Регенеративный теплообменник и способ его эксплуатации. Регенеративные теплообменникиПЕРИОДИЧЕСКИ ДЕЙСТВУЮЩИЕ РЕГЕНЕРАТИВНЫЕ ТЕПЛООБМЕННИКИМАШИНОСТРОЕНИЕ Поверхность насадки периодически действующих регенеративных теплообменников попеременно омывается то первичным (горячим), то вторичным (холодным) теплоносителем, т. е. попеременно является тепловоспри- нимающей и теплоотдающей. Время, за которое происходит нагревание насадки и охлаждение первичного теплоносителя Tj, называется периодом нагрева, а время, за которое происходит охлаждение насадки и нагревание вторичного теплоносителя І2, - периодом охлаждения. Время, в течении которого происходят нагрев и охлаждение насадки, называют Полным циклом, или ПерИОДОМ тпер = т| +і2- Периоды нагревания и охлаждения насадки продолжаются от нескольких минут до нескольких часов. В отличие от рекуператоров регенераторы работают в условиях нестационарного теплового процесса, т. е. происходит изменение во времени как температуры стенки в период нагревания и охлаждения, так и температуры теплоносителей. Основные конструкции регенеративных теплообменников периодического действия. Эффективность работы регенератора определяет его насадка. В регенераторах воз - духоразделительных установок и холодильно - газовых машинах применяют в основном насадки следующих типов: диски из алюминиевой гофрированной ленты (рис. 4.2.2, а)\ насыпную из базальта или кварцита в виде гранул диаметром 4... 14 мм; сетчатую (рис. 4.2.2, б) из материала высокой теплопроводности (меди, латуни, бронзы). При намотке дисков используют две алюминиевые ленты, которые складываются так, чтобы гофры были направлены под углом друг к другу, образуя извилистые каналы, интенсифицирующие процесс теплообмена. Недостаток таких насадок - повышенное гидравлическое сопротивление.
Меньшее сопротивление создает насадка, состоящая из параллельно размещенных пластин 5 с равномерно расположенными каналами в виде усеченных пирамид 6 (рис. 4.2.2, в), или насадка, выполненная в виде пористых элементов (гранул), поры которых заполнены инертным газом (рис. 4.2.2, г). Гранулы выполняют из металла, например свинца, размером примерно 100. ..250 мкм. Диаметр пор, заполненных инертным газом, находящимся в твердой фазе, составляет 1...10 мкм. Заполнение пористой металлической основы теплоемким инертным газом (гелием или неоном) обеспечивает высокую теплоаккумулирующую способность насадки, необходимую для эффективной работы низкотемпературной холодильной машины (при температуре 20 К и ниже). Компактность насадки воздухоразделительных установок характеризуется отношением площади поверхности насадки к занимаемому объему и составляет 1000...2000 m2/mj. У регенераторов холодильно-газовых машин компактность может достигать 104... 105 м2/м3 [3]. Широко распространены и перспективны процессы теплообмена газов и жидкостей с твердыми зернистыми материалами в состоянии псевдоожиженного (кипящего) слоя. Преимуществами таких регенеративных воздухоподогревателей являются: высокая интенсивность теплообмена; возможность высокотемпературного нагрева воздуха (до 1000 °С) и относительная простота устройства. Насадку для аппарата с неподвижным псевдоожиженным или падающим слоем выполняют из колец Рашига (рис. 4.2.2, е), из крошки или шариков размером 6... 12 мм, выполненных из каолина, оксидов алюминия, магния, циркония и др. Материал такой насадки должен обладать высокой удельной теплоемкостью, быть жаро - и химически стойким, не трескаться при резких изменениях температуры, не испаряться, не истираться и выдерживать ударную нагрузку. Для повышения теплоемкости такую насадку изготовляют в виде гранул с плавящимся ядром (рис. 4.2.2, ж). В режиме кипящего слоя с горячим потоком происходит нагревание покрытия 10 и ядро 11 гранул начинает плавиться. При этом от газового горячего потока отбирается дополнительное количество теплоты, равное скрытой теплоте плавления материала ядра. После перемещения гранул в другую полость, в которой они контактируют с холодным потоком газа, последний нагревается, а гранулы охлаждаются. При этом происходит затвердевание ядра с выделением скрытой теплоты плавления материала ядра. Таким образом, теплоаккумулирующая способность насадки складывается из теплоемкостей ядра, покрытия, а также из скрытой теплоты плавления материала ядра. В области высоких температур (800... 1000 °С), например в металлургической и стеклоплавильной промышленности, применяют регенераторы с неподвижной насадкой из огнеупорных кирпичей различной формы, которые выкладываются таким образом, чтобы образовались сплошные каналы для прохода газа. Толщина кирпичей составляет 40...50 мм. На рис. 4.2.2, и показана насадка из огнеупорных кирпичей с выступами, которые вызывают турбулизацию газообразных потоков и, тем самым, интенсифицируют процесс. Важную роль в аппаратах с псевдоожиженным слоем зернистого материала играет конструкция опорно-распределительной решетки, к которой предъявляют ряд требований: по равномерности распределения потока газа (жидкости) по сечению аппарата и исключению застойных зон в слое; по предотвращению провала твердых частиц при внезапном уменьшении скорости потока; по минимальности гидравлического сопротивления; по простоте конструкции и удобству в эксплуатации. Конструктивно наиболее простыми являются плоские или полусотовые решетки с круглыми или продолговатыми отверстиями, которые не исключают, однако, образования застойных зон на участках между отверстиями для прохода газа (жидкости). Этот недостаток отсутствует у сотовых решеток (рис. 4.2.3, б), но они сложны в изготовлении. На рис. 4.2.3, в, г показаны схемы двух беспровальных решеток: первая изготовлена из перфорированных плоских металлических листов, вторая сварена из уголков. В аппаратах небольших размеров оправдало себя газораспределительное устройство в виде конусного распределения - диффузора с боковым тангенциальным вводом потока теплоносителя (рис. 4.2.3, д). На практике доля живого сечения решетки обычно составляет 1... 10 % ее площади. Регенеративные теплообменные аппараты в криогенной технике используются в основном в воздухоразделительных установках и в холодильных газовых машинах. В регенеративных аппаратах воздухоразделительных установок наряду с охлаждением прямого потока воздуха происходит его очистка от влаги и диоксида углерода путем вымораживания на насадке. В зависимости от доли получения сухих и чистых продуктов из общего количества перерабатываемого воздуха применяют регенераторы с дисковой алюминиевой насадкой, с засыпной каменной насадкой со встроенным змеевиком либо комбинированные. Корпус 1 аппарата с дисковой алюминиевой насадкой выполнен из стали 12Х18Н10Т и имеет эллиптические днища (рис. 4.2.4). Насадку 2 изготовляют из гофрированной ленты высотой 50, толщиной 0,5 мм с углом наклона рифления 75° из сплава АД1М. Ленты попарно сворачивают в диски, которые укладывают на нижнюю опорную решетку и сверху поджимают нажимными шпильками. Для уменьшения осевой теплопроводности и улучшения эффективности теплообмена в ленте делают сквозные прорези длиной 89 ± 5 мм. Расстояние межд> прорезями 10 ± 1 мм. В нижней части устанавливают насадку с меньшим диаметром, а в верхней части регенератора - насадку с большим диаметром для уменьшения гидравлического сопротивления (так как теплый газ в верхней части регенератора имеет больший удельный объем). Установка состоит из двух аппаратов, обеспечивающих непрерывность процесса охлаждения. Сжатый воздух давлением до 0,6 МПа нагревает насадку одного аппарата и охлаждается до температуры, близкой к температуре насыщения. В это же время поток холодного газа (азота) проходит через насадку другого аппарата, охлаждает ее до определенной температуры. Через определенный промежуток времени происходит переключение клапанов. и потоки воздуха и азота будут поступать в другие аппараты.
В воздухоразделительных установках в качестве насалки применяют насыпную насадку в виде гранул и диски из алюминиевой гофрированной ленты 2. Ниже приведена характеристика насадок из гофрированной алюминиевой ленты [6].
Методика и пример теплогидравлическо - го расчета регенераторов воздухоразделительных установок изложены в [15]. В воздухоразделительных установках применяют также насыпную каменную насадку из базальта или кварцита с гранулами размером 4...14 мм, основные свойства которых приведены в [6]. Регенеративный теплообмен - ный аппарат с насыпной каменной насадкой имеет корпус I (рис. 4.2.5), внутрь которого вмонтирован змеевик 2 для получения части продуктов разделения, не загрязненных примесями. Гранулы насадки 7 находятся сверху и снизу змеевика. Объем засыпки насадки в верхней части ограничен дырчатой обечайкой 11, а в нижней - конусом 6, обтянутым сеткой из коррозионно-стойкой стали. Вследствие большой массы насадки заметно удлиняется время прохождения прямого и обратного потоков через аппарат, уменьшается число срабатываний клапанов и упрощаются условия регулирования температурных режимов. Базальт и кварцит обладают высокой прочностью, малой истираемостью и большой теплоемкостью.
Однако аппараты с насыпной насадкой менее эффективны, чем с металлической из гофрированной ленты. В регенеративных теплообменных аппаратах с насыпной насадкой площадь сечения для прохода газа приблизительно в 1,5 раза меньше, чем в аппаратах с металлической насадкой из гофрированной ленты, поэтому для получения приемлемого гидравлического сопротивления скорость газа, определенная в полном сечении аппарата, принимается 1... 1,2 м/с. Перепад температур за период работы аппарата по прямой и обратной схемам составляет 35...45 К.
Для аппаратов холодильных машин больше всего подходит насадка из тонкой проволоки ватообразной структуры или мелкой сетки из меди, латуни, бронзы или другого материала высокой теплопроводности. Коэффициент компактности такой насадки достигает 105 m2/mj. На рис. 4.2.6 приведены конструкции регенераторов газовых холодильных машин. В [6] приведены характеристики насадок, изготовленных из свободно уложенных, прессованных или спеченных сеток различных типоразмеров, выполненных из латуни и бронзы. В газовых холодильных машинах фирмы Филипс (Голландия) насадкой теплообменного аппарата является тонкая скрученная медная проволока. Иногда в низкотемпературных холодильных машинах применяют насадку теплообменного аппарата, выполненную в виде пористых элементов (гранул) шаровидной формы из свинца размером 100...250 мкм. Пористая металлическая основа заполняется инертным газом в твердой фазе, который обеспечивает высокую теплоаккумулирующую способность насадки. Рассмотренные выше типы насадок не охватывают всего их разнообразия. Тепловой расчет периодически действующих регенеративных теплообменников. Одна из трудностей создания теории тепловых расчетов периодически действующих регенераторов заключается в том, что они работают в нестационарных условиях. Расчет регенеративных теплообменников с неподвижной насадкой из керамических или огнеупорных материалов, отличающихся низкой теплопроводностью и большой тепловой инерционностью, является наиболее сложным. Характер изменения температуры такой насадки показан на рис. 4.2.7. Наиболее точные расчеты таких теплообменников численными методами с применением ЭВМ или аналитически (в более упрощенной постановке) получают на основе совместного решения дифференциальных уравнений переноса в потоках теплоносителей и теплопроводности насадки с граничными условиями третьего рода на ее поверхности. Для многих практических случаев можно воспользоваться более простыми, хотя и менее точными, интегральными методами. Конечной целью расчета регенератора является определение площади поверхности нагрева и объема насадки. В реальных регенераторах характер изменения температурных полей газовых потоков и насадки по высоте и во времени значительно сложнее. Он определяется отношением полных теплоемкостей газовых потоков и теп- лофизическими свойствами насадки. Уравнение теплового баланса (для наиболее распространенной противоточной схемы): Где t{' И t'2 - средние во времени температуры соответственно греющего и нагреваемого теплоносителей на выходе из регенератора; Где /]' и t'2 - температуры соответственно греющего и нагреваемого теплоносителей на входе в регенератор; W\ и W2 - полная теплоемкость массового расхода; W = Gcp; ср - удельная теплоемкость, G - массовый
Расход теплоносителя; Г| - коэффициент аккумуляции насадки, которым учитывают снижение аккумулирующей способности насадки из-за поперечного изменения температуры насадки; ,6 ,м 1н 2н . T6-tM сті ст2 Приближенно Л = 1 + 4я(т1+т2)' 8 - толщина кирпича, омываемого с обеих сторон; я - температуропроводность материала насадки; Tj - время н msd.com.ua Регенеративные теплообменникиКоличество просмотров публикации Регенеративные теплообменники - 115 Регенеративные теплообменники по своему устройству бывают с двигающейся и неподвижной насадками, а также жидкостные. Имеются сведения о различных конструкциях, однако мы не слышали об их применении в животноводстве. Регенеративные теплообменники с двигающейся насадкой могут иметь круговое или поступательное движение насадки. В регенераторах с круговым движением насадки (или ротационных) (рис.58) удаляемый (отдающий тепло) или наружный (принимающий тепло) воздух движется в противоположных направлениях через теплоаккумулирующую насадку (рис. 68) пока она вращается. Теплоаккумулирующая насадка при прохождении через нее отдающего тепло воздуха нагревается и, поворачиваясь, нагревает поступающий наружный воздух. Насадка должна быть расположена в определенном месте или произвольно. Преимущество правильно расположенной насадки в том, что частицы пыли из обработанного воздуха застревают в начале микроканальцев и в момент поворота наружный воздух выдувает их обратно. Вследствие образования в микроканальцах ламинарного потока величина теплопередачи незначительна, но зато площадь, на которой происходит данный процесс, большая. В случае неправильного расположения насадки наблюдается противоположная картина. Существуют и такие ротационные регенераторы, которые могут возвращать и скрытое тепло. В животноводческих помещениях существует опасность замерзания теплообменника. Из воздуха, удаляемого из животноводческого помещения, в насадке конденсируется влага, которая в холодные зимние дни может замерзнуть. С этим можно бороться с помощью обратного перемешивания, однако при этом уменьшается количество возвращаемого тепла. Рис. 58. Ротационный регенератор В неподвижных регенераторах насадка не движется, и воздух через теплоаккумулирующую среду проходит попеременно (рис. 59). В одном цикле удаляемый (теплый) воздух нагревает насадку, а в другом-поступающий свежий воздух проходит через насадку, нагреваясь. Сведения о применении таких регенераторов в животноводстве уже имеются, однако опыт эксплуатации, условия их приспособления и количество возвращаемой ими энергии нам неизвестны. Рис. 59. Неподвижный регенератор В жидкостных теплообменниках насадка, или наполнитель, аналогично тому, как и в других регенераторах, попеременно соприкасается с разными воздушными потоками (с удаляемым и приточным воздухом), однако в этих системах они не аккумулируют энергию. Наполнителем жидкостных теплообменников, имеющих замкнутый контур (рис. 60), обычно служит жидкость с абсорбентными свойствами (так как в этих случаях должна быть возвращено и скрытое тепло), но им должна быть и другая жидкость. Применение таких устройств в животноводстве было бы выгодно не только с точки зрения возврата тепла, но также и для уменьшения неприятных запахов в помещениях и в целях охлаждения летом. Рис.60. Схема жидкостного теплообменника referatwork.ru Регенеративный теплообменникИзобретение относится к теплообменной технике, в частности к теплообменным аппаратам, работающим по принципу невращающегося регенеративного теплообменника, и может быть использовано для нагрева или охлаждения газов и при их поочередном и однонаправленном движении, а также в качестве накопителей тепла или холода и их высвобождении по мере необходимости. Теплообменник, содержащий вертикально расположенный, теплоизолированный с верхним и нижним днищами корпус, заполнен тепло-хладоаккумулирующим материалом шаровой или гранульной формы различного диаметра, в массиве которого расположены подводящее и отводящее устройства и выполненные концентрично с корпусом цилиндрические перегородки, формирующие между собой и корпусом кольцевые каналы на всю высоту теплообменника, на входе и выходе которых выполнены соединительные окна, образующие единый сквозной канал для прохода теплоносителей от подводящего устройства к отводящему. Подводящее и отводящее устройства установлены внутри корпуса на всю высоту теплообменника, окружены аккумулирующим материалом и представляют собой распределяющий и собирающий коллекторы для газовой среды, боковые стенки которых частично перфорированы отверстиями различного диаметра. Соединительные окна в перегородках выполнены таким образом, что выходное окно, расположенное в конце предшествующего канала, одновременно является входным окном и началом следующего канала. В массиве аккумулирующего материала образован канал для течения рабочей среды, последовательно соединяющий центрально-расположенное подводящее устройство через соединительные окна с кольцевыми каналами, образованными цилиндрическими перегородками, с отводящим устройством. Такое выполнение теплообменника позволяет повысить его эффективность при более простой и компактной конструкции. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к теплообменной технике, в частности к теплообменным аппаратам (ТА), работающим по принципу невращающегося регенеративного теплообменника, и может быть использовано для нагрева или охлаждения газов и газовых смесей при их поочередном и однонаправленном движении по тракту, а также в качестве накопителей тепла или холода и их высвобождении по мере необходимости. Известен теплоаккумулирующий теплообменник регенеративного типа, содержащий вертикально расположенный корпус, устройства подвода и отвода теплоносителей с патрубками, матрицу из теплоаккумулирующего материала, выполненную из большого числа расположенных по радиусу соосных витков из неразъемной проволоки, где навитые на сердечник витки каждой катушки разделены в радиальном и осевом направлениях прямолинейными отрезками проволоки, а проставочная и основная проволоки сварены между собой. Движение теплоносителей осуществляется последовательными осевыми потоками из входного коллектора к выходному коллектору с патрубком (патент США №3477496, МПК F28D 17/00, F28F 27/00, 1969 г.). Основными недостатками данного устройства являются сложность конструкции и трудность обеспечения гидравлического профилирования тракта, по которому протекает рабочая среда, и относительно низкий термический коэффициент полезного действия η=0,6. Задача изобретения - устранение указанных недостатков и создание более простого, компактного и эффективного теплообменного аппарата. Поставленная задача достигается тем, что в предложенном регенеративном теплообменнике, содержащем вертикально расположенный цилиндрический корпус с верхним и нижним днищами, заполненный тепло-хладоаккумулирующим материалом (в дальнейшем аккумулирующим), последним являются элементы шаровой или гранульной формы различного диаметра, в массиве которого размещены подводящее и отводящее газовую среду устройства и цилиндрические перегородки, выполненные в виде коаксиально расположенных между собой и корпусом тонкостенных цилиндров, формирующих кольцевые каналы на всю высоту теплообменника, на входе и выходе которых выполнены соединительные окна, образующие единый сквозной канал для прохода рабочей среды от подводящего устройства к отводящему. Для уменьшения высоты теплообменного аппарата и снижения гидравлических потерь подводящее и отводящее устройства установлены внутри массива аккумулирующего материала теплообменника на всю его высоту и представляют собой распределяющий и собирающий коллекторы для газовой среды, в боковых стенках которых выполнены отверстия различной формы или пазы. Для ликвидации застойных зон в канале течения рабочей среды соединительные окна в перегородках выполнены так, что выходное окно, расположенное в конце предшествующего канала, одновременно является входным окном и началом следующего канала. Для уменьшения диаметра ТА и увеличения расчетного значения термического коэффициента полезного действия устройства в массиве аккумулирующего материала создан канал для течения рабочей среды, последовательно соединяющий центрально-расположенное подводящее устройство через соединительные окна с кольцевыми каналами, образованными цилиндрическими перегородками, с отводящим устройством. Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показан продольный разрез ТА, на фиг.2 - разрез А-А (на фиг.1). Основными составляющими элементами предложенного устройства являются: 1 - корпус; 2 - верхнее днище; 3 - нижнее днище; 4 - подводящее устройство; 5 - отводящее устройство; 6, 7, 8 - цилиндрические перегородки; 9, 10, 11 - соединительные окна; 12, 13, 14, 15 - кольцевые каналы; 16 - аккумулирующий материал; 17 - компенсирующий элемент. Теплообменник состоит из корпуса 1 и образует с днищами 2 и 3 замкнутый объем, в котором размещены подводящее и отводящее устройства 4, 5 и цилиндрические перегородки 6, 7, 8. Подводящее и отводящее устройства представляют собой частично перфорированные отверстиями различного диаметра трубы, один выход у которых закрыт, а другой служит для подвода или отвода газовой среды. Подводящее устройство установлено в центре ТА, а отводящее - в кольцевом канале, образованном внутренней поверхностью корпуса и периферийной цилиндрической перегородкой. Цилиндрические перегородки выполнены в виде концентрично расположенных сплошных тонкостенных цилиндров, последовательно соединенных между собой с помощью окон 9, 10, 11 и образующих кольцевые каналы 12, 13, 14, 15 по всей высоте теплообменника. Пространство между корпусом и подводящим и отводящим устройствами и между цилиндрическими перегородками заполнено аккумулирующим материалом 16 шаровой или гранульной формы. Для компенсации линейных перемещений составных частей ТА, вызванных изменениями температурного режима, служит элемент 17. Гидравлическое профилирование тракта течения газовой среды по высоте и радиусу ТА осуществляется использованием аккумулирующего материала различных линейных размеров. Подводящее и отводящее устройства 4, 5 установлены внутри массива аккумулирующего материала 16 теплообменника на всю его высоту и представляют собой распределяющий и собирающий коллекторы для газовой среды, в боковых стенках которых выполнены отверстия различной формы или пазы. Соединительные окна 9, 10, 11 в перегородках 6, 7, 8 выполнены таким образом, что выходное окно, расположенное в конце предшествующего канала, одновременно является входным окном и началом следующего канала. В массиве аккумулирующего материала образован канал, для течения рабочей среды, показанного стрелками на фиг.2, последовательно соединяющий центрально-расположенное подводящее устройство 4 через соединительные окна 9, 10, 11 с кольцевыми каналами 12, 13, 14, 15, образованными цилиндрическими перегородками 6, 7, 8, с отводящим устройством 5. Теплообменник работает циклами при последовательном и однонаправленном движении рабочих сред. В первой половине цикла теплоноситель или охладитель подается в центральную часть ТА в подводящее и распределяющее устройство 4 и через отверстия в его перфорированной части поступает в кольцевой канал 12, проходит его, омывая аккумулирующий материал 16, и последовательно через соединительные окна 9, 10, 11 перетекает по кольцевым каналам 13, 14, 15, заполненным аккумулирующим материалом, выходит в отводящее устройство 5, по пути нагревая или охлаждая аккумулирующий материал до заданной температуры. Во второй половине цикла, в той же последовательности, что и в первой половине цикла, на вход в теплообменник подается газовая среда, которая после контакта с аккумулирующим материалом нагревается или охлаждается до рабочей температуры и подается потребителю. 1. Регенеративный теплообменник, содержащий вертикально-расположенный цилиндрический корпус с верхним и нижним днищами, заполненный аккумулирующим материалом, отличающийся тем, что аккумулирующим материалом являются элементы шаровой или гранульной формы, в массиве которого размещены подводящее и отводящее газовую среду устройства и цилиндрические перегородки, выполненные в виде коаксиально расположенных между собой и корпусом сплошных тонкостенных цилиндров, формирующие кольцевые каналы на всю высоту теплообменника, на входе и выходе которых выполнены соединительные окна, образующие последовательный единый сквозной канал для протока газовой среды от подводящего устройства к отводящему. 2. Теплообменник по п.1, отличающийся тем, что подводящее и отводящее устройства установлены внутри массива аккумулирующего материала теплообменника на всю его высоту и представляют собой распределяющий и собирающий коллекторы для газовой среды, в боковых стенках которых выполнены отверстия различной формы или пазы. 3. Теплообменник по п.1, отличающийся тем, что соединительные окна в перегородках выполнены таким образом, что выходное окно, расположенное в конце предшествующего канала, одновременно является входным окном и началом следующего канала. 4. Теплообменник по п.1, отличающийся тем, что в массиве аккумулирующего материала образован канал для течения рабочей среды, последовательно соединяющий центрально-расположенное подводящее устройство через соединительные окна с кольцевыми каналами, образованными цилиндрическими перегородками, с отводящим устройством. www.findpatent.ru Регенеративные теплообменники
Для повышения эффективности теплотехнических систем, работающих в широком диапазоне температур, используются регенеративные теплообменники. Аккумуляция теплоты происходит в слое насадки. Слой насадки периодически омывается потоками горячего и холодного теплоносителя. Переключение регенераторов производится автоматическими клапанами. Каждый цикл состоит из двух периодов: разогрева насадкии ее охлаждения (рис. 2.15).
Рис. 2.15. Регенератор с неподвижной насадкой
Регенерирующиеся вращающиеся подогреватели (рис. 2.16) применяются для подогрева воздуха дымовыми газами из котлов Регенератор с падающей насадкой работает в непрерывном режиме (рис. 2.17). Во всех регенеративных аппаратах возможно использование специальных гранул. При нагревании покрытия ядро гранулы начинает плавиться. Гранула имеет дополнительное тепло, равное скрытой теплоте плавления материала ядра. При охлаждении гранул все тепло отдается, происходит затвердевание ядра.
Похожие статьи:poznayka.org Регенеративный теплообменник • ru.knowledgr.comРегенеративный теплообменник, или более обычно регенератор, является типом теплообменника, где тепло от горячей жидкости периодически аккумулируется в тепловом носителе данных, прежде чем это будет передано холодной жидкости. Чтобы достигнуть этого, горячая жидкость сведена с тепловым носителем данных, тогда жидкость перемещена с холодной жидкостью, которая поглощает тепло. В регенеративных теплообменниках жидкость по обе стороны от теплообменника может быть той же самой жидкостью. Жидкость может пройти внешний шаг обработки, и затем она течется назад через теплообменник в противоположном направлении для последующей обработки. Обычно применение будет использовать этот процесс циклически или повторно. Регенеративное нагревание было одной из самых важных технологий, разработанных во время Промышленной революции, когда это использовалось в горячем процессе взрыва на доменных печах, Это позже использовалось в стеклянном и стальном создании, чтобы увеличить эффективность открытых печей очага, и в котлах высокого давления и химикате и других заявлениях, где это продолжает быть важным сегодня. ИсторияПервый регенератор был изобретен преподобным Робертом Стирлингом в 1816 и обычно находится как компонент его Стерлингского двигателя. Самый простой Стирлингс и большинство моделей, используют менее эффективное, но более простое, чтобы построить, displacer вместо этого. Более поздние заявления включали процесс доменной печи, известный как горячий взрыв и Открытая печь очага также под названием Siemens регенеративная печь (который использовался для того, чтобы сделать стекло), куда горячие выхлопные газы от сгорания переданы через огнеупорный кирпич регенеративные палаты, которые таким образом нагреты. Поток тогда полностью изменен, так, чтобы горячие кирпичи предварительно подогрели топливо. Эдвард Альфред Коупер применил принцип регенерации к доменным печам, в форме «печи Коупера», запатентованный в 1857. Это почти неизменно используется с доменными печами по сей день. Типы регенераторовВ ротационных регенераторах матрица вращается непрерывно через два противоплавных потока жидкости. Таким образом эти два потока главным образом отделены, но печати обычно не прекрасны. Только один поток течет через каждый раздел матрицы за один раз; однако, в течение вращения, оба потока в конечном счете текут через все разделы матрицы по очереди. Каждая часть матрицы будет почти изотермической, так как вращение перпендикулярно обоим температурный градиент и направление потока, а не через них. Два жидких потока текут противоток. Жидкие температуры варьируются через область потока; однако, местные температуры потока не функция времени. В фиксированном матричном регенераторе у единственного жидкого потока есть циклический, обратимый поток; это, как говорят, течет «противоток». Этот регенератор может быть частью бесклапанной системы, такой как Стерлингский двигатель. В другой конфигурации жидкость - ducted через клапаны к различным матрицам в дополнительном операционном Ph периодов и PC, приводящем к температурам выхода, которые меняются в зависимости от времени. Другой тип регенератора называют микро масштабом регенеративным теплообменником. У этого есть многослойная скрипучая структура, в которой каждый слой возмещен от смежного слоя наполовину клетка, у которой есть открытие вдоль обоих перпендикуляров топоров к оси потока. Каждый слой - сложная структура двух подслоев, один из высокого материала теплопроводности и другой из низкого материала теплопроводности. Когда горячие потоки жидкости через клетку, тепло от жидкости передается скважинам клетки и аккумулируется там. Когда поток жидкости полностью изменяет направление, высокая температура передана от клеточных стенок назад к жидкости. Третий тип регенератора называют регенератором «Rothemuhle». У этого типа есть фиксированная матрица в дисковой форме, и потоки жидкости - ducted через вращающиеся капоты. Регенератор Rothemuhle используется в качестве воздушного предварительного нагревателя на некоторых энергетических заводах. Тепловой дизайн этого регенератора совпадает с других типов регенераторов. БиологияМы используем нос и горло как регенеративный теплообменник, когда мы дышим. Более прохладный входящий воздух подогрет, так, чтобы он достиг легких как теплого воздуха. На пути отступают, этот подогретый воздух вносит большую часть своей высокой температуры назад на стороны носовых ходов, так, чтобы эти проходы были тогда готовы нагреть следующую партию входящего воздуха. Некоторые животные, включая людей, завили листы кости в носу, названном носовым turbinates, чтобы увеличить площадь поверхности для теплообмена. КриогеникаРегенеративные теплообменники составлены из материалов с высокой объемной теплоемкостью и низкой теплопроводностью в продольном (поток) направление. При криогенных (очень низких) температурах приблизительно 20 K определенная высокая температура металлов низкая, и таким образом, регенератор должен быть более крупным для данного теплового груза. Преимущества регенераторовПреимущества регенератора по выздоровлению, которое (противоплавный) теплообменник - то, что у этого есть намного более высокая площадь поверхности для данного объема, который обеспечивает уменьшенный объем обменника для данной плотности энергии, эффективности и снижения давления. Это делает регенератор более экономичным с точки зрения материалов и производства, по сравнению с эквивалентным рекуператором. Дизайн входного отверстия и заголовки выхода, используемые, чтобы распределить горячие и холодные жидкости в матрице, намного более просты во встречных регенераторах потока, чем рекуператоры. Причина позади этого состоит в том, что оба потока потоков в различных секциях для ротационного регенератора и одной жидкости входят и оставляют одну матрицу за один раз в фиксировано-матричном регенераторе. Кроме того, сектора потока для горячих и холодных жидкостей в ротационных регенераторах могут быть разработаны, чтобы оптимизировать давление, заглядывают жидкостям. У матричных поверхностей регенераторов также есть самоочищающиеся особенности, уменьшая загрязнение жидкой стороны и коррозию. Наконец свойства, такие как маленькая поверхностная плотность и расположение противопотока регенераторов делают его идеальным для газово-газовых приложений теплообмена, требующих эффективности чрезмерные 85%. Коэффициент теплопередачи намного ниже для газов, чем для жидкостей, таким образом огромная площадь поверхности в регенераторе значительно увеличивает теплопередачу. Недостатки регенераторовГлавный недостаток регенератора - то, что всегда есть некоторое смешивание жидких потоков, и они не могут быть полностью отделены. Есть неизбежный перенос небольшой части одного жидкого потока в другой. В ротационном регенераторе жидкость переноса поймана в ловушку в радиальной печати и в матрице, и в фиксировано-матричном регенераторе, жидкость переноса - жидкость, которая остается в недействительном объеме матрицы. Эта небольшая часть смешается с другим потоком в следующий полупериод. Поэтому регенераторы только используются, когда приемлемо для двух жидких потоков быть смешанным. Смешанный поток характерен для высокой температуры от газа к газу и/или энергетических приложений передачи, и менее распространен в жидких или изменяющих фазу жидкостях, так как жидкое загрязнение часто запрещается с жидкими потоками. Постоянное нагревание и охлаждение, которое имеет место в регенеративных теплообменниках, помещают много напряжения на компонентах теплообменника, который может вызвать взламывание или расстройство материалов. См. также
ru.knowledgr.com Теплообменник регенеративный - Справочник химика 21ТЕПЛООБМЕННИКИ РЕГЕНЕРАТИВНОГО ТИПА [c.592]Одноступенчатые испарительные установки применяются в основном на электростанциях, на которых потери пара и конденсата не превышают 2—3%. Такие но-тери характерны для конденсационных электростанций (КЭС) и ТЭЦ, имеющих лишь внутренние потери. Если на ТЭЦ наряду с внутренними потерями имеются также внешние и общие потери достаточно велики, компенсировать их одноступенчатыми испарительными установками, вторичный пар которых конденсируется в системе теплообменников регенеративного подогрева питательной воды котлов, уже не удается. В таких случаях применяют многоступенчатые испарительные установки или пар подают тепловому потребителю не непосредственно от турбины, а от специальных аппаратов, называемых паропреобразователями. По конструкции паропреобразователи не отличаются от испарителей кипящего типа, в которых парообразование происходит на поверхностях греющей секции. В схемах с паропреобразователями отбираемый от турбины пар [c.132] Смешанная задача гидродинамики — движение жидкостей и газов через пористый слой (слой кусковых или зернистых материалов). В зависимости от высоты слоя Н различают два случая ) Н onst (процессы, связанные с движением газа в абсорберах, теплообменниках регенеративного типа, реакторах с неподвижным слоем катализатора, адсорберах, сушилках и печах, а также промывка осадков на фильтре, фильтрация грунтовых вод и др.) 2) Я=т onst, т. е. высота слоя увеличивается во время протекания процесса (фильтрование на промышленных фильтрах и центрифугах и др.). [c.12]Затраты на изготовление теплообменников регенеративного типа довольно велики, а поверхность теплообмена на единицу объема составляет сотни квадратных метров. В качестве рабочего веш ества в них применяется насадка из алюминия. [c.205] Теплообменники регенеративного типа могут работать в двух режимах непрерывно или единичной операцией, так что теплообменник, насадка которого была нагрета до определенной температуры, используется для нагрева жидкости на определенный период. Теплообменники такого типа применяются очень часто, например, в современных воздухопроводах (аэродинамических трубах), которые работают в течение короткого времени. Для нагрева воздуха в такой трубе до необходимой температуры во время ее действия требуется большой тепловой поток. При помощи электрического нагревателя создать такой поток очень трудно. Целесообразнее накопить это тепло в регенеративном теплообменнике до действия трубы. Граничные условия, описывающие эту единичную операцию регенератора, следующие [c.594] Насадка, обладающая высокой теплоемкостью, периодически поглощает и отдает переносимое тепло. Теплообменники регенеративного типа с кирпичными стенками часто используются в металлургической промышленности как аккумуляторы тепла, например в качестве воздухоподогревателей для доменных печей. Теплообменники, изготовленные из металла, используются также в установках с паровыми котлами и широко применяются в технике низких температур, связанной с разделением тазов путем дефлегмации. [c.592] Рнс. 17-1. Теплообменник регенеративного типа. [c.593] Рассмотрим сначала расчет теплообменника регенеративного типа, предположив, что разницей температур во всем твердом материале. насадки можно пренебречь. [c.593] Рассмотрим этот метод. В теплообменнике регенеративного типа, через который попеременно протекают горячий и холодный газы в противоположных направлениях, [c.597]Теплообменник регенеративного типа с поперечным сечением [c.602] Регенеративный теплообменник. Регенеративный теплообменник холодильного агрегата состоит из всасывающего трубопровода наружным диаметром 6—8 мм и капиллярной трубки. Поверхность теплоотдачи со стороны пара в несколько раз больше, чем со стороны жидкости, протекающей по капиллярной трубке. Длина теплообменника составляет обычно 0,9—1,2 м. [c.61] Теплообменники регенеративные пар — жидкость предназначены для перегрева [c.300] I — отделитель жидкости 2 — теплообменник регенеративный 3 — фильтр 4 — маслоотделитель 5 — проме-жуточный сосуд 6 — ресивер линейный 7 — воздухоотделитель 8 — ресивер дренажный 9 — маслосборник [c.75] Теплообменник — регенеративный, змеевикового типа. [c.60] Теплообменники — это устройства, в которых тепло переходит от одной среды к другой. Они могут быть подразделены на два класса. В теплообменниках первого класса обе среды проходят через устройство одновременно и тепло проходит через разделяющие стенки. Такой тип называется теплообменником рекуперативного типа. Ко второму классу относятся такие теплообменники, через которые две среды протекают поочередно. Такие аппараты содержат твердый материал (насадку) со значительной тепловмкастью, так что он может накапливать тепло, воспринимаемое от горячей среды, и передавать его холодной, когда она проходит через обменник. Такой тип называется теплообменником регенеративного типа. Иногда насадка в таком теплообменнике делается так, что она вращается между двумя каналами, расположенными рядом друг с другом, по которым проходит теплооб-менивающаяся среда, и таким образом передает тепло от горячей среды к холодной. Основные уравнения для проектных расчетов теплообменников рекуперативного типа 1с простыми устройствами для потока рассматривались в разделе 1-4. В этих уравнениях используется средняя логарифмическая разность температур. В этом разделе будет расаматриваться другой метод, основанный на термической эффективности. Будут приведены уравнения для теплообменников с другими устройствами каналов и описаны методы расчета теплообменников регенеративного типа. [c.586] В уравнении (17-11) вторым членом левой части уравнения пренебрегли. Эта система двух дифференциальных уравнений в частных производных вместе с вышеописанными граничными условиями решена только для особых случаев. А. Анцелиус [Л, 295] получил решение для единичной операции теплообменника регенеративного типа, а ряд других ученых решили задачу графически и численно для непрерывного действия. На рис. 17-2 представлены 38 595 [c.595] Если сравнивать это уравнение с уравнением (1- 17), то следует иметь в виду, что в теплообменнике рекуперативного типа буквой А обозначается только одна поверхность стенки, в то время как здесь участвуют обе поверхности. Тепловая производительность этих двух теплообменников одинакова, когда толщина стенки теплообменника рекуперативного типа равна 7з толщины стенки теплообменника регенеративного типа. Различие объясняется тем фактом, что в теплообменнике рекуперативного типа все количество тепла проходит через стенку, в то время как в теплообменнике регенеративного типа тепло поступает в стенку через обе поверхности в течение периода нагрева, а в течение периода охлаждения выходит из ютенки таким же образом, как и поступает в нее. Следовательно в случае теплообменника регенеративного типа нет необходимости, чтобы тепло проходило через всю толщину стенки. Интенсивность теплообмена можно снизить слоем порошка. Если слой порошка толщиной йй теплопроводностью Хв. покрывает каждую поверхность стенки, то уравнение (17-15) примет следующий вид [c.601]Смешанная задача гидродинамики - изучение движения жидкостей и газов через пористый слой. В зависимости от высоты слоя Н различают два случая 1) Я = onst это процессы, связанные с движением газа в абсорберах, теплообменниках регенеративного типа, реакторах с неподвижным слоем катапизатора, адсорберах, сушилках 2) Н ФсотХ, т.е. высота слоя увеличивается во время протекания процесса. Сюда относятся процессы фильтрования. [c.149] Одноступенчатые испарительные установки применяются в основном на электростанциях, на которых потери пара и конденсата не превышают 2—3%. Такие потери характерны для конденсационных электростанций (КЭС) и ТЭЦ, имеющих лишь внутренние потери. Если на ТЭЦ наряду с внутренними потерями имеются также внешние и общие потери достаточно велики, компенсировать их одноступенчатыми испарительными установками, вторичный пар которых конденсируется в системе теплообменников регенеративного подогрева питательной воды котлов, уже не удается. В таких случаях применяют многоступенчатые испарительные установки или подают пар тепловому потребителю не непосредственно от турбины, а от специальных аппаратов, называемых паропреобразователями. По конструкции паропреобразователи не отличаются от испарителей кипящего типа, в которых парообразование происходит на поверхностях греющей секции. В схемах с паропреобразователями отбираемый от турбины пар конденсируется в греющих элементах этих аппаратов, а образовавшийся при этом вторичный пар подается тепловому потребителю. Таким образом, на электростанции сохраняется весь конденсат, образовавшийся из пара, отведе пого от отборов турбины, а потери пара и конденсата у теплового потребителя отражаются лишь на общем расходе возвращаемого на электростанцию конденсата (называемого обратным конденсатом). [c.168] На рис. 20.7 показан воздухоподогреватель вращающегося типа (воздухоподогреватель Юнгстрема). В данном случае теплота передается с помощью набивки, выполненной из тонких металлических листов. В тот период времени, когда набивка находится на стороне горячих газов, она нагревается и аккумулирует теплоту, которая затем передается воздуху. Вращающийся воздухоподогреватель служит примером теплообменника регенеративного типа. [c.506]Теплообменники (регенеративный и паровой) и конденсатор-испаритель — кожухотрубчатые горизонтальные, с медными наружнооребренными теплообменными трубами. [c.66] Доменные воздухонагревателя (рнс. 1) явлйются теплообменниками регенеративного типа и применяются для нагрева воздушного дутья, подаваемого в доменную печь, до температуры 1000—1200° С. Воздухонагреватели одной печи соединены в блок из 3—4 аппаратов и имеют большие габариты высота до 50 м и диаметр до 10 м. [c.138] chem21.info Регенеративный теплообменник и способ его эксплуатации
Предназначен для подогрева воздуха и газа. В регенеративном теплообменнике, содержащем вращающийся ротор, имеющий радиально и аксиально уплотненную накопительную массу, обеспечивается высокая степень уплотнения и в значительной мере удается избежать утечек, если выполнить ротор 3 с окружающим его корпусом 12 и раздельные зоны в виде запорных камер 13, 13a, 13b и 15, расположенных между средами, участвующими в теплообмене. Такой регенеративный теплообменник работает в режиме, при котором в соответствии с достигнутыми и замеренными давлениями в отдельных зонах в соответствующих местах теплообменника осуществляют отсос, запор, вытяжку или выдувание. 2 с. и 8 з. п. ф-лы, 4 ил. Изобретение относится к способу эксплуатации регенеративного теплообменника и к регенеративному теплообменнику с вращающимся ротором, имеющим радиально и аксиально уплотняемую накопительную массу. Регенеративный теплообменник применяют как для воздухоподогревателя (Luvos), так и для газоподогревателя (Gavos). На электростанциях и промышленных топочных установках отходящие газы в регенеративном теплообменнике используются для предварительного подогрева воздуха, идущего на сжигание. В этом процессе в значительной мере могут восстанавливаться содержащиеся в отходящих газах оксиды азота (NOx), причем в этом случае накопительные массы регенеративного воздухоподогревателя частично или полностью выполняются в виде каталитически активных элементов и прежде всего в качестве восстановителя добавляется аммиак. Как правило, отходящий газ, содержащий NOx, является дымовым топочным газом, который выделяется из парогенератора и используется для предварительного подогрева воздуха, идущего на сгорание в регенеративном теплообменнике. В соответствии с уровнем техники в регенеративных теплообменниках с циркулирующими накопительными массами роторы и, следовательно, роторные камеры или камеры для накопительных масс уплотняются как в радиальном, так и в окружном направлении для предотвращения перехода одной массы в другую, т.е. неочищенного газа в очищенный газ [1]. Поэтому в уплотнениях ротора с вращающимися нагреваемыми поверхностями применяются подпружиненные полосы. Они закрепляются на всех радиальных стенках и юстируются таким образом, что скользят по радиальным перемычкам корпуса теплообменника. Кроме того, эти полосы располагаются по периферии обоих торцев ротора, где они точно также прилегают со скольжением к корпусу ротора. С помощью радиальных уплотнений происходит разделение друг от друга сред, протекающих через теплообменники, а с помощью уплотнений, расположенных по периферии, удается избежать в значительной мере отходящих в сторону потоков. В установках для очистки дымовых газов или для снижения выброса вредных газов к отдельным узлам в настоящее время предъявляются очень высокие требования. Так, например, для теплообменника, который применяется в мусоросжигательной установке для предварительного нагрева дымового газа для каталитической очистки при требующейся температуре, значение утечек должно быть значительно ниже 0,3% для исключения выделения диоксина и фурана. При этом выяснилось, что в известных поджимаемых уплотнительных системах регенеративных теплообменников с циркулирующими накопительными массами такие требования являются невыполнимыми. В основу изобретения положена задача создать способ и устройство, в которых исключены недостатки регенеративных теплообменников вышеуказанного типа и обеспечивается высокая степень герметизации и в значительной мере предотвращаются утечки. Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что корпус, охватывающий по периферии ротор и разделенные друг от друга камеры, расположенные радиально между средами, участвующими в теплообмене, выполнены в виде запорных камер (окружных или радиальных камер). С помощью полученной таким образом системы закрытых камер исключается непосредственный контакт или смешивание масс, участвующих в теплообмене, так как обе проточные зоны уплотнены по периферии на входе и выходе, т.е. с двух сторон ротора и отделены друг от друга запорной камерой. С помощью такого рода уплотнения ротора исключается попадание среды, имеющей более высокое давление, непосредственно в среду с более низким давлением; протечки собираются сначала в корпусе теплообменника и лишь затем вытекают оттуда через следующие уплотнения в зону с более низким давлением. На каждой стороне ротора обеспечивается полная герметизация, предотвращающая протечки среды, а в радиальном направлении на всех участках теплообменника создается двойное уплотнение. Согласно изобретению предлагается, что на нагретой и холодной торцевой стороне по внешнему периметру ротора окружные камеры ограничиваются окружными уплотнениями, выполненными, предпочтительно, в виде уплотняющих планок, длина которых соответствует размеру дуги по меньшей мере двух камер для накопительных масс. Предлагается также, что радиальные уплотнения, расположенные с двух сторон ротора в зоне раздела, полностью закрывают по меньшей мере одну камеру с накопительной массой. Таким образом, радиальные уплотнения соответствуют размерам или контуру ротационной камеры. В то время, как для окружных уплотнений, расположенных с торцевых сторон, предусмотрены сегментообразные, но в основном аксиально прилегающие кольцевые сегменты, радиальные уплотнения в основном выполняются в виде полосы, расширяющейся к наружным концам. После прокладки окружных уплотнений радиальные уплотнения вставляются между ними заподлицо. Благодаря этому окружные и радиальные уплотнения образуют поверхности уплотнения, расположенные в общей плоскости и беззазорно переходящие друг в друга в местах стыка. Согласно еще одной форме выполнения изобретения предлагается, что окружные и радиальные уплотнения устанавливаются упруго. При этом уплотнения в отличие от известных пружинящих пластинчатых уплотнений выполняются в виде аксиально расположенных, широких уплотняющих планок, которые очень хорошо приспосабливаются к изменению размеров ротора под действием теплового расширения. Как известно, они автоматически подгоняются с помощью сенсорного управления к соответствующему состоянию в процессе эксплуатации. Благодаря упругому подпружиненному расположению уплотнений ротор не блокируется в корпусе при повышенной разнице температур, а также, например, при нарушениях в работе ротора или остановке двигателя вследствие односторонней деформации, и ротор может снова запуститься из любого рабочего положения. Согласно предлагаемому выполнению изобретения окружные камеры могут быть разделены, т.е. в случае регенеративного теплообменника с вертикальной осью имеются верхняя и нижняя, а в регенеративном теплообменнике с горизонтальной осью имеются передняя и задняя камеры. В зоне разделения обеих камер вокруг ротора устанавливаются цилиндрические уплотнения, камеры, разделенные по периметру, обеспечивают возможность такой предпочтительной формы эксплуатации регенеративного теплообменника, при которой целенаправленно и соразмерно можно в соответствующих местах уплотнений осуществлять отсос, запирание, выдувание. Такой способ работы является невозможным в неразделенных окружных камерах. Полученное в соответствии с изобретением радиальное двойное уплотнение позволяет наиболее предпочтительным образом подключать к запорным камерам либо отсос, например, в форме вентилятора, или присоединить газовый трубопровод и тем самым создавать либо разрежение, либо избыточное давление, а также подключать к радиальным камерам трубопровод промывочного газа. Это создает возможность частично или полностью предотвращать протечки через зазоры в регенеративных теплообменниках - целенаправленно и очень просто, например, путем отсоса или подвода запирающего газа. Кроме того, могут быть до минимума снижены потери через соответствующие радиальные участки. И, наконец, с помощью каждого процесса промывки дополнительно обеспечивается промывка чистым газом каждой ячейки или камеры для накопительной массы, поступающей из сектора с загрязненным вредным веществом газом в зоне радиальных двойных уплотнений до подачи его в сектор с очищенным газом. Все уплотнения на торцевых поверхностях ротора находятся в плотном контакте с механическими устройствами, обеспечивая необходимые режимные характеристики. Регулировка может осуществляться вручную или автоматически; при этом более значительные зоны окружных уплотнений, размер которых должен соответствовать по меньшей мере длине дуги двух камер с накопительной массой, устанавливаются от раздельных точек управления. Для установки используются рычаги, которые, начиная от точек управления, доходят до отдельных мест присоединения к уплотнениям. Количество уплотнений для управления можно уменьшить. Для того, чтобы усилия управления и прижима уплотнений были как можно меньшими, вес уплотняющих пластин или колец компенсируется противовесами через имеющиеся рычаги. По сравнению с установленными пружинами противовесы имеют преимущество, заключающееся в том, что они остаются постоянными и при различном положении уплотнений. Другие признаки и преимущества изобретения указываются в формуле изобретения и нижеследующем описании, где изобретение поясняется более подробно на основе нескольких примеров осуществления. На фиг.1 схематично показано поперечное сечение регенеративного теплообменника согласно изобретению с циркулирующей накопительной массой; на фиг.2 - регенеративный теплообменник по фиг.1 в разрезе по линии П-П; на фиг.3 - в частичном разрезе вид спереди регенеративного теплообменника с подключенным отсосом протечек; на фиг.4 - в частичном разрезе вид спереди регенеративного теплообменника с газовым затвором. Регенеративный теплообменник согласно фиг. 1 имеет вращающийся вокруг вертикальной оси 2 ротор 3, имеющий множество ячеек или камер 4 с накопительной массой (см. фиг.2). Регенеративный теплообменник 1 обтекается отходящими газами, подводимыми по каналу согласно стрелке 5 сверху вниз от нагретого, не показанного на чертеже парогенератора, в то время как в противотоке по стрелке 6 к камерам 4 с накопительной массой подводится очищенный газ или воздух, нагреваемый отходящими газами. Очищенный газ или воздух охлаждает камеры 4 с накопительной массой и вытекает вверху, т.е. из теплообменника 1 на горячей стороне 7. Как на горячей стороне 7, так и на холодной стороне 8 к ротору 3 по его внешнему периметру или краю прилегают кольцеобразные окружные уплотнения 9, подразделенные сегментообразно и имеющие длину дуги 11, которая является кратной длине дуги камеры 4 с накопительной массой (см.фиг.2): в примере, представленном на фиг. 2, окружные уплотнения 9 состоят из четырех плотно прилегающих друг к другу в местах стыков секторных колец. Окружные уплотнения 9 образуют в зоне между корпусом 12, окружающим ротор 3, и ротором 3 запорные или окружные камеры 13. Кроме того, в разделительных зонах 14, разделяющих потоки двух сред 5 и 6, образуются радиальные камеры 15 (см. фиг.1), причем в этих зонах проложены радиальные уплотнения 16, прилегающие к ротору 3 соответственно вверху или внизу; радиальные уплотнения 16 выполнены в основном в виде полосы с расширяющимися концами и имеют такие размеры, что они полностью закрывают камеры 4 с накопительной массой. Таким образом, среды 5 и 6, протекающие в противотоке через регенеративный теплообменник 1 на каждой торцевой стороне ротора, т. е. на горячей и на холодной стороне 7 и 8 полностью герметизированы, таким образом, в теплообменнике в радиальном направлении ротора имеются двойные уплотнения. Радиальные уплотнения 16 имеют такие размеры, что они, перекрывая окружные уплотнения 9, подгоняются к окружным уплотнениям 9. Все поверхности уплотнения, получающиеся на основе окружных уплотнений 9 и радиальных уплотнений 16, лежат в одной плоскости, т.е. между ними нет смещений, кроме того, через них не проходят приводные и прочие элементы управления. Окружные уплотнения 9 и радиальные уплотнения 16 являются упругими, т.е. установлены с подпружиненным прилеганием к ротору. С этой целью для окружных уплотнений на горячей или холодной стороне 7 или 8 ротора 3 имеется несколько точек 17 управления вручную или полностью автоматически, при этом для большего участка окружных уплотнений 9 имеется точка управления 17, от которой к уплотнениям отходит рычаг 18. Благодаря этому становится возможным воздействовать на все окружные уплотнения 9, когда это является необходимым, от нескольких точек 17 управления. Для поджима радиальных уплотнений 16 в замкнутых радиальных камерах 15, выполненных разделительных зонах 14, расположены установочные пружины 19 (см. фиг. 1). В регенеративном теплообменнике, представленном на фиг.1, окружные камеры 13 подразделены с помощью кольцевого уплотнения 21, установленного вокруг оболочки ротора 3 на верхнюю и нижнюю камеры 13a, 13b. На верхней камере 13a расположен трубопровод 22 для верхнего отсоса или для отжатия, а на нижней камере 13b - трубопровод 23 для отсоса или отжатия снизу, трубопроводы служат для сведения до минимума утечек или предотвращения их. Отсос из окружных камер 13 или 13a, 13b и радиальных камер 15 может осуществляться через общий или раздельные вентиляторы, и благодаря этому в них поддерживается разрежение или наоборот в них подается запорный или промывочный газ, и тогда в них создается избыточное давление. В другой форме выполнения регенеративного теплообменника 100 по фиг.3 более подробно показан отсос утечек из запорной камеры и системы уплотнения, устройство для этого состоит из патрубков 24, 25, через которые производится отсос утечек в направлении стрелки 26 из в данном случае не разделенных окружной камеры 13 и нижней радиальной камеры 15 с помощью не показанного на чертеже вентилятора. Регенеративный теплообменник 200, показанный на фиг.4, отличается от выполнения, представленного на фиг.3, только лишь тем, что через патрубки 24 и 25 в противоположном направлении, т.е. по стрелкам 27, запорный или промывочный газ подается в окружную камеру 13 и радиальную камеру 15. Кроме того, к верхней радиальной камере 15 присоединен дополнительно трубопровод 28, через который подаваемый запорный или промывочный газ после протекания через запорную камеру и систему уплотнения может снова выводиться наружу.Формула изобретения 1. Регенеративный теплообменник 12 разделен на разделенные зоны 14 и содержит вращающийся, снабженный на своей холодной и горячей стороне радиально и аксиально уплотненными накопительными массами, окруженный по периферии корпусом 12 ротор 3, причем расположенные на внешней окружности ротора 3 уплотнения выполнены в виде кольцеобразных окружных уплотнений 9, отличающийся тем, что корпус 12 ротора снабжен расположенными на внешней окружности ротора 3 и в разделенных зонах 14 окружными или радиальными камерами 13, 13a, 13b или 15, которые ограничены уплотнениями, которые выполнены в виде стационарно расположенных в корпусе 12 ротора, упруго установленных по отношению к ротору 3 плоских, кольцеобразных окружных уплотнений 9 или радиальных уплотнений 16. 2. Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что окружные уплотнения 9 выполнены в виде уплотняющих планок, длина которых соответствует длинам дуг по меньшей мере двух накопительных камер 4. 3. Теплообменник по пп.1 и 2, отличающийся тем, что радиальные уплотнения 16, расположенные по обе стороны ротора 3 в разделительных зонах 14, полностью закрыты по меньшей мере одной камерой 4 для накопительной массы. 4. Теплообменник по пп. 1 - 3, отличающийся тем, что окружные и радиальные уплотнения 9, 16 образуют в местах стыка беззазорную сплошную поверхность уплотнения, лежащую в общей плоскости. 5. Теплообменник по одному из пп.1 - 4, отличающийся тем, что окружные камеры разделены на верхнюю или заднюю и нижнюю или переднюю камеры 13a, 13b. 6. Регенеративный теплообменник по п. 5, отличающийся тем, что между обеими камерами 13a, 13b по окружной поверхности ротора 3 расположено уплотнение 21. 7. Теплообменник по одному из пп.1 - 6, отличающийся тем, что к запорным камерам 13, 13a, 13b и 15 подключен отсос 22, 23, 24, 26. 8. Теплообменник по одному или нескольким пп.1 - 7, отличающийся тем, что к запорным камерам 13, 13a, 13b и 15 подключен трубопровод запорного газа 24, 25. 9. Теплообменник по одному из пп.1 - 8, отличающийся тем, что к радиальным камерам 15 подключен трубопровод промывочного газа. 10. Способ эксплуатации регенеративного теплообменника по п.1, отличающийся тем, что в соответствии с достигнутыми и замеренными давлениями в отдельных зонах теплообменника 1, 100, 200 в соответствующих местах уплотнений осуществляют отсос, запор, вытяжку или выдувание.РИСУНКИ Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4www.findpatent.ru |
|
|||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||
|
. Преимущество этих подогревателей – процесс непрерывный (постоянная температура нагретого воздуха), недостаток – расход энергиина вращение.
