UA53256A

UA53256A - Heater for flowing liquid

Info

Publication number: UA53256A
Application number: UA2002043046A
Authority: UA
Inventors: Михайло Костянтинович Безродний; Михаил Константинович Безродный; Сергій Олександрович Хавін; Сергей Александрович Хавин; Ірина Олександрівна Назарова
Original assignee: Національний Технічний Університет України "Київський Політехнічний Інститут"; Национальный Технический Университет Украины "Киевский Политехнический Институт"
Priority date: 2002-04-15
Filing date: 2002-04-15
Publication date: 2003-01-15

Abstract

Heater for flowing liquid has cylindrical vertical housing with the upper gas-outlet and the lower gas-supply branch pipes, branch pipes for cold water feed and for hot water export, and heat-exchange element over which a drop catcher is situated. Heat-exchange element is made as a set of perforated in the lower part vertical pipes fixed in the lower pipe desk, in the space between this one and the lower gas-supply branch pipe there is installed additional pipe desk with confusers for feeding gases to pipes.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід належить до нагрівників текучої рідини і може бути використаний в теплотехнічних установках і 2 системах утилізації вторинних енергоресурсів для охолодження газу та нагрівання рідини.The invention belongs to fluid heaters and can be used in heat engineering installations and 2 secondary energy resource utilization systems for gas cooling and liquid heating.

Відомо водонагрівник (ас. СРСР Мо 1772568 А1, МПК Е 28 С 33/06, опубл. 30.10.92 бюл. Мо 40), що містить в собі вертикальний корпус з верхнім газовідвідним та нижнім газопідвідним патрубками, між якими встановлено теплопередаючий елемент у вигляді розподільного конусного ската з щілинним прорізом і обичайки з трубками підведення стисненого газу, причому обичайка розміщена з зазорами між корпусом і скатом і виконана з 70 перфорованою верхньою частиною, а трубки розміщені в зазорі між обичайкою і скатом біля основи останнього.A water heater is known (as. USSR Mo 1772568 A1, IPC E 28 C 33/06, publ. 30.10.92 Bull. Mo 40), which contains a vertical body with upper gas outlet and lower gas inlet nozzles, between which a heat transfer element is installed in the form distribution conical slope with a slotted slot and a sleeve with compressed gas supply tubes, and the sleeve is placed with gaps between the body and the slope and is made with a 70 perforated upper part, and the tubes are placed in the gap between the sleeve and the slope at the base of the latter.

У відомому водонагрівнику тепломасообмін між водою та гарячими газами відбувається при проходженні газів, яки виходять з щілинного прорізу, через вспінений стисненим газом шар води. Оскільки піна вміщує бульбашки повітря, то в деяких випадках можливо ускладнення підведення гарячих димових газів до води, що знижує інтенсивність теплообміну. Крім того, аеродинамічний опір руху газу суттєвий, тому що вихід газу 72 здійснюється крізь проріз ската. До того ж, наявність обичайки та ската істотно підвищує металоємність конструкції.In a known water heater, heat and mass exchange between water and hot gases occurs when the gases coming out of the slot pass through a layer of water foamed by compressed gas. Since the foam contains air bubbles, in some cases it is possible to complicate the supply of hot flue gases to the water, which reduces the intensity of heat exchange. In addition, the aerodynamic resistance to the movement of gas is significant, because the output of gas 72 is carried out through the slot of the slope. In addition, the presence of a ridge and a slope significantly increases the metal capacity of the structure.

Найбільш близьким за технічною сутністю до пропонуємого є водонагрівник (а.с. СРСР Мо 1812415 А1, МПК ГЕ 28 С 3/06, опубл. 30.04.93 бюл. Мо 16), що містить вертикальний корпус з верхнім газовідвідним та нижнім газопідвідним патрубками, між якими розташовується форсунка, яка розприскує воду, та обичайка у вигляді усіченого конуса, яка великою основою примикає до стінки корпуса, причому в обичайки зроблено щілинний проріз в зоні підключення газопідвідного патрубка.The closest in technical essence to the proposed one is the water heater (a.s. USSR Mo 1812415 A1, MPK GE 28 C 3/06, publ. 04/30/93 Bull. Mo 16), which contains a vertical body with upper gas outlet and lower gas inlet nozzles, between which there is a nozzle that sprays water, and a nozzle in the form of a truncated cone, the large base of which adjoins the wall of the case, and a slit is made in the nozzle in the connection area of the gas supply pipe.

Недоліком відомого нагрівника є те, що струмені, які виходять з форсунок, доволі довго зберігають свою цілісність, а краплини, на які вони розпадаються, доволі великі, що знижує інтенсивність тепломасообміну та ефективність підігріву води. 29 В основу винаходу поставлено задачу удосконалити водонагрівник шляхом нового виконання « теплопередаючого елементу, що дозволить інтенсифікувати теплообмін, крім того зменшити енерговитрати при зниженні аеродинамічного опору нагрівника.The disadvantage of the well-known heater is that the jets coming out of the nozzles retain their integrity for quite a long time, and the drops into which they break up are quite large, which reduces the intensity of heat and mass exchange and the efficiency of water heating. 29 The invention is based on the task of improving the water heater through a new design of the heat transfer element, which will allow intensifying the heat exchange, in addition to reducing energy consumption while reducing the aerodynamic resistance of the heater.

Для вирішення цієї задачі в нагрівнику, що містить вертикальний корпус з верхнім газовідвідним та нижнім газопідвідним патрубками, між якими встановлено теплопередаючий елемент і краплевловник, новим є те, що о теплопередаючий елемент виконано у вигляді вертикальних перфорованих в нижній частині труб, закріпленихв нижній трубній дошці, в просторі між якою та нижнім газопідвідним патрубком встановлена додаткова трубна дошка з конфузорами для подачі газів у труби. счTo solve this problem in the heater, which contains a vertical body with upper gas outlet and lower gas inlet nozzles, between which a heat transfer element and a drip catcher are installed, the new thing is that the heat transfer element is made in the form of vertical pipes perforated in the lower part, fixed in the lower pipe board, in the space between it and the lower gas supply pipe, an additional pipe board with baffles for supplying gases to the pipes is installed. high school

Гарячі димові гази надходять в труби. При проходженні перфорованих частин труб захоплюють холодну со воду, яка знаходиться зовні труб в міжтрубному просторі, і рухаються далі вгору в одному напрямку: димовіHot flue gases enter the pipes. When passing through the perforated parts of the pipes, cold water is captured, which is outside the pipes in the inter-pipe space, and moves further up in one direction: smoke

Гази та вода у вигляді плівки. Теплообмін між ними відбувається на внутрішній поверхні труб при одночасному о руху газу та підігріваємої води. При висхідному режимі руху газу та води зменшується ефективна товщина плівки води, відповідно, її термічний опір, що призводить до інтенсифікації процесів теплообміну. Гарячі димові гази надходять в труби через конфузори, які розташовані на додатковій трубній дошці. Охолоджені гази виходять з « труб через дифузори, тому надходять на краплевловник з меншою швидкістю, що сприяє кращій сепарації З 70 крапель води та очищенню газів від шкідливих речовин. с На Фіг.1 зображено поздовжній розріз нагрівника, на Фіг.2 - фрагмент з Фіг.1, де показано нижню частину з» теплопередаючого елементу та дренажно-конфузорну камеру.Gases and water in the form of a film. Heat exchange between them occurs on the inner surface of the pipes with the simultaneous movement of gas and heated water. In the ascending regime of gas and water movement, the effective thickness of the water film decreases, accordingly, its thermal resistance, which leads to the intensification of heat exchange processes. Hot flue gases enter the pipes through baffles, which are located on an additional pipe board. Cooled gases leave the pipes through diffusers, so they enter the droplet catcher at a lower speed, which contributes to better separation of water droplets and purification of gases from harmful substances. Fig. 1 shows a longitudinal section of the heater, Fig. 2 shows a fragment from Fig. 1, which shows the lower part of the heat transfer element and the drainage-confusion chamber.

Нагрівник вміщує циліндричний корпус 1 з верхнім газовідвідним 2 та нижнім газопідвідним З патрубками, між якими встановлено перфоровані труби 4. Труби закріплені в трубних дошках. Патрубок підведення холодної води 5 розміщено над нижньою трубною дошкою б, а патрубок відведення нагрітої води 7 - над верхньою і-й трубною дошкою 8. Патрубок відведення нагрітої води 7 з'єднано зі збірною камерою 9. В верхній частині со корпусу знаходиться краплевловник 10. Під нижньою трубною дошкою 6 розташована додаткова трубна дошка 11 з конфузорами 12 для подачі газів у труби 4. При цьому, між нижньою та додатковою трубними дошками о утворено дренажно-конфузорну камеру 13. сл 20 Нагрівник працює таким чином.The heater contains a cylindrical body 1 with an upper gas outlet 2 and a lower gas inlet With nozzles, between which perforated pipes 4 are installed. The pipes are fixed in pipe boards. The cold water supply pipe 5 is located above the lower pipe board b, and the heated water outlet pipe 7 is above the upper i-th pipe board 8. The heated water outlet pipe 7 is connected to the collecting chamber 9. In the upper part of the housing there is a drip catcher 10. Under the lower pipe board 6, there is an additional pipe board 11 with baffles 12 for supplying gases to pipes 4. At the same time, a drainage and baffle chamber 13 is formed between the lower and additional pipe boards o. Fig. 20 The heater works as follows.

Холодна вода підводиться через патрубок 5 в нижню частину нагрівника в простір над нижньою трубною щи дошкою 6. Димові гази, проходячи через сопла 12 дренажно-конфузорної камери 13, надходять в перфоровані труби 4, крізь отвори яких потоком газу захоплюється холодна вода, що рухається далі у вигляді плівки по внутрішній поверхні труби 4. За час спільного руху газів та плівки води між ними відбувається теплообмін, в 29 результаті якого вода нагрівається, гази охолоджуються. Гаряча вода, виходячи з труб 4, верхні кінці яких в. виконано у вигляді дифузору, надходить в збірну камеру 9. В цю камеру надходить також та вода, яка уловлюється у краплевловнику 10 з потоку рухаючогося газу. Із збірної камери 9 гаряча вода через патрубок 7 надходить споживачу. Ввід гарячих димових газів через конфузори 12 призводить до того, що швидкість газів зростає, і це, в кінцевому рахунку, призводить до інтенсифікації процесу теплообміну. В той же час додаткова 60 трубна дошка 11 перешкоджає надходженню холодної води в технологічний газохід в режимах пуску, остановки нагрівника, а також при перехідних режимах роботи.Cold water is fed through the nozzle 5 into the lower part of the heater into the space above the lower pipe plate 6. The flue gases, passing through the nozzles 12 of the drainage-confusion chamber 13, enter the perforated pipes 4, through the holes of which cold water is captured by the gas flow, which moves further in the form of a film on the inner surface of the pipe 4. During the joint movement of gases and a film of water, heat exchange takes place between them, as a result of which the water heats up and the gases cool down. Hot water, leaving the pipes 4, the upper ends of which in. made in the form of a diffuser, enters the collecting chamber 9. The water that is caught in the droplet catcher 10 from the flow of moving gas also enters this chamber. Hot water flows from the collecting chamber 9 to the consumer through the pipe 7. The introduction of hot flue gases through the baffles 12 leads to the fact that the speed of the gases increases, and this, ultimately, leads to the intensification of the heat exchange process. At the same time, the additional 60 pipe board 11 prevents the inflow of cold water into the process gas pipeline in the start-up and stop modes of the heater, as well as during transitional modes of operation.

Конструкція пропонованого нагрівника дозволяє інтенсифікувати теплообмін, крім того нескладна у виготовленні та експлуатації. б5The design of the proposed heater allows intensifying the heat exchange, besides, it is easy to manufacture and operate. b5

Claims

The formula of the invention

A fluid heater containing a cylindrical vertical body with upper gas outlet and lower gas inlet nozzles, cold water inlet and heated water outlet nozzles, and a heat transfer element above which is a drip catcher, which is characterized by the fact that the heat transfer element is made in the form of vertical pipes perforated in the lower part, fixed in the lower pipe board, in the space between which and the lower gas supply pipe, an additional pipe board with baffles for supplying gases to the pipes is installed. Official bulletin "Industrial Property". Book 1 "Inventions, useful models, topographies of integrated microcircuits", 2003, M 1, 15.01.2003. State Department of Intellectual Property of the Ministry of Education and Science of Ukraine. « (Se) IF) with (ze) I c)

- and? 1 (95) name) 1 4) 60 b5