Холодильник металлургического агрегата Советский патент 1991 года по МПК C21B7/10 

Изобретение относится к металлургической теплотехнике, в частности, к теплооб- менным устройствам для охлаждения агрегатов и утилизации тепла - печей для пирометаллургической переработки руд и материалов, содержащих цветные и черные металлы.

Цель изобретения - повышение эффективности теплоотвода и утилизации отводимого тепла.

На фиг. 1 схематично показан холодильник металлургического агрегата, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - вид сверху на фиг. 1; на фиг. 5 - вид В на фиг. 1.

Холодильник металлургического агрегата представляет собой блок, состоящий из

теплопроводной металлической плиты 1 и нетеплопроводной огнеупорной плиты 2. Между плитами 1 и 2 по всей высоте холодильника расположены термосифонные тепловые трубы 3. На боковой стенке 4 трубы, прилегающей к плите 1, имеются наклонные перегородки 5, установленные по всей высоте тепловой трубы 3 с образованием зоны 6 испарения. Вторая стенка 7 и разделительная стенка 8 образуют канал 9 для охлаждающей среды Разделительная стенка 8 выполнена в виде гофрированных панелей, образующих с перегородкой 5 наклонные щели 10. Гребни 11 гофрированных панелей расположены над перегородками 5. Канал 9 образован впадинами 12 гребней 11 гофрированных панелей, вертикальные

о о

CJ

о

Ю

VI

стенки 13 которых снабжены сообщенными со впадинами 12 поперечными выемками 14, а входной и выходной патрубок 15 и 16 канала 9 размещены соответственно в верхней и нижней части тепловой трубы 3. Над верхней перегородкой 5 размещена зона 17 конденсации с увеличенной гофрированной поверхностью 18 теплообмена, выведенная за пределы плит 1 и 2 блока холодильника и помещенная в воздухопровод 19, объединенный коллекторами 20 с патрубками 21 для подвода и отвода охлаждающего воздуха контура охлаждения, Пространство, ограниченное перегородкой 65 и стенкой 4 заполнено рабочей жидкостью 22, Стенка 4 снаружи обращена к огневой части охлаждаемого агрегата и является обогреваемой, а стенка 7 - необогреваемой.

Холодильник работает следующим образом,

При подводе тепловой энергии металлургического агрегата к боковой стенке 4 в зоне 6 испарения тепловой трубы испарителя рабочая жидкость 22, пары которой конденсируются в зонах 10 и 17 конденсации на поверхности гофрированных панелей, отдает скрытую теплоту парообразования охлаждающей среде. В качестве охлаждающей среды в зоне испарения могут быть использованы воздух или вода, омывающие наружную поверхность гофрированных панелей, а в конденсационной зоне 17, выведенной в воздухопровод 19, используется воздух, отводимый затем к потребителю, например к горелкам воздухонагревателей доменных печей,

За счет того, что гофры разделительной стенки 8 образуют щели 10 с наклонными перегородками 5, конденсат рабочей жидкости 22 стекает с поверхностей зоны 17 и гофр разделительной стенки 8 на нижерасположенные перегородки 5, и цикл испарение-конденсация повторяется,

Теплообменная поверхность зоны 17 конденсации может быть увеличена размещением дополнительных поверхностей, которые могут быть продольными или поперечными гофрами (не показано).

Подача охлаждающей среды осуществляется через входной патрубок 15 (на фиг. 5 направление движения охлаждающей среды показано стрелками). Пройдя по впадине 12 верхней гофры охлаждающая среда по поперечной выемке 14 подается во впадины 12 нижерасположенных гофр. Отвод нагретой охлаждающей среды производится через выходной патрубок 16. Конденсацию теплоносителя в дополнительной полости 17, выведенной за пределы наружной поверхности металлургического агрегата, осуществляют воздухом, циркулирующим через патрубок 21, коллекторы 20 и воздухопровод 19, который затем используется для технологических нужд процесса, Низкотеплопроводная огнеупорная

плита 2 служит надежным теплоизолятором, ограничивающим тепловой поток из металлической плиты 1, и обеспечивается поступлениетеплатолькок0 тепловоспринимающей поверхности тепловой трубы 3. Поверхность труб 3, контактирующая с огнеупорной плитой практически не воспринимает теплового потока,

Таким образом, наибольший перепад 5 температур между охлаждающей средой и парами рабочего теплоносителя наблюдается в верхней части холодильника, Величина теплового потока, подводимого по высоте зоны 6 испарения, постоянна, и, соответст- 0 венно, количество паров рабочего теплоносителя, генерируемого в зоне 6 испарения, также по высоте тепловой трубы 3 постоянно. Поэтому в верхней части тепловой трубы 3 конденсируется избыточное количество 5 рабочей жидкости 22, В результате этого при работе холодильника происходит непрерывное стекание рабочей жидкости 22 в виде по нижним сторонам наклонных перегородок 5 и непокрытым рабочей жидкостью 0 22 участкам внутренней поверхности стенки 4.

Интенсификация процесса теплообмена в верхней части тепловой трубы достигается увеличением поверхности 5 теплообменной зоны 17 конденсации, что обеспечивает эффективный отвод и глубокую утилизацию тепла, выделяющегося при конденсации паров теплоносителя в предлагаемом изобретении,

0 Предлагаемый холодильник может быть применен на металлургических агрегатах, например доменных печах, где необходимо рациональное охлаждение огнеупорной кладки или в качестве рабочей поверхности, 5 обращенной непосредственно в рабочее пространство печи с эффективной утилизацией тепла, отводимого от охлаждаемого агрегата.

Формула изобретения 0Холодильник металлургического агрегата, содержащий термосифонную тепловую трубу с перегородками по всей ее высоте с образованием полостей для сбора конденсата теплоносителя, канал для охлаждаю- 5 щей среды с патрубками для ее входа и выхода и разделительную стенку, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности теплоотвода и утилизации отводимого тепла, он снабжен дополнительным узлом конденсации теплоносителя,

выполненным в виде трубы с гофрированными стенками, установленной вне охлаждаемого агрегата, и имеющим дополнительные коллекторы для подвода и отвода охлаждающей среды, при этом пере-

городки выполнены наклонно, а разделительная стенка выполнена в виде гофрированных панелей, гребни которых расположены над наклонными перегородками.

Изобретение относится к металлургической теплотехнике, в частности, к теплообменным устройствам для охлаждения металлургических агрегатов и утилизации тепла. Цель изобретения - повышение эффективности теплоотвода и утилизации отводимого тепла. Холодильник металлургического агрегата содержит термосифонную тепловую трубу с наклонными перегородками по всей высоте с образованием полостей для сбора конденсата теплоносителя, канал для охлаждающей среды, разделительную стенку в виде гофрированных панелей. Холодильник снабжен дополнительным узлом конденсации теплоносителя, выполненным в виде трубы с гофрированными стенками, установленной вне охлаждаемого агрегата. Интенсификация процесса теплообмена в тепловой трубе достигается увеличением поверхности теплообменной зоны конденсации, что обеспечивает эффективный отвод и глубокую утилизацию тепла, выделяющегося при конденсации паров теплоносителя. 5 ил.

17

фи2.1

17

срг/е.З

В 9 15

U-7A

W

rt-

фиг. В