные недостатки. В соответствии с законом Ньютона-Рихмана, передаваемый от продуктов сгорания тепловой поток Q прямо пропорционален коэффициенту теплоотдачи α, площади F и температурному напору Δt или разнице температур дымовых газов tд.г. и стенки трубы на внутренней поверхности трубы tст.т., то есть Q=α·F·Δt.This analogue also has significant disadvantages. In accordance with the Newton-Richmann law, the heat flux Q transferred from the combustion products is directly proportional to the heat transfer coefficient α, area F and the temperature head Δt or the temperature difference of the flue gases t d.g. and pipe walls on the inner surface of the pipe t st. , i.e., Q = α · F · Δt.
Коэффициент теплоотдачи от газовой среды имеет относительно небольшие величины (порядка нескольких десятков Вт/м2·К) по сравнению с величиной коэффициентов теплоотдачи от внешней поверхности дымогарных труб к воде (порядка нескольких тысяч Вт/м2·К). Коэффициент α имеет невысокие значения еще и потому, что в данном типе котла используется относительно малоэффективный способ теплообмена, а именно в условиях продольного омывания внутренних гладкостенных поверхностей труб. Таким образом, критической (такой, которая определяет эффективность теплопередачи) будет эффективность теплоотдачи от газовой среды к внутренней поверхности дымогарных труб. Возможность повышения этой эффективности (при постоянных значениях α и Δt) состоит в увеличении площади внутренней поверхности дымогарных труб. Это можно осуществить двумя путями. Первый состоит в увеличении количества дымогарных труб. Возможности в этом направлении ограничены в связи с технологическими сложностями создания плотного пучка с большим количеством труб малого диаметра. Другой путь состоит в развитии внутренней поверхности дымогарных труб за счет оснащения ее дополнительной поверхностью, например, в виде продольных ребер. Однако это малоэффективный, технологически сложный и дорогой способ, который практически не используется на практике. Технология изготовления дымогарного котла достаточно сложна, что определяется, в первую очередь, сложностью создания коллектора пучка дымогарных труб в торцевой поверхности жаровой трубы, что осуществляется путем сварки. Расстояния между соседними трубами в трубном пучке определяются технологическими возможностями и являются значительными, а соответственно, и габариты котла будут значительными. Кроме того, ремонт такого котла при появлении трещин или пор в сварочных швах трудоемок.The heat transfer coefficient from the gas medium has relatively small values (of the order of several tens of W / m 2 · K) compared with the value of the heat transfer coefficients from the outer surface of the smoke tubes to water (of the order of several thousand W / m 2 · K). Coefficient α has low values also because in this type of boiler a relatively inefficient method of heat exchange is used, namely, in the conditions of longitudinal washing of internal smooth-walled pipe surfaces. Thus, critical (one that determines the efficiency of heat transfer) will be the efficiency of heat transfer from the gas medium to the inner surface of the smoke tubes. The possibility of increasing this efficiency (at constant values of α and Δt) consists in increasing the area of the inner surface of the smoke tubes. This can be done in two ways. The first is to increase the number of smoke tubes. The possibilities in this direction are limited due to the technological difficulties of creating a dense bundle with a large number of pipes of small diameter. Another way is to develop the inner surface of the smoke tubes by equipping it with an additional surface, for example, in the form of longitudinal ribs. However, this is an ineffective, technologically complex and expensive method, which is practically not used in practice. The manufacturing technology of a smoke boiler is quite complicated, which is determined, first of all, by the complexity of creating a collector of a bundle of smoke pipes in the end surface of a heat pipe, which is carried out by welding. The distances between adjacent pipes in the tube bundle are determined by technological capabilities and are significant, and accordingly, the dimensions of the boiler will be significant. In addition, the repair of such a boiler when cracks or pores appear in the welds is time-consuming.
В качестве прототипа выбран наиболее близкий по технической сути теплообменник-утилизатор (см. авторское свидетельство СССР №1179086, МПК F28D 15/00, 15/02, опубл. 1985), содержащий корпус, разделенный герметичной перегородкой на отсеки для горячей и холодной сред, и пучок тепловых труб, проходящих через отсеки и закрепленных в перегородке.As a prototype, the heat exchanger-heat exchanger closest in technical essence (see USSR author's certificate No. 1179086, IPC F28D 15/00, 15/02, publ. 1985) was selected, which contains a housing separated by a sealed partition into compartments for hot and cold environments, and a bundle of heat pipes passing through the compartments and secured in the partition.
В этом техническом решении эффективность и надежность повышены в сравнении с аналогом за счет применения тепловых труб, установленных так, что их испарительные участки находятся в отсеке для горячей среды, например выбросных дымовых газов, а конденсационные установлены в отсеке для холодной среды, например воды. Многоразовое увеличение поверхности теплообмена достигается тем, что в газовый поток погружены испарительные участки пучка тепловых труб, которые, как правило, оснащены ребрами. Причем температура по всей поверхности участков испарения будет приблизительно одинаковой. То же самое касается и поверхности теплообмена в холодной среде. При этом в прототипе используется более эффективный способ теплообмена, а именно в условиях поперечного омывания внешних поверхностей тепловых труб. Надежность обеспечивается тем, что тепловые трубы закреплены и уплотнены в перегородке. Это известные в энергетике и хорошо разработанные уплотнения в трубных досках. При выходе из строя одной или нескольких тепловых труб существенно не изменяется теплопередающая способность теплообменника-утилизатора. При этом также не нарушается плотность между отсеками потому, что даже при маловероятной разгерметизации тепловой трубы со стороны горячей или холодной среды сохраняется плотность ее оболочки со стороны другой среды. То есть выход из строя одной или даже нескольких тепловых труб, что маловероятно, не может быть причиной утраты плотности и последующего перемешивания холодной и горячей сред. Тепловые трубы могут оперативно заменяться в случае необходимости. Тепловые трубы эффективно передают тепловой поток в отсек с холодной средой. Прототип также отличается относительно небольшими габаритами и массой, которые составляют от 1/3 до 1/5 части от габаритов и массы дымогарных котлов (см., например, книгу Васильев Л.Л., Киселев В.Г., Матвеев Ю.Н., Молодкин Ф.Ф. Теплообменники-утилизаторы на тепловых трубах. - Минск: Наука и техника, 1987, с.85).In this technical solution, the efficiency and reliability are improved in comparison with the analog due to the use of heat pipes installed so that their evaporation sections are located in the compartment for hot medium, such as exhaust flue gases, and condensation are installed in the compartment for cold medium, such as water. A multiple increase in the heat exchange surface is achieved by the fact that the evaporative sections of the heat pipe bundle, which are usually equipped with fins, are immersed in the gas stream. Moreover, the temperature over the entire surface of the evaporation sites will be approximately the same. The same applies to the heat transfer surface in a cold environment. Moreover, the prototype uses a more efficient method of heat transfer, namely, in the conditions of transverse washing of the outer surfaces of the heat pipes. Reliability is ensured by the fact that the heat pipes are fixed and sealed in the partition. These are well-known in the energy and well-designed seals in tube sheets. If one or more heat pipes fails, the heat transfer capacity of the heat exchanger-heat exchanger does not significantly change. In this case, the density between the compartments is also not violated because even with the unlikely depressurization of the heat pipe from the side of a hot or cold medium, the density of its shell from the side of another medium is preserved. That is, the failure of one or even several heat pipes, which is unlikely, cannot be the reason for the loss of density and subsequent mixing of cold and hot media. Heat pipes can be quickly replaced if necessary. Heat pipes efficiently transfer heat to a compartment with a cold environment. The prototype also differs in relatively small dimensions and weight, which are from 1/3 to 1/5 of the dimensions and weight of smoke boilers (see, for example, the book Vasilyev L.L., Kiselev V.G., Matveev Yu.N. , Molodkin FF Heat exchangers-heat exchangers on heat pipes. - Minsk: Science and Technology, 1987, p.85).
К недостаткам прототипа относится то, что в данном утилизаторе получают только одну горячую среду, а именно в виде жидкости (как правило, это вода). Это снижает экономические показатели этого утилизатора, потому что для получения горячей среды в виде пара нужно иметь еще один утилизатор, а соответственно, нужно затратить средства на его приобретение. Если же получать горячую среду двух видов в этом утилизаторе, то он будет работать неэффективно, так как при образовании пара и его накапливании в верхней части отсека для холодной среды часть участков конденсации тепловых труб, которая будет находиться в этой части, не будет работать на генерирование пара, а соответственно, и эффективность утилизатора при этом будет снижаться. Отведение выработанного пара также будет затруднено вследствие нахождения в паровом пространстве пучка тепловых труб. Имеющийся температурный напор в таком теплообменнике-утилизаторе при его работе в режиме выработки пара будет использоваться нерационально вследствие отсутствия экономайзерной части и, соответственно, предварительного подогрева питательной воды от ее наиболее низкой температуры на входе. Кроме того, в отсеке для холодной среды в этом режиме работы будут иметь место условия недогрева, и кипение может осуществляться нестабильно по мере прогревания воды до температуры насыщения. Это абсолютно неприемлемо для парогенератора, который должен работать стабильно. При работе теплообменника-утилизатора в режиме получения нагретой среды в виде жидкости отсутствие экономайзерной части также приводит к нерациональному использованию имеющегося температурного напора.The disadvantages of the prototype include the fact that in this utilizer receive only one hot medium, namely in the form of a liquid (as a rule, this is water). This reduces the economic performance of this utilizer, because to get a hot environment in the form of steam, you need to have another utilizer, and accordingly, you need to spend money on its purchase. If two types of hot medium are obtained in this utilizer, then it will work inefficiently, since with the formation of steam and its accumulation in the upper part of the compartment for the cold medium, part of the heat pipe condensation sections that will be in this part will not work on generating steam, and, accordingly, the efficiency of the utilizer will decrease. The removal of the generated steam will also be difficult due to the presence of a heat pipe bundle in the vapor space. The existing temperature head in such a heat exchanger-utilizer during its operation in the steam generation mode will be used irrationally due to the lack of an economizer part and, accordingly, preliminary heating of the feed water from its lowest inlet temperature. In addition, in the compartment for the cold environment in this mode of operation, under-heating conditions will occur, and boiling can be unstable as the water warms up to the saturation temperature. This is absolutely unacceptable for a steam generator that must work stably. When the heat exchanger-utilizer is in the mode of obtaining a heated medium in the form of a liquid, the absence of an economizer part also leads to the irrational use of the existing temperature head.
В основе изобретения лежит задача создания теплоутилизатора, в котором новое строение отсека для холодной среды позволило бы обеспечить расширение направлений использования и высокие экономические показатели работы теплоутилизатора при высокой теплотехнической эффективности и надежности его работы.The invention is based on the task of creating a heat exchanger, in which the new structure of the compartment for a cold environment would allow for the expansion of areas of use and high economic performance of the heat exchanger with high thermal efficiency and reliability of its operation.
Поставленная задача решается тем, что в теплоутилизаторе, содержащем корпус, разделенный герметичной перегородкой на отсеки для горячей и холодной сред, и пучок тепловых труб, проходящих через отсеки и закрепленных в перегородке, согласно изобретению отсек для холодной среды разделен на две камеры стенкой, перпендикулярной перегородке, а именно камеры предварительного нагрева и окончательного нагрева холодной среды, причем первая из них заполнена по всей высоте тепловыми трубами, а вторая выполнена с образованием в верхней части этой камеры емкости, свободной от тепловых труб, при этом камеры соединены между собой трубопроводом. Тепловые трубы в отсеке для горячей среды, или в отсеке для холодной среды, или в обоих отсеках могут быть оснащены ребрами.The problem is solved in that in a heat exchanger containing a housing separated by a sealed partition into compartments for hot and cold environments, and a bundle of heat pipes passing through the compartments and fixed in the partition, according to the invention, the compartment for cold medium is divided into two chambers by a wall perpendicular to the partition namely, the pre-heating and final heating chambers of the cold medium, the first of which is filled along the entire height with heat pipes, and the second is made with the formation in the upper part of this Amers of a tank free of heat pipes, while the chambers are interconnected by a pipeline. Heat pipes in the hot compartment, or in the cold compartment, or in both compartments can be equipped with fins.
Выполнение корпуса разделенным герметичной перегородкой на отсеки для горячей и холодной сред с пучком тепловых труб, которые проходят через отсеки и закреплены в перегородке, при этом отсек для холодной среды разделен на две камеры стенкой, перпендикулярной перегородке, а именно камеры предварительного нагрева и окончательного нагрева холодной среды, причем первая из них заполнена по всей высоте тепловыми трубами, а вторая выполнена с образованием в верхней части этой камеры емкости, свободной от тепловых труб, и эти камеры соединены между собой трубопроводом, а тепловые трубы могут быть оснащены ребрами в отсеке для горячей среды, или в отсеке для холодной среды, или в обоих отсеках, позволяет обеспечить расширение направлений использования теплоутилизатора за счет обеспечения получения горячей среды в виде пара, а также горячей среды в виде жидкости. Экономические показатели работы такого теплоутилизатора будут высокими за счет расширения направлений его использования, то есть данный теплообменник позволяет экономить средства на приобретение двух теплообменных устройств для получения двух горячих сред. Предлагаемый теплоутилизатор будет с одинаковой эффективностью работать при получении любой из обеих горячих сред, так как для их получения будет рационально использоваться весь имеющийся температурный напор. Высокая эффективность работы теплоутилизатора обеспечивается тем, что имеющийся располагаемый температурный напор используется полнее и наиболее выгодным способом. Например, при работе теплоутилизатора в режиме получения пара это осуществляется следующим образом. Выбросные газы направляют в данный теплоутилизатор в отсек для горячей среды со стороны, противоположной местонахождению камеры предварительного нагрева в отсеке для холодной среды. То есть поток выбросных газов поступает к испарительным участкам тепловых труб, конденсационные участки которых размещены в камере предварительного нагрева, уже существенно охлажденным, частично утратив свой потенциал в камере окончательного нагрева холодной среды. Здесь он отдает остаток своего потенциала, который используется на предварительный нагрев холодной среды в виде воды до температуры, несколько ниже температуры насыщения, то есть доводит холодную среду до состояния, близкого к закипанию. Далее поток отработанных газов попадает в дымовую трубу и выбрасывается в окружающую среду. Попадая в камеру окончательного нагрева, предварительно нагретая почти до температуры насыщения холодная среда сразу начинает кипеть, используя высокий начальный тепловой потенциал горячей среды, образуя паровую фазу. То есть имеет место рациональное использование температурного напора. Если бы в теплоутилизаторе не было камеры предварительного нагрева, то при попадании холодной среды в отсек для холодной среды кипение могло бы начинаться лишь после прогрева холодной среды до температуры насыщения и было бы не стабильным, а осуществлялось бы периодически, то есть теплоутилизатор работал бы в пульсационном режиме, что является неприемлемым. При работе теплоутилизатора в режиме получения нагретой холодной среды в виде жидкости предварительный ее нагрев в камере предварительного нагрева способствует стабильной работе теплоутилиатора с рациональным использованием располагаемого температурного напора.The housing is divided by a sealed partition into compartments for hot and cold environments with a bundle of heat pipes that pass through the compartments and are fixed in the partition, while the compartment for the cold medium is divided into two chambers by a wall perpendicular to the partition, namely, the pre-heating and final heating chambers media, the first of which is filled along the entire height with heat pipes, and the second is made with the formation of a container free of heat pipes in the upper part of this chamber, and these chambers are connected it is a pipe, and heat pipes can be equipped with ribs in the compartment for hot medium, or in the compartment for cold medium, or in both compartments, which allows to expand the directions of use of the heat exchanger by ensuring the production of hot medium in the form of steam, as well as hot medium in in the form of a liquid. The economic performance of such a heat exchanger will be high due to the expansion of its use, that is, this heat exchanger saves money on the purchase of two heat exchangers to produce two hot media. The proposed heat exchanger will work with equal efficiency upon receipt of any of both hot media, since all available temperature head will be rationally used to obtain them. High efficiency of the heat exchanger is ensured by the fact that the available disposable temperature head is used more fully and in the most profitable way. For example, when the heat exchanger is in steam production mode, this is as follows. The exhaust gases are directed to this heat exchanger into the compartment for the hot medium from the side opposite to the location of the preheating chamber in the compartment for the cold environment. That is, the flow of exhaust gases flows to the evaporative sections of the heat pipes, the condensation sections of which are located in the preheating chamber, already substantially cooled, having partially lost their potential in the chamber for the final heating of the cold environment. Here he gives up the remainder of his potential, which is used to pre-heat the cold medium in the form of water to a temperature slightly below the saturation temperature, that is, he brings the cold medium to a state close to boiling. Further, the exhaust gas stream enters the chimney and is released into the environment. Once in the final heating chamber, the cold medium preheated almost to the saturation temperature immediately begins to boil, using the high initial thermal potential of the hot medium, forming the vapor phase. That is, there is a rational use of temperature pressure. If there was no preheating chamber in the heat exchanger, then if cold medium entered the cold compartment, boiling could begin only after warming the cold medium to the saturation temperature and would not be stable, but would be carried out periodically, that is, the heat exchanger would work in pulsating mode mode that is unacceptable. When the heat exchanger operates in the mode of obtaining a heated cold medium in the form of a liquid, its preliminary heating in the preheating chamber contributes to the stable operation of the heat exchanger with the rational use of the available temperature head.
В предлагаемом теплоутилизаторе сохраняется высокая надежность за счет использования в этом техническом решении хорошо отработанного уплотнения трубного пучка в трубной доске и тепловых труб с наличием в каждой из них двойного изолирующего барьера между средами, теплообмен между которыми они осуществляют. Образование свободной от тепловых труб емкости в верхней части камеры окончательного нагрева холодной среды создает благоприятные условия работы для тепловых труб в режиме получения нагретой среды в виде пара. Получаемый пар накапливается именно в этой емкости, а вся длина участков конденсации находится в холодной среде в виде кипящей жидкости, что не позволяет им перегреваться, а работать в оптимальном температурном режиме.The proposed heat exchanger maintains high reliability due to the use in this technical solution of a well-developed tube bundle seal in the tube plate and heat pipes with the presence of a double insulating barrier between the media in each of them, the heat exchange between which they carry out. The formation of a tank free of heat pipes in the upper part of the final heating chamber of a cold environment creates favorable working conditions for heat pipes in the mode of obtaining a heated medium in the form of steam. The resulting steam accumulates in this particular tank, and the entire length of the condensation sections is in a cold medium in the form of a boiling liquid, which does not allow them to overheat, but to work in the optimal temperature regime.
Техническая сущность и принцип действия предлагаемого теплоутилизатора объясняется чертежом.The technical essence and principle of operation of the proposed heat exchanger is explained in the drawing.
На чертеже изображен теплоутилизатор в разрезе. Теплоутилизатор включает в себя корпус 1 с герметичной перегородкой 2 в нем. Эта перегородка 2 делит корпус 1 на отсек для горячей 3 и холодной 4 сред. Через оба отсека 3 и 4 проходит пучок тепловых труб 5, которые закреплены в герметичной перегородке 2. Стенка 6 делит отсек для холодной среды 4 на камеру предварительного нагрева этой среды 7 и камеру ее окончательного нагрева 8, которые соединены между собой трубопроводом 9. В камере 8 образована свободная от тепловых труб 5 емкость 10. Отсек 3 оснащен входным 11 и выходным 12 патрубками. Камера 7 имеет входной патрубок 13, а камера 8 - выходной патрубок 14.The drawing shows a heat exchanger in section. The heat recovery unit includes a housing 1 with a sealed
Теплоутилизатор работает следующим образом. Теплоутилизатор может работать в двух режимах.Heat exchanger works as follows. The heat exchanger can work in two modes.
1. Режим получения нагретой среды в виде жидкости. Холодная среда, которая должна быть нагрета, например вода, подается в отсек для холодной среды 4 через входной патрубок 13. Горячая среда, например выбросные дымовые газы, через входной патрубок 11 подается в отсек для горячей среды 3, где нагревает испарительные участки тепловых труб 5 и выходит через выходной патрубок 12. Теплоноситель тепловых труб 5 испаряется и кипит и переносит в виде пара за счет скрытой теплоты парообразования тепловой поток в отсек для холодной среды 4. В отсеке 4 теплоноситель тепловых труб 5 конденсируется на их конденсационных участках, которые охлаждаются холодной средой, которая при этом нагревается. Причем холодная среда заполняет камеру 7, предварительно подогревается в этой камере, после чего по трубопроводу 9 подается в камеру окончательного нагрева холодной среды 8 до полного ее заполнения (включая емкость 10), где окончательно догревается и направляется потребителю через выходной патрубок 14. Сконденсированный теплоноситель тепловых труб 5 возвращается в виде жидкости на испарительные участки этих тепловых труб в отсек для горячей среды 3.1. The mode of obtaining a heated medium in the form of a liquid. Cold medium to be heated, such as water, is supplied to the compartment for cold medium 4 through the
2. Режим получения нагретой среды в виде пара. Холодная среда в виде жидкости, которая должна быть превращена в пар, например вода, подается в отсек для холодной среды 4 через входной патрубок 13. Горячая среда, например выбросные дымовые газы, через входной патрубок 11 подается в отсек для горячей среды 3, где нагревает испарительные участки тепловых труб 5 и выходит через выходной патрубок 12. Теплоноситель тепловых труб 5 испаряется и кипит и переносит в виде пара за счет скрытой теплоты парообразования тепловой поток в отсек для холодной среды 4. В отсеке 4 теплоноситель тепловых труб 5 конденсируется на их конденсационных участках, охлаждаемых холодной средой, которая при этом нагревается. Холодная среда в виде жидкости полностью заполняет камеру 7 и предварительно подогревается в этой камере, которая выполняет функцию водяного экономайзера, после чего в виде недогретой до температуры насыщения жидкости попадает по трубопроводу 9 в камеру окончательного нагрева холодной среды 8, где догревается до температуры насыщения и превращается в пар, который накапливается в свободной от тепловых труб емкости 10. При этом процесс получения пара нужно проводить так, чтобы холодная среда в камере окончательного нагрева полностью покрывала бы конденсационные участки тепловых труб, создавая поверхность раздела между кипящей жидкостью и паром. После этого пар направляется потребителю через выходной патрубок 14. Сконденсированный теплоноситель тепловых труб 5 возвращается в виде жидкости на испарительные участки этих тепловых труб в отсек для горячей среды 3.2. The mode of obtaining a heated medium in the form of steam. Cold medium in the form of a liquid, which must be converted into steam, for example water, is supplied to the compartment for the cold medium 4 through the
Теплоутилизатор оснащается всем необходимым оборудованием, а именно: уровнемерной колонкой, водомерным стеклом, предохранительным клапаном, автоматическими системами регулирования и защиты и др., причем при работе в разных режимах используется соответствующая часть этого оборудования.The heat exchanger is equipped with all necessary equipment, namely: a level gauge, a gauge glass, a safety valve, automatic control and protection systems, etc., and when working in different modes, the corresponding part of this equipment is used.
Изготовлен и испытан экспериментальный образец теплоутилизатора, имеющий в своем составе корпус, который был разделен герметичной перегородкой на отсеки для горячей и холодной сред. Через герметичную перегородку проходит пучок тепловых труб, испарительные участки которых размещены в отсеке для горячей среды, а конденсационные - в отсеке для холодной среды. Тепловые трубы были оснащены ребрами в отсеке для горячей среды. Отсек для холодной среды разделен на две камеры стенкой, перпендикулярной перегородке, первая из которых со стороны входного патрубка для холодной среды, полностью заполненная по высоте тепловыми трубами, выполняла функцию камеры предварительного нагрева (экономайзера) и в которой находились участки конденсации последнего (по ходу газов) ряда тепловых труб, а вторая, где находились участки конденсации остальных рядов тепловых труб, выполняла функцию камеры окончательного нагрева холодной среды, а именно - догревания до температуры насыщения и парообразования. Обе камеры были соединены между собой при помощи трубы. Теплоутилизатор был испытан как в режиме водоподогревателя (режим 1), так и в режиме парогенератора (режим 2). В качестве горячей среды был использован поток выбросных продуктов сгорания природного газа от технологической печи.An experimental sample of a heat exchanger was made and tested, which included a housing that was divided by a sealed partition into compartments for hot and cold environments. A bundle of heat pipes passes through an airtight partition, the evaporation sections of which are located in the compartment for hot media, and the condensation ones in the compartment for cold media. The heat pipes were equipped with fins in the compartment for the hot medium. The compartment for the cold medium is divided into two chambers by a wall perpendicular to the partition, the first of which, on the side of the inlet pipe for the cold medium, completely filled in height by heat pipes, served as a pre-heating chamber (economizer) and in which there were condensation sections of the latter (along the gas ) of a number of heat pipes, and the second, where the condensation sections of the remaining rows of heat pipes were located, served as the chamber for the final heating of the cold medium, namely, heating to the temperature of the pump generation and vaporization. Both chambers were interconnected using a pipe. The heat exchanger was tested both in the water heater mode (mode 1) and in the steam generator mode (mode 2). As a hot medium, a stream of natural gas combustion products from a process furnace was used.
В результате проведения испытаний были получены такие характеристики работы теплоутилизатора в номинальном режиме работы печи.As a result of the tests, such characteristics of the heat exchanger operation in the nominal operation mode of the furnace were obtained.
Экспериментальный образец теплоутилизатора стабильно и надежно функционирует со времени его пуска (декабрь 2005 г.).The experimental sample of the heat exchanger has been stably and reliably functioning since its launch (December 2005).
Claims (4)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA200605749 | 2006-05-26 | ||
| UAA200605749A UA81364C2 (en) | 2006-05-26 | 2006-05-26 | Heat utilizer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007116086A RU2007116086A (en) | 2008-11-10 |
| RU2375660C2 true RU2375660C2 (en) | 2009-12-10 |
Family
ID=39228734
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007116086/06A RU2375660C2 (en) | 2006-05-26 | 2007-04-27 | Heat recovery unit |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2375660C2 (en) |
| UA (1) | UA81364C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2785177C1 (en) * | 2022-07-05 | 2022-12-05 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Heat regenerator on heat pipes |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113218222A (en) * | 2021-04-12 | 2021-08-06 | 南京航空航天大学 | Domestic bathing waste water waste heat utilization equipment based on flat heat pipe |
-
2006
- 2006-05-26 UA UAA200605749A patent/UA81364C2/en unknown
-
2007
- 2007-04-27 RU RU2007116086/06A patent/RU2375660C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2785177C1 (en) * | 2022-07-05 | 2022-12-05 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Heat regenerator on heat pipes |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007116086A (en) | 2008-11-10 |
| UA81364C2 (en) | 2007-12-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100691029B1 (en) | Hot-water supply system having dual pipe | |
| JP2005321190A (en) | Exhaust heat recovery device of heat generation furnace | |
| CN101490481B (en) | Storage type boiler heat exchanging structure for preventing condensation | |
| CN105157228B (en) | Waterpipe type central flame flame condenses all-in-one oven | |
| KR101739442B1 (en) | The hot water boiler of a vacuum type | |
| JP5580225B2 (en) | Vacuum water heater | |
| FI127390B (en) | Arrangement of the heat recovery surfaces of the recovery boiler | |
| RU2375660C2 (en) | Heat recovery unit | |
| US20070227145A1 (en) | Method and Device for Generating Steam Suited to Oxycombustion | |
| RU2532811C2 (en) | DEVICE FOR HCl (HYDROGEN CHLORIDE) SYNTHESIS WITH STEAM PRODUCTION | |
| JPH0271003A (en) | Boiler | |
| Rączka et al. | Methods of thermal calculations for a condensing waste-heat exchanger | |
| CN101021361B (en) | Steam phase transforming heating furnace | |
| TW201802421A (en) | Heat exchanger using waste heat | |
| JP5580224B2 (en) | Vacuum water heater | |
| US20190154359A1 (en) | Combustion heating apparatus | |
| CN216717094U (en) | Double-circulation separated heat pipe waste heat boiler | |
| CN220436798U (en) | Low-temperature flue gas efficient heat supply heat pump unit | |
| CN203823789U (en) | Fuel gas waste heat recovery device | |
| RU2715073C1 (en) | Combined cycle gas turbine with cooled diffuser | |
| RU2278333C2 (en) | Steam-water boiler | |
| CN210070689U (en) | Composite phase change heat exchanger | |
| Mawade et al. | Waste Heat Recovery Systems for Refrigeration-A Review | |
| CN207661791U (en) | Etch-proof residual heat from boiler fume recovery system | |
| WO2008003322A1 (en) | Method of producing steam in a gas tube steam boiler and gas tube steam boiler for implementing said method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150428 |