UA55077A

UA55077A - Disposal heat exchanger

Info

Publication number: UA55077A
Application number: UA2002065200A
Authority: UA
Inventors: Валерій Валерійович Кузнецов; Валерий Валериевич Кузнецов; Борис Васильович Димо; Борис Васильевич Димо; Валерій Георгійович Кузнецов; Валерий Георгиевич Кузнецов
Original assignee: Український Державний Морський Технічний Університет Імені Адмірала Макарова
Priority date: 2002-06-25
Filing date: 2002-06-25
Publication date: 2003-03-17

Abstract

Disposal heat exchanger has a pack of thermo-siphons; those are placed in cylindrical housing and form heat-exchange surface being fixed in pipe deck, and central gas duct. In the central gas duct at the level of heat-outlet part of the heat exchanger there is installed a spark suppressor. Spark suppressor with bended pipes is used.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід відноситься до теплотехніки і може бути застосований при проектуванні теплообмінників енергетичних, опалювальних або технологічних установок, переважно для утилізації теплоти відхідних газів суднових двигунів внутрішнього згоряння, а також газових турбін.The invention relates to heat engineering and can be applied in the design of heat exchangers of energy, heating or technological installations, mainly for the utilization of the heat of waste gases of internal combustion ship engines, as well as gas turbines.

Відомі конструкції утилізаційних теплообмінників, в яких поверхні теплообміну виконані у вигляді теплових труб (а. с. СРСР Мо1561632 та а. с. СРСР Мо1776694).There are known designs of utilization heat exchangers, in which the heat exchange surfaces are made in the form of heat pipes (a.s. of the USSR Mo1561632 and a.s. of the USSR Mo1776694).

Недоліком зазначених конструкцій є підвищені габаритні показники. 70 Прототипом пропонуємого винаходу є теплообмінник за а. с. СРСР Мо987355. Він складається з вертикального циліндричного корпусу, в якому встановлено пакет гравітаційних двофазних термосифонів, закріплених сваркою в трубній дошці, яка складається з двох частин, та центрального газоходу. Термосифони також складаються з двох частин: верхньої і нижньої.The disadvantage of these designs is increased overall dimensions. 70 The prototype of the proposed invention is a heat exchanger according to a. with. USSR Mo987355. It consists of a vertical cylindrical body in which a package of gravity two-phase thermosyphons is installed, welded in a two-piece tube board, and a central flue. Thermosyphons also consist of two parts: upper and lower.

По нижньому торцю кожного термосифона встановлено легкоплавку вставку для захисту проти перегріву. 12 Теплосприймаюча частина має циліндричний корпус, частину трубної дошки, в яку зваркою закріплені нижні частини термосифонів. Тепловіддаюча частина теплообмінника складається з циліндричного корпуса, верхньої частини термосифонів. Верхня та нижня частини теплообмінника мають болтове з'єднання. Напрям руху теплоносія забезпечено вхідним та вихідним патрубками, а також спеціальними сегментними дисками.A low-melt insert is installed on the lower end of each thermosyphon to protect against overheating. 12 The heat-receiving part has a cylindrical body, a part of the pipe board, in which the lower parts of the thermosyphons are fixed by welding. The heat-emitting part of the heat exchanger consists of a cylindrical body, the upper part of thermosyphons. The upper and lower parts of the heat exchanger have a bolt connection. The direction of movement of the coolant is ensured by inlet and outlet nozzles, as well as special segmental discs.

Така конструкція не спроможна забезпечити пожаробезпечність системи утилізації теплоти на всіх режимах роботи енергетичної установки. У разі відключення теплообмінника можливий викид іскор до атмосфери.Such a design is not able to ensure the fire safety of the heat utilization system in all modes of operation of the power plant. In the event of disconnection of the heat exchanger, sparks may be emitted into the atmosphere.

Задача винаходу полягає у забезпеченні роботи системи утилізації теплоти відхідних газів дизель-генераторів на всіх режимах роботи енергетичної установки та з врахуванням вимог пожаробезпечності.The task of the invention is to ensure the operation of the waste gas heat utilization system of diesel generators in all operating modes of the power plant and taking into account fire safety requirements.

Для вирішення цієї задачі запропоновано утилізаційний теплообмінник, який має пакет термосифонів, розміщених у циліндричному корпусі, які утворюють теплообмінну поверхню і закріплені у трубній дошці, та центральний газохід, у якому на рівні тепловіддаючої частини теплообмінника розміщено глушник-іскрогасник. У « запропонованому теплообміннику використано глушник-іскрогасник з загнутими трубками.To solve this problem, a utilization heat exchanger is proposed, which has a package of thermosiphons placed in a cylindrical body, which form a heat exchange surface and fixed in a pipe board, and a central gas duct, in which a muffler-spark arrester is placed at the level of the heat-emitting part of the heat exchanger. In the proposed heat exchanger, a muffler-spark arrester with bent tubes is used.

При працюючому теплообміннику іскрогасіння та глушіння газового потоку буде забезпечено проходженням потоку крізь теплосприймаючу частину теплообмінника та глушник-іскрогасник. При відключеному теплообміннику іскрогасіння та глушіння забезпечується проходженням газового потоку крізь - глушник-іскрогасник. чаWhen the heat exchanger is working, sparking and muting of the gas flow will be ensured by the passage of the flow through the heat-receiving part of the heat exchanger and the muffler-spark arrester. When the heat exchanger is turned off, spark suppression and muting is provided by the passage of gas flow through the muffler-spark suppressor. Cha

На фіг.1 зображено загальний вигляд утилізаційного теплообмінника, на фіг.2 - вузол І на фіг.1, на фіг.З - вузол ІЇ на фіг.1 на фіг.4 - вузол ІІІ на фіг.1 оFig. 1 shows the general view of the utilization heat exchanger, in Fig. 2 - node I in Fig. 1, in Fig. 3 - node II in Fig. 1 in Fig. 4 - node III in Fig. 1 o

Теплообмінник містить циліндричний корпус 1, який складається з двох частин 2 та 3, пакет термосифонів ою (ТО) 4, центральний газохід 5 та розміщений в ньому глушник-іскорагасник 6. 3о Між верхньою З і ніжньою 2 частинами корпуса 1 є основна силова трубна дошка 7, в якій закріплені о термосифони 4 за допомогою різьбових втулок 8. Нижні кінці термосифонів 4 оснащені легсоплавкими вставками 9 для захисту ТС проти перегріву.The heat exchanger contains a cylindrical body 1, which consists of two parts 2 and 3, a package of thermosyphons (TO) 4, a central gas duct 5 and a muffler-spark arrester 6 placed in it. 7, which is fixed to the thermosyphons 4 with the help of threaded bushings 8. The lower ends of the thermosyphons 4 are equipped with low-melting inserts 9 to protect the vehicle against overheating.

Для закріплення верхньої частини центрального газоходу 5, надання щільності з'єднанню частин корпусу 1 « існує допоміжна діафрагма 10, яка виконує також роль фланця. З 50 Теплосприймаюча частина теплообмінника складається з нижньої частини 2 корпусу 1, діафрагми 10 та с нижніх частин термосифонів 4.To secure the upper part of the central gas duct 5, to provide tightness to the connection of the body parts 1, there is an auxiliary diaphragm 10, which also acts as a flange. Z 50 The heat-receiving part of the heat exchanger consists of the lower part 2 of the body 1, the diaphragm 10 and the lower parts of the thermosyphons 4.

Із» Тепловіддаюча частина теплообмінника складається з верхньої частини З корпуса 1, верхніх частин термосифонів 4, трубної дошки 7 та необхідних патрубків для теплоносія другого контуру 11 і 12 та відхідних газів 13. Для направлення гріючого теплоносія у газоході 14 передбачені сегментні перегородки 15.From" The heat-emitting part of the heat exchanger consists of the upper part of the body 1, the upper parts of the thermosyphons 4, the pipe board 7 and the necessary nozzles for the heat carrier of the second circuit 11 and 12 and waste gases 13. Segmental partitions 15 are provided to direct the heating heat carrier in the gas duct 14.

Центральний газохід 5 оснащений знизу заслінкою 16, яка регулює витрату газів, зверху - вікнами 17 для і-й виходу газів у глушник-іскрогасник 6, який розміщено у тепловіддаючій частині теплообмінника у центральному 4! газоході 5. Основними частинами глушника-іскрогасника б є загнуті трубки 18 та перфорована вставка 19.The central gas duct 5 is equipped from below with a valve 16 that regulates the flow of gases, from above - windows 17 for the i-th exit of gases into the muffler-spark arrester 6, which is located in the heat-emitting part of the heat exchanger in the central 4! gas ducts 5. The main parts of the muffler-spark arrester b are the bent tubes 18 and the perforated insert 19.

Гідравлічна щільність глушника-іскрогасника 6 забезпечується ущільнювальними кільцями 20 та болтовим ші з'єднанням 21. -І 20 Теплообмінник працює наступним чином.The hydraulic tightness of the muffler-spark arrester 6 is provided by sealing rings 20 and bolted connection 21. -I 20 The heat exchanger works as follows.

Відхідні гази з певним енергоресурсом (витратою та температурою) через нижній патрубок 22 проходять у тм газохід 14 теплообмінника і віддають частину своєї теплоти нижнім кінцям термосифонів 4. Завдяки робочому процесу всередині термосифонів 4 ця теплота передається у верхню частину термосифонів 4, яка підігріває теплоносій, що проходить через верхню тепловіддаючу частину корпусу 3. Це забезпечено живильним насосом 22 теплоносія (на кресленні не показано) та підвідним 11 та відвідним 12 патрубками. Відхідні гази, віддавши в. теплоту нижнім кінцям термосифонів 4, потрапляють крізь вікна 17 центрального газоходу 5 до глушника-іскрогасника б, який завдяки загнутим трубкам 18 забезпечує закручення потока газів, при цьому виникає відцентрова сила, яка відкидає іскри, що знаходяться у потоку газів, крізь перфоровану вставку 19 до іскрозбірника 23. 60 Далі потік газів крізь патрубок 13 виходить з теплообмінника.Waste gases with a certain energy resource (consumption and temperature) pass through the lower nozzle 22 into the gas duct 14 of the heat exchanger and give part of their heat to the lower ends of the thermosyphons 4. Thanks to the work process inside the thermosyphons 4, this heat is transferred to the upper part of the thermosyphons 4, which heats the coolant, which passes through the upper heat-dissipating part of the housing 3. This is provided by the coolant feed pump 22 (not shown in the drawing) and inlet 11 and outlet 12 nozzles. Waste gases, having given to heat to the lower ends of the thermosyphons 4, enter through the windows 17 of the central gas duct 5 to the muffler-spark arrester b, which, thanks to the bent tubes 18, ensures the swirling of the flow of gases, while a centrifugal force occurs that repels the sparks in the flow of gases through the perforated insert 19 to spark arrestor 23. 60 Next, the flow of gases exits the heat exchanger through pipe 13.

Регулювання теплової потужності забезпечено положенням заслінки 16.Regulation of thermal power is ensured by the position of the damper 16.

Максимальна теплова потужність теплообмінника має місце, коли весь гріючий газ спрямовано до термосифонів 4. Потік газів, проходячи крізь нижні кінці термосифонів 4, потрапляє до вікон 17 центрального газоходу 5. При цьому роль глушника-іскрогасника буде виконувати безпосередньо теплосприймаюча частина бо теплообмінника.The maximum heat capacity of the heat exchanger occurs when all the heating gas is directed to the thermosyphons 4. The flow of gases, passing through the lower ends of the thermosyphons 4, enters the windows 17 of the central gas duct 5. At the same time, the role of a muffler-spark arrester will be performed directly by the heat-absorbing part of the heat exchanger.

При мінімальній тепловій потужності заслінка 16 повністю відкрита. Гріючий газ шляхом найменшого опору потрапляє до центрального газоходу 5, який виконує роль приймальної камери та забезпечує глушіння шуму.At minimum thermal power, damper 16 is fully open. The heating gas passes through the path of least resistance to the central gas duct 5, which acts as a receiving chamber and provides noise suppression.

Далі потік крізь іскрогасник 6 виходить з теплообмінника.Further, the flow through the spark arrester 6 leaves the heat exchanger.

Claims

The formula of the invention

1. The utilization heat exchanger, which has a package of thermosiphons placed in a cylindrical body, which form a heat exchange surface and are fixed in a pipe board, and a central gas duct, which is distinguished by the fact that a muffler-spark arrester is placed in the central gas duct at the level of the heat-emitting part of the heat exchanger.

2. Utilization heat exchanger according to claim 1, which differs in that a muffler-spark arrester with bent tubes is used. « y y «c) iv) I c)

- and? 1 1 («c) - and what 60 b5