ТЕПЛООБМЕННЫЙ АППАРАТ С ТВЕРДОТОПЛИВНЫМ ГАЗОГЕНЕРАТОРОМ Российский патент 2002 года по МПК F28D7/00 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при разработке теплообменников.

Из технической литературы известен кожухотрубчатый теплообменник (А.Г. Касаткин. Основные процессы и аппараты химической технологии. М., Издательство "Химия", 1973 г., с.750).

Конструкция такого теплообменника представлена на фиг. 1.

Особенностью конструкции теплообменника является наличие корпуса 1, трубных решеток 2 с пучком труб 3 и крышек 4.

В таком теплообменнике одна из обменивающихся теплом сред-I движется в межтрубном пространстве, а другая-II - внутри труб (в трубном пространстве).

Описанная выше конструкция имеет ряд существенных недостатков.

1. Большая "инерционность" теплообменника - длительное время выхода на расчетный режим работы.

2. Высокий объемный расход теплоносителя и, как следствие, значительная масса и габариты теплообменника в совокупности с агрегатами, нагнетающими теплоноситель, и емкостями для теплоносителя.

Технической задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков, т.е. уменьшение инерционности теплообменника при выходе на расчетный режим работы, а также уменьшение расхода теплоносителя, снижение массы теплообменника.

Технический результат достигается тем, что в теплообменном аппарате, содержащем корпус с крышками, трубные решетки и закрепленные в них трубные пучки, корпус снаряжен шашками твердого топлива, закрепленными между решетками в гнездах, глубина которых превышает величину свода горения шашек. При этом гнезда могут быть выполнены из сгораемых материалов.

На фиг. 2 представлен общий вид заявляемого устройства, где изображен корпус 1 с решетками 2, пучками труб 3 и крышками 4, на которых в гнездах 5 закреплены шашки твердого топлива 6. В корпусе размещено воспламенительное устройство 7.

При задействовании воспламенительного устройства происходит воспламенение шашек, при этом горячие продукты сгорания шашек омывают трубки, закрепленные в решетках, и выходят из корпуса через расположенные на периферии корпуса отверстия; при этом происходит передача тепловой энергии от продуктов сгорания шашек (среда I) к находящемуся в трубках теплоносителю (среда II). При выгорании шашек твердого топлива и уменьшении их геометрических размеров, они, тем не менее, остаются в гнездах до полного сгорания, т.к. h>L, где h - глубина установочных гнезд; L - толщина сгораемого свода шашек твердого топлива. В процессе сгорания шашек также происходит деструкция и выгорание материала гнезд, в результате снижается масса конструкции теплообменника после сгорания твердого топлива.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого изобретения заключается в том, что отпадает необходимость в устройствах для подачи теплоносителя (среды I), уменьшается время выхода теплообменника на расчетный режим работы и масса установки. Кроме того, теплообменник приобретает новое качество - он становится автономным источником тепловой энергии, т.е. в едином корпусе выполняется функция выработки теплоносителя (среды I) и осуществляется обмен тепловой энергией между теплоносителями (средами I и II).

Изобретение предназначено для применения в области машиностроения, а также может быть использовано при разработке теплообменников. Теплообменный аппарат содержит корпус, в котором установлены шашки твердого топлива, закрепленные между решетками в гнездах, глубина которых превышает величину свода горения шашек, гнезда могут быть выполнены из сгораемых материалов, например полистирола. Изобретение позволяет уменьшить время выхода теплообменника на расчетный режим и массу установки. При использовании данного решения отпадает необходимость в устройствах для подачи теплоносителя, кроме того, теплообменник сам становится автономным источником тепловой энергии. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Теплообменный аппарат, содержащий корпус с крышками, трубные решетки и закрепленные в них трубные пучки, отличающийся тем, что корпус снаряжен шашками твердого топлива, закрепленными между решетками в гнездах, глубина которых превышает величину свода горения шашек. 2. Теплообменный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что гнезда выполнены из сгораемых материалов.