Теплообменное устройство Советский патент 1991 года по МПК F28F27/02 

Изобретение относится к области аппаратов утилизации тепла выхлопных газов, может быть использовано в газовой промышленности и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 1124176.

Цель изобретения - повышение экономичности и надежности эксплуатации при соединении всех створок каждого шибера общей планкой их углового перемещения.

На фиг.1 показано устройство с блокирующими элементами в виде поворотных секторов с упорными кромками на дугообразных кромках, общий вид; на фиг.2 - блокирующие элементы в виде поворотных секторов, дугообразные участки которых состоят из выпуклой vt вогнутой зон; на фиг.З - блокирующие элементы в виде упоров; на фиг.4 - схема управления устройством.

Теплообменное устройство содержит теплообменные секции 1, подключенные к диффузору 2 с образованием окна 3, расположенного соосно диффузора 2, а на входе в него по обе страны установлены шиберы 4 и 5, снабженные приводами 6 и 7 их углового пэоемещенмя. Шиберы 4 и 5 выполнены многосгворчатыми и установлены в рамах 8, две из которых с шиберами 4 установлены на входе в окно 3 под углом к потоку, а две другие с шиберами 5 - при входе потока в теплообменные секции 1. Каждая створка шиберов 4 и 5 установлена с возможностью поворота относительно оси, расположенной в плоскости рамы 8 Приводы 6 и 7 связаны с шиберами 4 и 5 системой коромысел 9 и Ю н рычагов 11 и 12. Сгворки каждого шибера 4 и 5 соединены общей планкой 13 их углового перемещения и снабжены ограничителями 14 поворота. Шиберы 4 и 5 снабжены блокировочными элементами, установленными с возможностью взаимодействия между ними. В плоскости, параллельной плоскости установки теплообменных секций, размещены дополнительные шиберы 15, установленные перед окном 3 по обе его стороны. Блокировочные элементы могу быть выполнены в виде поворотных секторов 16, снабженных на своих взаимодействующих дугообразных участках упорными кромками 17, и закреплены на одной из стзорок шиберов 4 и 5 (фиг.1).

Блокировочные элементы могут быть выполнены в виде поворотных секторов 18, дугообразные участки которых состоят из выпуклой и вогнутой относительно оси поворота зон (фиг.2). Блокировочные элементы могут быть выполнены в виде упоров 19, закрепленных на торцах планок 13 (фиг.З). Рамы 8 с шиберами 5 размещены одни относительно других под углом не менее 75°,

а рамы 8 с шиберами 4 - под углом не менее 45° одни относительно других Шиберы 15 снабжены приводом 20. Устройство содержит регулятор 21 управления приводом 20 и

регулятор 22 приводов 6 и 7, связанные с устройством 23 сравнения параметров, связанным с задатчиком 24 темпеоатуры газов на входе в еплообменник, и датчиком 25 температуры газов на входе в тчплообмеп0 ник, датчиком 26 температуры газов на входе в секции 1, датчиком 27 температуры нагреваемой среды на выходе, датчиком 28 температуры наружного зозду Э, регулятором 29 расхода нагреваемой ореды.

5Теплообменное устройство работает

следующим образом.

Отработанные газы (теплоноситель) гз- зотурбинной установки поступают в него через открытые, шиберы 5, а затем - в

0 межтрубние пространство тр.плообменных секций ч, нагреваемая среда (сода)- в трубы последних. В результате вода нагревается, а газ охлаждается и отводится затем с атмосферу. Уровень теплообмена между теп5 лоносителем и нагреваемой средой устанавливается одновременным перемещением и поворотом шиберов 4 и 5, управляемых регулятором 22.

Регулирование теплопроизводитель0 ности осуществляется изменением расхода теплоносителя путем перекрытия шиберов 5 и откры гия шиберов 4 на входе в обводное окно 3. В зависимости от степени регулирования тепловой мощности некоторые из5 лишки дымоных газов могут перепускаться через окна 3 при частично открытых шиберах 4.

Команда на изменение расхода тепло- ноеитепя поступает от устройства 23 срав0 пения параметров, куда подается импульс от зад.атчика 24 температуры газов на входе в теплообменные секции 1, датчика 27 температуры нагреваемой среды на выходе, датчика расхода нагреваемой среды, дзгчи5 ка 28 температуры наружного воздуха к регулятору 29 расхода нагреваемой среды и регулятору 22 управления приводами 6 и 7. которые через систему коромысел 9 и 10 и рычагов 11 и 12 открывают или закрывают

0 шиберы 4 и 5.

Устройство 23 сравнения, получив импульс задатчика 24 и сравнив с импульсами датчиков 25 и 26, подает команду на регулятор 21 управления приводом 20 шиберов 15,

5 которые закручивают подсасываемый воздушный поток, увлекаемый потоком дымовых газов, и подвергает потоки совместной турбулмзоции пропорционально расходным характеристикам, чем снижает температурный уровень смеем до приемлемых для рзботы значений, определяемых задатчиком 24 параметров теплообмемных сред. Далее закрученный поток газовоздушной смеси на входе в решетку теплообменных труб выравнивается по концентрации и температуре, не создавая температурных перекосов на теплообменных поверхностях.

Турбулизация потоков газов наряду с увеличением локальных значений скоростей обеспечивает равномерное распределение среды в межтрубном пространстве по поверхности трубного пучка, что повышает коэффициент теплопередачи при одновременном снижении аэродинамического сопротивления.

Работа блокировок происходит следующим путем. В исходном положении шиберы 5 перед теплообменными секциями 1 закрыты и весь поток газов уходит через окно 3 в атмосферу. При этом Шиберы 4 открыты, а блокирующие элементы введены в зацепление упорными кромками 17, исключающими открытие шиберов 4 перед теплообменными секциями 1 (фиг.1).

При команде устройства 23 сравнения, связанного с задатчиком 24 , на регулятор 22 последним подается команда на исполнительные механизмы приводов 6 и 7 управления шиберами 4 и 5, причем в начале сдвигаются коромысла 9 и 10, приводящие через тяги к перемещению рычагов 11 и 12 вниз, что смещает также вниз планку 13. Одновременный сдвиг коромысел 9 и 10 проворачивает сектора 16 и упорные кромки 17 выходят из зацепления, что приводит к открытию шиберов 5 перед теплообменными секци- ями 1, а шиберы 4 перед окном 3 прикрываются. Аналогично работают другие варианты (фиг.2 и 3) блокирующих элементов.

Блокирующие элементы обеспечивают полную надежность и безопасность работы теплообменного устройства и газотурбинной установки в целом при любых рабочих положениях шиберов 4 и 5, так как закрытие шиберов 5 теплообменных секций 1 возможно только при полностью открытых шиберах 5 окна 3.

В результате в предлагаемом теплообменнике обеспечивается надежная и безаварийная работа ввиду наличия

блокировочных элементов, исключающих одновременное закрытие шиберов 4 и 5. Кроме того, наличие дополнительных шиберов 15 обеспечивает турбулизацию потока греющей 5 среды, смешанной с разбавляющим воздухом, что повышавет экономичность работы.

Формула изобретения

101. Теплообмек-ное устройство г,и РВТ, св.

№ 1124176, отличающееся тем, что, с целью повышения экономичности и надежности эксплуатации при соединении всех створок каждого шибера общей планкой их

15 углового перемещения, оно содержит блокирующие элементы и дополнительные многостворчатые шиберы, при этом каждый основной шибер снабжен одним блокировочным элементом, установленным с воз0 можностьювзаимодействияс

блокировочным элементом основного смежного шибера, а дополнительные шиберы размещены в плоскости, параллельной плоскости установки теплообменных секций, и

5 установлены перед окном по обе его стороны.

2.Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что блокировочные элементы выполнены в виде поворотных секторов, снаб0 женных на своих взаимодействующих дугообразных участках упорными кромками, и закреплены по оси одной из створок своего шибера.

3.Устройство поп.1,отличающее- 5 с я тем, что блокировочные элементы выполнены в виде поворотных секторов, дугооб- разные.„участки которых состоят из выпуклой и вогнутой относительно оси поворота зон.

04. Устройство по п.1,от л. ичающеес я тем, что блокировочные элементы выполнены в виде упоров, закрепленных на торцах планок углового перемещения шиберов.

5. Устройство поп.1,отличающее5 с я тем, что рамы с шиберами, установленные на входе в теплообменные секции, размещены одна относительно другой под углом не менее 75°, а рамы.с шиберами, установленные на входе в окно, размещены одна отно0 сительно другой под углом не менее 45°,

22 П

/

1В

PCI::

т

Изобретение относится к теплоутилизи- рующим аппаратам и может быть использовано в газовой промышленности. Его цель заключается в повышении экономичности и надежности эксплуатации В исходном поJ 9 1 Ъ, х-х f И М f И I ложении шиберы (Ш) 5 перед теплообмен- ными секциями 1 закрыты, и весь поток газов через окно 3 уходит в атмосферу. При этом Ш 4 открыты, а блокирующие элементы введены в зацепление упорными кромками 17, исключающими открытие Ш 4. По команде приводы 6 и 7 начинают воздействовать на Ш 4 и 5, причем вначале сдвигаются коромысла 9 и10, приводящие через тяги к перемещению рычагов 11 и 12 вниз, что смещает вниз также планку 13. Одновременный сдвиг коромысел 9 и 10 проворачивает секторы 16, и упорные кромки 17 выходят из зацепления, что приводит к открытию Ш 5 перед секциями 1, а Ш 4 перед окном 3 прикрываются. Таким образом, блокирующие элементы обеспечивают надежность в работе, т.е. закрытие Ш 5 возможно только при полном открытии Ш 4, и наоборот. 4 з.п.ф-лы, 4 ил. W fe L-LJО 45 ю 1 со со N3 /5

Фиг.З

I