Топочный экран Советский патент 1991 года по МПК F23M5/08 

Изобретение относится к топочным экранам.

Целью изобретения является расширение предела теплоотводящих нагрузок на экранные поверхности топок.

На фиг. 1 изображен экран, продольный разрез; на фиг. 2 - капиллярно-пористая структура экрана, продольный разрез.

Топочный экран выполнен из теплооб- менныхтруб 1, подсоединенных к коллекторам 2 и 3 соответственно подвода и отвода пароводяной смеси. В варианте использования экрана трубы 1 установлены наклонно, хотя могут быть и вертикальными. Внутренняя поверхность экранных труб 1 покрыта капиллярно-пористой структурой 4, находящейся со стенками труб 1 в плотном контакте, обеспечиваемом, например, точечной сваркой. Концы 5 структуры 4 свободно пропущены в полость коллектора 2 подвода пароводяной смеси.

Внутри-экранных труб 1 могут быть установлены поперечные пористые перегородки 6, частично перекрывающие проходное сечение трубы 1. Сама структура

4выполнена из двух слоев 7 и 8 сетки с размером ячеек 0,55х10 3 м. Указанные размеры ячеек и количество слоев 7 и 8 в структуре 4 определены экспериментально.

Топочный экран работает следующим образом.

При подводе тепла к экранным трубам оно отводится циркулирующей по трубам 1 средой, при этом транспортировка ее осуществляется под действием массовых (тяжести и давления) и капиллярных сил. Первые являются основными движущими силами, проталкивающими пароводяную смесь по экранным трубам 1, в том числе, и по капиллярно-пористой структуре 4. Пропущенные в подводящий коллектор 2 концы

5капиллярно-пористой структуры 4 обеспечивают постоянный подвод жидкости к структуре 4 и предотвращают закупорку этой структуры 4 паровыми пузырьками из пароводяной смеси на входе в нее. Для этого длина концов 5 должна составлять несколько диаметров паровых пузырей, т.е. порядка 10x10 м. При возникновении кипения жидкости внутри структуры 4 образующиеся у внутренней стенки трубы 1 паровые пузырьки под влиянием массовых

сил, действующих на жидкость, разрушаются и удаляются из структуры 4, и ее ячейки не закупориваются ими. Тем самым обеспечивается постоянный отвод тепла от стенок

экранных труб 1, не происходит их перегрева и, следовательно, пережога в большем диапазоне тепловых нагрузок, чем это допускают известные экранные трубчатые поверхности нагрева, что повышает

надежность работы топки в целом. Перегородки 6 являются интенсификаторами теплообмена. При их огибании пароводяным потоком центробежные силы отбрасывают капли жидкости из ядра потока на структуру

4, дополнительно снабжая ее жидкостью, которая, попадая на структуру 4 и на пористые перегородки 6, за счет капиллярных сил подсасывается к охлаждаемой стенке трубы 1. Все это обеспечивает еще большее

расширение диапазона допустимых тепловых нагрузок на трубы 1 экрана. Экспериментально установлено, что наибольшая форсировка процесса теплоотвода достигнута с капиллярно-пористой структурой 4,

состоящей из двух слоев 7 и 8 сеток с размером ячеек 0,55х10 3 м. Паровые пузырьки, как установлено скоростной киносъемкой, разрушаются в такой структуре в пределах ячеек их генерации. Максимальная тепловая нагрузка труб 1 составляет без перегородок 55,3х104 Вт/м2, с перегородками 60хЮ4 Вт/м2.

Формула изобретения

1. Топочный экран, содержащий наклонные или вертикальные теплообменные трубы с коллекторами подвода и отвода пароводяной смеси, отличающийся тем, что, с целью расширения предела теплоотводящих нагрузок, внутренняя поверхность труб покрыта капиллярно-пористой структурой, концы которой свободно пропущены в полость коллектора подвода пароводяной смеси.

2. Экран по п. 1, отличающийся

тем, что в трубах установлены поперечные пористые перегородки, частично перекрывающие проходное сечение трубы.

3. Экран по п. 1, отличающийся

0 тем, что капиллярно-пористая структура выполнена по крайней мере из двух слоев сетки с размером ячеек 0,55x10 м.

в

Фиг 2

Изобретение относится к топочным экранным поверхностям нагрева топок с наклонными или вертикальными трубами и коллекторами подвода-отвода пароводяной смеси. Целью изобретения является расширение предела теплоотводящих нагрузок на экранные поверхности топок. Это достигается тем, что внутренние поверхности экранных труб покрыты капиллярно-пористой структурой 4, а концы 5 структуры 4 свободно пропущены в полость коллектора 2 5 1 подвода пароводяной смеси. При этом внутри труб 1 могут быть установлены поперечные пористые перегородки 6, частично перекрывающие проходное сечение трубы 1, а структура 4 выполнена из двух слоев сетки с размером ячеек 0,55x10 м. Пропущенные в подводящий коллектор 2 концы структуры 4 обеспечивают постоянный подвод жидкости к ней и предотвращают закупорку этой структуры 4 паровыми пузырьками на входе в нее. При кипении жидкости у внутренней стенки трубы 1 паровые пузырьки под влиянием массовых сил разрушаются и удаляются из структуры 4, тем самым обеспечивая постоянный отвод тепла от стенок труб 1, и перегрева их не происходит в большем диапазоне нагрузок, чем это допускают известные экранные трубчатые поверхности нагрева. Перегородки 6 являются интенсификаторами теплообмена. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. v t О ГО О о ел ю