SU1702107A1 - Tubular recuperator - Google Patents

Tubular recuperator Download PDF

Info

Publication number
SU1702107A1
SU1702107A1 SU894753250A SU4753250A SU1702107A1 SU 1702107 A1 SU1702107 A1 SU 1702107A1 SU 894753250 A SU894753250 A SU 894753250A SU 4753250 A SU4753250 A SU 4753250A SU 1702107 A1 SU1702107 A1 SU 1702107A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
heat exchange
air
recuperator
inner tube
holes
Prior art date
Application number
SU894753250A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Дмитриевич Сезоненко
Юрий Григорьевич Хорунжий
Татьяна Владимировна Скотникова
Раиса Андреевна Пилипенко
Original Assignee
Институт газа АН УССР
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт газа АН УССР filed Critical Институт газа АН УССР
Priority to SU894753250A priority Critical patent/SU1702107A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1702107A1 publication Critical patent/SU1702107A1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

Landscapes

  • Air Supply (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

Изобретение с носитс  к области тепло- обменной техники и может быть использовано дл  высокотемпературного нагрева воздуха путем утилизации теплоты отход щих продуктов сгорани  промышленных печей Целью изобретени   вл етс  повышение надежности и эффективное и путем интенсификации струйного naipeea. Отверсти  на внутренней трубе элемента выполнены равномерно по образующей, но неравномерно по окружности -- о лобовой зоне, ограниченной углами ± 50° дл  коридорного расположени  или ± 75° дл  шахматного расположени , а в кормовой зоне дл  обоих случаев 150-210°. Площадь отверстий на внутренней трубе Z f0 определена из неравенства 0,33FK 2 f0 0 625 Г,,. Здесь Г - живое сечение кольцевого канала между трубами. FB - живое сечение внутренней трубы 3 з.п.ф-лы, 4 ил.,2 таблThe invention is related to the field of heat exchange technology and can be used for high-temperature heating of air by utilizing the heat of waste combustion products of industrial furnaces. The aim of the invention is to increase reliability and efficiency by intensifying jet naipeea. The holes on the inner tube of the element are made uniformly along the generatrix, but unevenly around the circumference - about the frontal zone bounded by angles of ± 50 ° & for corridor location or ± 75 ° for the chess arrangement, and in the feeding area for both cases 150-210 °. The area of the holes on the inner tube Z f0 is determined from the inequality 0.33 FK 2 f0 0 625 G ,,. Here G is the living section of the annular channel between the pipes. FB - live section of the inner tube 3 Cf f-ly, 4 ill., 2 tabl

Description

Изобретение относитс  к конструкции трубчатых рекуператоров дл  высокотемпературного нагрева воздуха путем утилизации теплоты отход щих продуктов сгорани  промышленных печей и может быть использован на нагревательных и плавильных печах машиностроительной промышленности и металлургии.The invention relates to the design of tubular heat exchangers for high-temperature heating of air by utilizing the heat of exhaust combustion products of industrial furnaces and can be used in heating and smelting furnaces of the engineering industry and metallurgy.

Цель изобретени  - повышение надежности и эффективности путем интенсификации струйного теплообмена.The purpose of the invention is to increase reliability and efficiency by intensifying jet heat exchange.

На фиг 1 представлен трубчатый рекуператор с коридорным расположением теп- лообменных элементов, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - теплообменныи элемент, продольное сечение; на фиг. 4 - то же, поперечное сечение.Fig 1 shows a tubular heat exchanger with a corridor arrangement of heat exchange elements, a longitudinal section; in fig. 2 shows section A-A in FIG. one; in fig. 3 - heat exchange element, longitudinal section; in fig. 4 - the same cross section.

Рекуператор, установленный поперек дымолода содержит коллекторы холодного 1 и нагретого 2 воздуха с соответствующими патрубками дл  подвода 3 и отвода 4 воздуха . Коллекторы присоединены к трубным доскам 5 и 6. Рекуператор размещен в газоходе 7.A recuperator installed across the smoke line contains collectors of cold 1 and heated 2 air with corresponding connections for supplying 3 and exhausting 4 air. The collectors are attached to the tube plates 5 and 6. The recuperator is placed in the flue 7.

В трубных досках с двух сторон закреплены теплообменные элементы 8. оси которых параллельны между собой Теплообменныи элемент выполнен из сгос но расположенных наружной 9 и ьнутрен ней 10 перфорированных труб Отверсти  11 расположены равномерно по образующей и неравномерно по окружности в секторах , граничащих с лобовой и кормовой зоной наружной трубы. Секторы ограничены углами в лобовой зоне р/ ± 50° дл  коридорного пучка и ipn ± 75° дл  шахматного пучка, а в кормовой зоне в обоих случа х у - 150-210° (за положительный угол отсчета прин та т.н. лобова  критическа  точка, где (р 0). Дл  интенсивной работы струйного теплообменного элемента необходимо соблюдать определенное соотношение сечений наружной FK внутренней трубе Fn площади перфораций. 2 f0Heat exchanging elements 8 are fixed to the tube plates on both sides. The axes of which are parallel to each other. The heat exchange element is made of 9 external and 10 perforated pipes arranged internally. Holes 11 are evenly distributed along the generatrix and irregularly around the circumference in sectors bordering the frontal and stern zone. outer tube. The sectors are limited by angles in the frontal zone of p / ± 50 ° for the corridor beam and ipn ± 75 ° for the chess beam, and in the feeding zone in both cases y - 150-210 ° (for the positive reference angle of the so-called frontal critical the point where (p 0). For intensive work of the jet heat exchange element, it is necessary to observe a certain ratio of cross-sections of the outer FK inner tube Fn of the perforation area. 2 f0

k/ik / i

СWITH

,vlvl

iSiS

--

О vjAbout vj

0,33FK 2 f0 0,625FR0.33FK 2 f0 0.625FR

))

Проведенные эксперименты показали, что отверсти  необходимо выполнить в пределах указанных секторов, в противном случае теплосьем снижаетс  (табл. 1).Experiments have shown that the holes must be completed within the specified sectors, otherwise the heat sink will decrease (Table 1).

Из табл. 1 можно сделать вывод, что за пределами углов теплосьем снижаетс  на 50%.From tab. 1, it can be concluded that outside the corners the heat sink is reduced by 50%.

Теплогидродинамическа  неравномерность по периметру поперечно-обтекаемой трубы дымовыми газами обусловлена наличием отрыва и перемешивани  теплоносител . Это влечет перегрев лобовой и кормовой зон. Известные решени , когда отверсти  выполнены равномерно по окружности , не устран ют неравномерность. Предлагаемый рекуператор, в котором выполнены отверсти  в пределах лобовой и кормовой зоны, снимает неравномерность и тем самым устран ет перегрев этих участков . Повышаетс  термическа  устойчивость и долговечность теплообменных элементов.Heat-hydrodynamic irregularity around the perimeter of the cross-flow pipe by flue gases is due to the presence of separation and mixing of the coolant. This leads to overheating of the frontal and aft zones. Known solutions, when the holes are made uniformly around the circumference, do not eliminate the unevenness. The proposed heat exchanger, in which holes are made within the frontal and aft zones, eliminates unevenness and thereby eliminates overheating of these sections. The thermal stability and durability of the heat exchange elements are increased.

Проведены эксперименты на опытном рекуператоре. В нем геометрические параметры выбраны в соответствии с условием варианта 1 и варианта 2.Experiments were carried out on an experimental recuperator. In it, the geometrical parameters are selected in accordance with the condition of option 1 and option 2.

В табл. 2 опытные данные сопоставлены с показател ми базового объекта.In tab. 2, the experimental data are compared with the indicators of the base object.

Из анализа табл. 2 следует , что один из основных показателей - это теплосьем с единицы.поверхности нагрева q. Так в предлагаемом рекуператоре q 77000 Вт/м2, что на 10% выше, чем в базовом q 70000 6г/м2. Это объ сн етс  нерациональным выбором конструктивных параметров. Так, /1л  базового рекуператора соотношение (1) не соблюдаетс From the analysis of table. 2 it follows that one of the main indicators is to get warm from a unit. The heating surface q. So in the proposed recuperator q 77000 W / m2, which is 10% higher than in the base q 70000 6g / m2. This is due to the irrational choice of design parameters. So, 1l of base heat exchanger the ratio (1) is not observed

2.,2.,

В данном случае Z f0 0,625Fa, т.е. рходное сечение FB меньше, чем требуетс  равномерной раздачи воздуха по отверсти м . Поэтому часть теплообменной поверхности имеет меньший теплосъем. В предлагаемом рекуператоре 2 fo 0,625Fe , что позвол ет интенсифицировать теплообмен и нагреть воздух до более высокой температуры -(280°С) по сравнению с базовым -(230°С) (вариант 1). Степень рекуперации в предлагаемом рекуператоре 17,8% по сравнению с 14,6% в базовом. Здесь же приведены данные (вариант 2) при условии, что геометрические параметры выбраны произвольно без учета соотношени  (1). Поэтому КПД здесь ниже (13,3%) и нагрев воздуха меньше, чем базовом (210°С).In this case, Z f0 0.625Fa, i.e. The internal section FB is smaller than the uniform distribution of air through the holes. Therefore, part of the heat exchange surface has less heat removal. In the proposed recuperator, 2 fo 0.625Fe, which allows to intensify the heat exchange and heat the air to a higher temperature (280 ° C) as compared to the base temperature (230 ° C) (option 1). The recovery rate in the proposed recuperator is 17.8% compared with 14.6% in the base. The data (variant 2) is also given here, provided that the geometrical parameters are chosen arbitrarily without taking into account relation (1). Therefore, the efficiency here is lower (13.3%) and the air heating is less than the baseline (210 ° C).

Трубчатый рекуператор работает следующим образом.Tubular heat exchanger works as follows.

В дымоходе дымовые газы передают теплообменным элементам 8 теплоту Холодный воздух подают через патрубок 3 в коллектор 1 и во внутренние трубы 10. Затем воздух подают через отверстии 11, расположенные по окружности в пределах секторов, ограниченных указанными в табл 1 углами на внутреннюю поверхность наружной трубы 9, Проход  по кольцевому зазору , нагретый воздух собираетс  в коллекторе 2 и 4через патрубок 4 уходит из рекуператора.In the chimney, flue gases transfer heat to the heat exchange elements 8. Cold air is fed through pipe 3 into the collector 1 and into the internal pipes 10. Then the air is fed through holes 11 located circumferentially within the sectors defined by the angles specified in Table 1 to the internal surface of the external pipe 9 The passage through the annular gap, the heated air is collected in the manifold 2 and 4 through the pipe 4 leaves the heat exchanger.

Экономическую эффективность можно оценить, использу  данные табл. 2. БолееEconomic efficiency can be estimated using the data table. 2. More

высокий подогрев на 50°С позвол ет сэкономить до 5% топлива.high heating at 50 ° C saves up to 5% of fuel.

Claims (1)

Формула изобретен и  1. Трубчатый рекуператор, содержащий поперечно размещенные в дымовом кэнэпеThe formula is invented and 1. Tubular heat exchanger containing transversely placed in smoke canene теплообменные элементы в виде соосно установленных труб, внутренние из которых равномерно по длине перфорированы выпускными отверсти ми и подключены к подео- д щему каналу, а наружные трубыheat exchange elements in the form of coaxially mounted pipes, the inner ones of which are evenly along the length are perforated with outlets and connected to the flow channel, and the outer tubes соединены с отвод щим воздушным коллектором , отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности и эффeктив осг,и путем интенсификации струйного теплообмена , выпускные отверсти  в каждой внутренней трубе скомпонованы в группы, смещенные по окружности трубы соответственно к no6oBOMv и тыльному по отношению к потоку дымовых газов участкам трубы. 2 Рекуператор по п. 1, о т л и ч л ю щ ии с   тем, что при коридорном размещении теплообменных элементов группы отверстий лобового и тыльного участков внутренней трубы размещены в зоне, ограниченной относительно вертикали соответственно углами ± 50° и+150-210°are connected to an exhaust air manifold, characterized in that, in order to increase the reliability and efficiency of the OSG, and by intensifying the jet heat exchange, the outlet openings in each inner pipe are arranged in groups shifted around the circumference of the pipe, respectively, to no6oBOMv and rear in relation to the flue flow gas pipe sections. 2 A recuperator according to claim 1, so that it is with the corridor arrangement of heat exchange elements of the group of openings of the front and rear sections of the inner tube located in the zone bounded relative to the vertical by angles of ± 50 ° and + 150-210 ° 3.Рекуператор поп.1 отличающийс  тем, что при шахматном расположении теплообменных элементов группы отверстий лобового и тыльного участков внугренней трубы размещены в зоне ограниченной относительно вертикали углами соответственно ±75°и + 150-210° .3. Pop-1 recuperator characterized in that with the staggered arrangement of the heat exchange elements of the group of openings of the front and rear sections of the inner pipe are placed in an area limited relative to the vertical by angles of ± 75 ° and + 150-210 °. 4.Рекуператор по пп. 1-3, отличающийс  тем, что суммарна  площадь выпускных4. The recuperator on PP. 1-3, characterized in that the total area of the exhaust отверстий каждой внутренней трубы удовлетвор ет соотношениюthe openings of each inner tube satisfies the ratio 0,33 F If0 0,625Fe, где FK - живое сечение кольцевого канала между внутренней и наружной трубами;0.33 F If0 0.625Fe, where FK is the living section of the annular channel between the inner and outer tubes; FB - живое сечение внутренней тр/бы.FB is the living section of the inner pipe / f. Таблица 1Table 1 ЗармаигZarmaig 1 2 12 ПоказательIndicator Поверхность нагрева Р. Диамето отверсти  do. Расход воздуха V, ОгнишениеУ/Р.Heating surface R. Diametho holes do. Air consumption V, Refinishing / R. Тепловой поток q, Нагрев воздуха At, Степень рекуперацииHeat flow q, Air heating At, Recovery rate ( КПД рекуператора). Суммарна  поверхност(Efficiency of the heat exchanger). Total surface отверстий 2 f3, Параметр 0,33 РК. Параметр 0,625 Рь.holes 2 f3, Parameter 0.33 RC. Parameter 0.625 Pb. Таблица2Table 2 г./city / дРасположениеLocation шахматное коридорное Фиг. 2chess corridor FIG. 2 ХОЯ.HOYA. ЬоздухAir Наер.Naer. йоздуyozdu
SU894753250A 1989-08-28 1989-08-28 Tubular recuperator SU1702107A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894753250A SU1702107A1 (en) 1989-08-28 1989-08-28 Tubular recuperator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894753250A SU1702107A1 (en) 1989-08-28 1989-08-28 Tubular recuperator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1702107A1 true SU1702107A1 (en) 1991-12-30

Family

ID=21476600

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894753250A SU1702107A1 (en) 1989-08-28 1989-08-28 Tubular recuperator

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1702107A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107702128A (en) * 2017-09-30 2018-02-16 洛阳明远石化技术有限公司 Gas heat exchanger
RU187793U1 (en) * 2018-12-17 2019-03-19 Юрий Михайлович Селиванов Dual flow cross-precision recuperator

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 1276895, кл. F 23 L 15/04 1985 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107702128A (en) * 2017-09-30 2018-02-16 洛阳明远石化技术有限公司 Gas heat exchanger
RU187793U1 (en) * 2018-12-17 2019-03-19 Юрий Михайлович Селиванов Dual flow cross-precision recuperator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
GB1587498A (en) Heat exchange apparatus
SU1702107A1 (en) Tubular recuperator
JP2986982B2 (en) Small gas fired air heater
EP0604157A1 (en) A method and apparatus of combusion for a pipestill heater
US4497281A (en) Heater
CN101871734A (en) Heat exchange device and waste gas purification system with same
JPH0711309Y2 (en) Catalytic combustion device
SU1302094A1 (en) Recuperator
SU1285303A1 (en) Shell-and-tube heat exchanger
JP2952216B2 (en) Burner device and heat recovery device
SU1205786A3 (en) Cooler of high-temperature industrial gases
SU1267115A1 (en) Recuperator
SU565191A2 (en) Air-gas-heater
SU1451466A1 (en) Recuperator
EP0751363A1 (en) Heat exchanger
SU1589023A1 (en) Heat-exchanger
SU1134878A1 (en) Heat-exchanging unit
CN2106330U (en) Directly-heated air heat exchanger
SU1206548A1 (en) Heat recovery plant
JPH0224052Y2 (en)
RU2037095C1 (en) Heating surface
SU1138604A1 (en) Packing of rotary exchanger for high-temperature gases
SU438831A1 (en) Air heater
SU992919A1 (en) Recuperator
SU1010404A1 (en) Furnace for purifying exhaust gases