Дымовая труба Советский патент 1992 года по МПК E04H12/28 

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано при сооружении и реконструкции дымовых труб с самостоятельными газоотводящими стволами для отвода агрессивных и высокотемпера- турных газов, например, от газотурбинных установок, пиковых водогрейных котлов, доменных печей и т.д.

Известна дымовая труба, включающая несущий ствол, установленный относитель- но него с вентилируемым зазором составной по высоте газоотводящий ствол, звенья которого размещены с перехлестом и оперты на консоли несущего ствола и уплотнения в местах перехлеста звеньев/

Недостатком известного решения является то, что здесь не может быть достигнуто снижения температуры стенки газоотводя- щего ствола, омываемого высокотемпературными газами, до предельно допустимого значения путем наружного охлаждения га- зоотводящего ствола, омываемого воздухом со стороны вентилируемого зазора из-за неэффективности тепломассообмена через стенку воздуха с газами.

Целью изобретения является увеличение долговечности дымовой трубы путем повышения эффективности защиты газоот- водящего ствола от коррозии и высоких температур.

Указанная цель достигается тем, что в дымовой трубе, включающей несущий ствол, установленный относительно него с вентилируемым зазором составной по высоте газоотводящий ствол, звенья которого размещены с перехлестом и оперты на консоли несущего ствола, и соединительные элементы, установленные в местах перехлестки звеньев газоотводящего ствола, соеди- нительный элемент выполнен в виде составной кольцевой камеры, верхняя часть которой прикреплена к нижней части верхней секции газоотводящего ствола, а днище и вертикальная стенка - к верхней части нижней секции, при этом камера снабжена автоматическими клапанами для подачи воздуха.

На чертеже представлена предлагаемая дымовая труба, разрез по оси.

Дымовая труба включает в себя несу- щий ствол 1, установленный относительно него с вентилируемым зазором 2 составной по высоте газоотводящий ствол 3, звенья 4 и 5 которого размещены внахлестку с зазором 6 и оперты на консоли 7 несущего ство- ла, и соединительные элементы, установленные в местах нахлестки звеньев газоотводящего ствола. Соединительный элемент выполнен в виде составной кольцевой камеры 8, верхняя часть 9 которой прикреплена к нижней части верхней секции 4 газоотводящего ствола, а днище 10 и вертикальная стенка 11 - к верхней части нижней секции 5. Составная кольцевая камера 8 снабжена автоматическими клапанами 12, которые закрывают отверстия 13, выполненные в днище 10, и соединены с верхней частью камеры штоком 14 и возвратной пружиной 15. На штоке 14 установлена упорная шайба 16, отстоящая от верхней части камеры на расстоянии h, которое определяется по формуле

h «.-At I .,

где а - коэффициент температурного удлинения материала газоотводящего ствола, 1/°С;

At - разность температур стенки газоотводящего ствола в нагретом и холодном состоянии, °С;

.- длина звена газоотводящего ствола, м.

Количество клапанов 12, расположенных равномерно по всему периметру камеры 8, определяется необходимым количеством воздуха для охлаждения газоотводящего ствола до безопасных значений температур стенки.

Дымовая труба работает следующим образом.

Горячие дымовые газы, например, от газотурбинных установок проходят по газоот- водящему стволу 3 и нагревают его. В результате температурного удлинения верхней секции 4 газоотводящего ствола закрепленная на ней верхняя часть 9 кольцевой камеры 8 перемещается вниз, разжимая пружину 15, которая удерживает клапан 12 через шток 14 в закрытом состоянии. При достижении стенкой верхней секции 4 газоотводящего ствола заданной температуры верхняя часть камеры через упорную шайбу 16 воздействует на шток 14, открывая клапан 12. Через отверстие 13 холодный поток воздуха эжектируется из вентилируемого зазора 2 в камеру 8 и, проходя ее, через зазор 6 вытекает в область пограничного слоя 17 параллельно основному потоку уходящих газов. Воздух, вытекающий из кольцевой камеры в область пограничного слоя, создает на внутренней поверхности секции 4 по всей ее высоте воздушную завесу, которая оттесняет высокотемпературные газы от стенки газоотводящего ствола и охлаждает его, исключая образование газовой коррозии и окалинообразование внут- ренней поверхности газоотводящего ствола.

С изменением параметров основного газового потока (скорость, температура) при переменных режимах изменяется соответственно и температурный режим в области пограничного слоя 16 и самой стенки газоотводящего ствола. С изменением температурного удлинения стенки секции 4 изменяется и положение клапана 12 относительно днища 10, в результате чего изменяется расход охлаждающего воздуха в камеру 8 и в область пограничного слоя 17 и восстанавливается прежний температурный режим стенки, соответствующий заранее заданному температурному режиму данного материала газоотводящего ствола.

При этом регулирование расхода охлаждающего воздуха в область пограничного слоя осуществляется автоматически в зависимости от температуры стенки газоотводящего ствола.

После прекращения работы установки и остывании газоотводящего ствола до заданной температуры верхняя часть камеры 8 перемещается вверх и возвратная пружина 15 возвращает клапан 12 в исходное состояние, который закрывает отверстие 13. Подача охлаждающего воздуха в камеру 8 прекращается.

Температура стенки газоотводящего ствола, соответствующая температурному удлинению h секций, выбирается такой, что0

бы после останова газоотводящий ствол не остывал до температуры точки росы и не происходило низкотемпературной коррозии.

Установка составной кольцевой камеры и автоматических клапанов в местах перехлеста звеньев газоотводящего ствола позволяет повысить эффективность защиты газоотводящего ствола от воздействия высокотемпературных и агрессивных газов, поддерживая температурный режим стенок газоотводящего ствола в заданном безопасном диапазоне.

Формула изобретения Дымовая труба, включающая несущий ствол, установленный относительно него с вентилируемым зазором составной по высоте газоотводящий ствол, звенья которого

размещены с перехлестом и оперты на консоли несущего ствола, и соединительный элемент, установленный в местах перехлеста звеньев газоотводящего ствола, отличающаяся тем, что, с целью повышения

долговечности трубы, соединительный элемент выполнен в виде составной кольцевой камеры, верхняя часть которой прикреплена к нижней части верхней секции, а днище и вертикальная стенка - к верхней части

нижней секции, при этом камера снабжена автоматическими клапанами для подачи воздуха.

Использование: сооружение и реконструкция дымовых труб для отвода агрессив- ных и высокотемпературных газов. Сущность изобретения: звенья 4, 5 газоот- водящего ствола размещены с перехлестом и оперты на консоли 7 несущего ствола. В местах перехлеста звеньев установлены соединительные элементы в виде составной кольцевой камеры 8 с автоматическим клапаном для подачи воздуха. 1 ил. 3 If 15