Установка испарительного охлаждения

Предлагаемая полезная модель относится к области теплоэнергетики и может быть применена в установках для утилизации тепла от металлургических печей с целью производства пара. Технической задачей в предлагаемой полезной модели является повышение эффективности, упрощение конструкции. Установка содержит газоход, образованный горизонтальными 2, вертикальными 3 и наклонными 4 ограждающими стенками. В газоходе установлены термосифоны 5, которые объединены в блоки 7, 8. В газоходе также закреплены две верхние перегородки 9 и одна нижняя перегородка 10. Перегородка 10 размещена между блоками термосифонов 7, 8 выше уровня перегородок 9. При таком расположении перегородок поток газа перемещается между термосифонами по траектории 13, близкой к синусоиде. 3 п-та ф-лы, 1 илл.

Предлагаемая полезная модель относится к области теплоэнергетики и может быть применена в установках для утилизации тепла от металлургических печей в целях производства пара.

Известен котел-утилизатор, включающий блоки термосифонов с холодильниками, соединенными с барабаном-сепаратором (см., например, патент РФ на ПМ 29979, 2003 г.).

Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является, на наш взгляд, котел-утилизатор, содержащий радиационный и конвективный газоходы, образованные ограждающими стенками и аэродинамическими перегородками, холодильники, объединяющие в блоки термосифоны, установленные в конвективном газоходе, причем нижняя аэродинамическая перегородка установлена под термосифонами (см. патент ЕАПО на изобретение 010144, опубликован в 2008 г, - прототип).

К недостаткам прототипа следует отнести не слишком высокий коэффициент утилизации тепла. Это связано с тем, что поток газов перемещается в конвективном газоходе по восходящей линии и довольно быстро покидает ряды термосифонов. Кроме того, существуют печи с относительно низкой (до 500°С) температурой газов на выходе. Радиационная составляющая энергии газов от таких печей весьма невысока и радиационный газоход в составе котла-утилизатора является лишним и даже вредным.

Технической задачей в предлагаемой полезной модели является повышение эффективности, упрощение конструкции.

Технический результат достигается тем, что в установке испарительного охлаждения, преимущественно для утилизации тепла от металлургических печей, включающей конвективный газоход, образованный ограждающими стенками, как минимум одной нижней перегородкой для ограждения потока горячих газов снизу и верхней перегородкой для ограждения потока горячих газов сверху, термосифоны, размещенные, как минимум, в один ряд в конвективном газоходе, объединенные в блоки коллекторами холодильников, нижняя перегородка установлена между блоками термосифонов выше уровня верхней перегородки. Установка характеризуется тем, что оборудована входной камерой, сообщенной с входом конвективного газохода. Установка характеризуется также тем, что во входной камере установлены дополнительные термосифоны.

Полезная модель поясняется чертежом, на котором схематично показано продольное сечение установки вертикальной плоскостью.

В конкретном примере установка содержит конвективный газоход, образованный входной камерой 1, горизонтальными 2, вертикальными 3 и наклонными 4 ограждающими стенками. В газоходе установлены термосифоны 5, которые объединены посредством холодильников 6 в блоки 7 и 8. В газоходе закреплены две верхние аэродинамические перегородки 9 и одна нижняя аэродинамическая перегородка 10 (далее - перегородка). Как показано на чертеже, перегородка 10 размещена между блоками термосифонов 7, 8 выше уровня перегородок 9. Установка также оборудована пылесборниками 11 и выходной камерой 12. Линией 13 обозначено движение потока газов внутри газохода.

При необходимости (если установлено, что температура газов на выходе печи составляет не менее 700-800°С) во входной камере 1 монтируют дополнительно радиационные термосифоны известной конструкции.

В конкретном примере установка работает следующим образом. Запыленные газы с температурой около 500°С поступают из металлургической печи через входную камеру 1 к первому ряду термосифонов 5 блока 7. Здесь происходит конвективный нагрев термосифонов газами и выпадение наиболее крупных фракций пыли в пылесборники 11. Далее перегородка 9 направляет газы через второй ряд термосифонов блока 7. Здесь также происходит нагрев термосифонов и выпадение пыли. При этом газы охлаждаются примерно до температуры 300°С. Затем перегородка 10 направляет поток газов через первый ряд термосифонов блока 8, а вторая перегородка 9 направляет газы через второй ряд термосифонов блока 8. Здесь газы окончательно отдают свое тепло термосифонам и выходят очищенными от пыли через камеру 12 наружу, имея температуру около 100°С. Генерирование пара осуществляется известным образом за счет нагревания теплоносителя внутри термосифонов (см., например, описание к патенту ЕАПО 010144).

Новым в предлагаемой полезной модели является то, что нижняя перегородка установлена между блоками термосифонов выше уровня верхней перегородки. Благодаря такому размещению перегородок поток газов перемещается по траектории, близкой по форме к синусоиде. При более длинном пути газов увеличивается время теплообмена между газами и термосифонами, благодаря чему достигается практически максимально возможная утилизация тепла газов при том же количестве термосифонов (повышение эффективности). Упрощение конструкции достигается за счет отказа от радиационного газохода. При необходимости (если радиационная составляющая оказывается существенной) внутри входной камеры монтируют дополнительно радиационные термосифоны для утилизации радиационной энергии от печи. Таким образом, предлагаемую установку можно применять, с небольшой доработкой, для утилизации тепла от металлургических печей любых типов (расширение функциональных возможностей).

Согласно описанной выше схеме на предприятии заявителя разработана техническая документация на установку испарительного охлаждения. Расчеты показали правильность выбранных технических решений.

Предлагаемое техническое решение, отвечающее требованиям новизны и промышленной применимости, предлагается к правовой защите патентом на полезную модель.

1. Установка испарительного охлаждения, преимущественно для утилизации тепла от металлургических печей, включающая конвективный газоход, образованный ограждающими стенками, как минимум одной нижней перегородкой для ограждения потока горячих газов снизу и верхней перегородкой для ограждения потока горячих газов сверху, термосифоны, размещенные как минимум в один ряд в конвективном газоходе, объединенные в блоки коллекторами холодильников, отличающаяся тем, что нижняя перегородка установлена между блоками термосифонов выше уровня верхней перегородки.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что оборудована входной камерой, сообщенной с входом конвективного газохода.

3. Установка по п.2, отличающаяся тем, что во входной камере установлены дополнительные термосифоны.