SU1386662A1

SU1386662A1 - Холодильник металлургического агрегата

Info

Publication number: SU1386662A1
Application number: SU864089593A
Authority: SU
Inventors: Лев Александрович Старков; Вячеслав Серафимович Домрачев; Владимир Георгиевич Цицкин
Original assignee: Производственное объединение "Уралэнергоцветмет"
Priority date: 1986-07-07
Filing date: 1986-07-07
Publication date: 1988-04-07

Abstract

Изобретение относитс к области металлургической теплотехники, в частности к теплообменным устройст- вам дл охлаждени агрегатов. Цель изобретени - повьшение эксплуатационной надежности за счет создани резервной системы охлаждени . В термосифоне 2 создаетс циркул ци теплоносител с его фазовыми переходами и образуетс первичный контур циркул ции . Вторичный контур) через стенку 4 отводит тепло, вьщел ющеес при конденсации пара в первичном контуре. При повреждении нескольких или всех термосифонов отвод тепла производитс вторичным контуром охлаждени . Таким образом, любой участок рабочей поверхности холодильника имеет двойную систему охлаждени . Благодар этому сокращаетс врем просто металлургического агрегата по причине выхода из стро системы охлаждени холодильников, расшир ютс функциональные возможности использовани холодильников. 3 з.п. ф-лы, 4 ил. сл

Description

VWtf4.

оо

00 05 О5 ОГ) ГчЭ

Изобретение относитс к металлургической теплотехнике, в частности к теплообменным устройствам дл охлаждени агрегатов - печей дл пиро- металлургической переработки руд и материалов, содержащих цветные и черные металлы,

Цель изобретени -. повышение эксплуатационной надежности за счет создани резервной системы охлаждени , котора , вл сь составной частью основной, остаетс работоспособной при выходе из стро первичной системы охлаждени .

На фиг. 1 схематич но показан холодильник металлургического агрегата общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З и 4 - то же, варианты вьшолнени .

Холодильник металлургического агрегата состоит из плиты 1, собранной из термосифонов 2, установленных по всей высоте холодильника. Одна стенка 3 плиты 1 обращена к огневой час- тн печи и вл етс обогреваемой, а друга стенка 4 - необогреваема .

Термосифоны 2 с их тепловоспри- нимающими зонами образуют первичный контур системы охлаждени . Вторичный контур этой системы содержит охлаждаемый кожух 5 с коллекторами 6 и патрубками 7 дл подвода и отвода вторичного теплоносител .

На необогреваемой стенке 4 снару- жи и вдоль термосифонов 2 выполнены взаимосообщающиес каналы 8, ограниченные стенкой 4 и наружной стенкой 9, котора образует охлаждаемый кожух 5 в конденсационной зоне 10 тер- мосифонов 2. Каналы 8 подсоединены к коллекторам 6 и патрубкам 7 дл подвода и отвода рабочей среды дополнительной системы охлаждени холодильника .

Каждый термосифон 2 снабжен сверху герметичной крьшкой 11, к которой жестко прикреплен полый стержень

12с отверстием 13 в его верхней части дл прохода пара и неконденси- рующихс газов и гидрозатвором 14

в днище. Полый стержень, отверстие

13и гидрозатвор 14 в днище полого стержн 12 образуют устройство дл сбора неконденсирующихс газов, со- держащихс в полости термосифона 2.

На стержне 12 закреплены разведенные с расчетным шагом и установленные поперечно горизонтальными р да°ми диафрагмы 15, составл ющие узел конденсатоотводчика. В диафрагмах 15 выполнены отверсти 16 дл прохода пара, причем их наружные кромки 17 плотно прилегают к внутренней поверхности термосифонов 2, а кра отверстий 16 отбортованы вверх с образованием тарелок дл сбора конденсата . При этом та часть наружных кромок 17, котора прилегает к обогреваемой стенке 3 холодильника, вьйолг нена с насечкой, например, в форме зубьев.

В варианте конструкции холодильника (фиг.2) наружна стенка 9 ох-- лаждаемого кожуха 5 собрана из сегментов 18 труб, жестко соединенных, например, сваркой одним их концом с соседним, прилегающим к нему, сегмен том 18, а другим концом - с термосифоном 2. Наружна стенка 9 охлаждаемого кожуха 5 может быть вьтолнена (фиг.З из труб 19, приваренных к термосифонам 2 с помощью перемычек 20 и подсоединенных к коллекторам 6 и патруб кам 7 дл подвода и отвода вторичного теплоносител .

Кроме того, наружна стенка 9 охлаждаемого кожуха 5 может быть вьтолнена (фиг.4) из полутруб 21, с помощью металлических пластин 22 соединенных с термосифонами 2. Така конструкци холо/ |нльника позвол ет за счет смещени пластин 22 в поперечном направлении по отношению к оси термосифонов 2 измен ть поверхность их конденсационной зоны, тем самым позвол регулировать температурный напор между термосифонами 2 и вторичным теплоносителем в каналах - В.

Варианты выполнени холодильника обосновань: компоновочными цоображе- ни ми, при этом дл получени более широкого диапазона разницы температур теплоносителей в основной и дополнительной системах охлаждени , например, при необходимости предотвращени сернокислотной коррозии холодильника , с учетом точки росы, при пониженном давлении воды ъ системе охлаждени второго контура варианты вьтолнени холодильника, показанные на фиг.З и 4, предпо 1тительны.

Главна отличительна особенность холодильника заключаетс в наличии, помимо основной, дополнительной сиетемы охлаждени , способной оставатьс работоспособной при выходе из стро основной системы, например, в случае прогара термосифонов, не требу при этом останова основного металлургического агрегата - печи.

Холодильник работает следугопо/м образом.

Тепловой поток от пирометаллурги- ческого агрегата поступает через обогреваемую стенку 3 плиты 1 к теплоносителю , которым частично заполнена полость каждого термосифона 2.

10

го вниз, достаточно дл охлаждени стенки 3 до уровн жидкости (хладагента ) в термосифоне 2, при которо обеспечиваетс полное смачивание внутренней поверхности стенки 3.

Таким образом, в термосифоне 2 создаетс циркул ци теплоносител с его фазовыми переходами и образует с первичньй контур циркул ции тепло носител в основной системе охлаждени холодильника. Вторичный контур циркул ции теплоносител через необо греваемую стенку 4 конденсационной

Образующийс при кипении теплоносите- 15 зоны 10 отводит тепло, выдел ющеес

го вниз, достаточно дл охлаждени стенки 3 до уровн жидкости (хладагента ) в термосифоне 2, при котором обеспечиваетс полное смачивание внутренней поверхности стенки 3.

Таким образом, в термосифоне 2 создаетс циркул ци теплоносител с его фазовыми переходами и образуетс первичньй контур циркул ции теплоносител в основной системе охлаждени холодильника. Вторичный контур циркул ции теплоносител через необогреваемую стенку 4 конденсационной

л пар поднимаетс вверх по термосифону 2 и проходит через отверсти 16 в диафрагмах 15 конденсатоотводчика, вытесн при этом неконденсирующиес газы, образующиес в термосифоне 2, внутрь полого стержн 12 через отверстие 13 в нем, и за счет этого заполн ет весь свободный от жидкости объем термосифона 2. Пар, наход щийс в

В случае выхода из стро первичного контура циркул ции теплоносител при повреждении нескольких (или всех) термосифонов теплоноситель

30

35

термосифоне, конденсируетс на охлаж- 25 системе вод ного охлаждени , даемой части стенки 4 по всей ее длине , в том числе внутри конденсатоотводчика .

Конденсат под действием силы т жести стекает по стенке 4 вниз и, задержива сь горизонтально расположенной диафрагмой 15, стекает по ней иа внутреннюю поверхность обогреваемой стенки 3 через зубчатые прорези в кромках 17 диафрагм 15. Отогнутые вверх кра отверстий 16 преп тствуют стеканию конденсата через эти отверсти на расположенную ниже диафрагму 15, Конденсат, стекаюпщй с диафрагмы 15, охлаждает стенку 3, испар сь при этом на его пути до расположенной ниже диафрагмы 15, где происходит подпитка очередной порцией конденсата . Верхн диафрагма. 15 установлена вблизи верхнего торца термосифона 2, и отвод тепла от него происходит за счет высокой теплопроводности материала стенки 3 термосифона 2,

В случае недостаточной теплопроводности материала дл надежного охлаждени верхнего торца термосифона

из них выходит в виде пара, не представл при этом опасности дл металлургического агрегата. При этом агрегат продолжает работать без снижени мощности, так как включаетс в работу дополнительна система охлаждени холодильника, отбира тепло от дефектного участка холодильника в случае его прогара, В зоне повреждени производитс отвод -тепла вторич- Q ным контуром основной системы, охлаждени , поскольку его каналы 8 расположены по всей рабочей поверхности холодильника и любой его участок име- ет двойную систему охлаждени .

Использование изобретени позволит сократить врем просто металлургического агрегата по причине выхода из стро системы охлаждени холодильников , устранить необходимость снижени мощности других агрегатов, св занных по технологической цепочке с металлургической печью с учетом наличи резервной системы, расширить функциональные возможности и исполь- подъема конденсата с верхней диафраг-.55 зование холодильников в особо опасных мы,15. Нижн диафрагма 15 коиден- участках плавильной зоны металлурги- сатоотводчика устанавливаетс иа такой высоте термосифона 2, при которой количество конденсата, стекающе45

50

2 на его стенках, на участке обогрева , может быть установлен фитиль дл

ческого агрегата за счет повьшенной надежности холодильника в результате вьтолнени . охлаждемого 5,

0

при конденсации пара в первичном контуре. Отвод тепла производитс жидким теплоносителем, циркулирующим во вторичном контуре, включающем патрубки 7, коллекторы 6 и каналы 8, ограниченные стенкой 4 и наружной стенкой 9, котора образует охлаждаемый кожух 5. Вторичный контур циркул ции теплоносител подключен к

системе вод ного охлаждени ,

30

Q

35

Q

55

45

55

50

Использование изобретени позволит сократить врем просто металлургического агрегата по причине выхода из стро системы охлаждени холодильников , устранить необходимость снижени мощности других агрегатов, св занных по технологической цепочке с металлургической печью с учетом наличи резервной системы, расширить функциональные возможности и исполь- зование холодильников в особо опасных участках плавильной зоны металлурги-

Фиг.З

77

Claims

формула изобретения

1. Холодильник металлургического Агрегата, содержащий термокамеры в $ качестве первичного контура охлаждения и охлаждающие трубы в качестве вторичного контура охлаждения, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной на- 10 дежности, термокамеры выполнены в зиде термосифонов и снабжены конден:атоотводчйками, установленными в их зерхних частях, а охлаждающие трубы расположены с необогреваемой стороны эд термосифонов и примыкают к ним.
2. Холодильник по п.1, о т л и чающийся тем, что конденсатоотводчик выполнен в виде параллельно расположенных горизонтальных перфори- 20 рованных диафрагм, края отверстий у которых отбортованы кверху, кромки диафрагм с одной стороны контактируют с охлаждаемой поверхностью термосифонов, а с противоположной выполнены зубчатые просечки.
3. Холодильник по п.1, о т л и чающийся тем, что он снабжен металлическими пластинами, расположенными между термосифонами и жестко соединенными с ними, а контур охлаждения выполнен в виде полутруб, прикрепленных к металлическим пластинам.
4. Холодильник по п.1, отличающийся тем, что вторичный контур охлаждения выполнен в виде сегментов труб, один конец которых присоединен к термосифону, а второй к аналогичному соседнему сегменту.

Фиг.З