Радиационный щелевой рекуператор Советский патент 1992 года по МПК F23L15/04 

мЗ

Изобретение относится к теплообмен- ной технике и может быть использовано в радиационных щелевых рекуператорах, особенно в высокотемпературных.

Известен радиационный щелевой рекуператор, состоящий из двух концентрических обечаек, снабженных подводящим и отводящим коллекторами для нагреваемой среды, В щели между обечайками предусмотрены наклонно расположенные ребра. Фланцы коллекторов выполняют роль компенсаторов.

Недостатком известного рекуператора является низкая строительная прочность внутренней обечайки, что приводит к выпучиванию ее стенки внутрь дымового канала. Кроме того, в случае большой высоты рекуператора, особенно при высоком подогреве среды, фланцы коллекторов не обеспечивают компенсацию разницы термических расширений обечаек.

Наиболее близким к предлагаемому является радиационный щелевой рекуператор, состоящий из двух концентрических цилиндров, наружный из которых снабжен компенсаторами температурных удлинений, а внутренний - направляющими перегородками, и подводящего и отводящего коллекторов. В некоторых случаях при небольших размерах радиационных рекуператоров компенсаторы могут быть совмещены с кольцевыми воздушными коробками.

Однако опыт работы радиационных щелевых рекуператоров показывает, что во время эксплуатации температура материала стенок внутреннего цилиндра рекуператора значительно превышает максимальную температуру подогрева воздуха (на 250 - 300°С), поэтому почти во всех рекуператорах внутренние цилиндры выполняют из дорогостоящих, жаростойких марок сталей типа Х23Н18, Кроме того, недостаточная строительная прочность внутреннего цилиндра приводит к необходимости увеличения толщины его стенок в среднем в два раза, а при максимальном давлении воздуха в щели рекуператора более 15-20 кН/м2 наблюдается выпучивание листов внутреннего цилиндра внутрь дымового канала.

Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности рекуператора путем увеличения жесткости внутреннего цилиндра.

На фиг.1 изображен рекуператор, общий вид; на фиг,2 - узел I на фиг.1 (компенсатор с кольцом жесткости); на фиг.З - внутренний цилиндр в аксонометрии.

Радиационный щелевой рекуператор состоит из коаксиально установленных внутреннего цилиндра 1 и наружного цилиндра 2, подключенных к подводящему коллектору 3 и отводящему коллектору 4. Наружный цилиндр 2 составлен из отдельных секций 5, скрепленных компенсаторами б термических удлинений. Внутренний цилиндр 1 и наружный цилиндр 2 установ0 лены так, что образуют кольцевой канал 7, внутри которого установлены направляющие перегородки 8, укрепленные на внешней поверхности внутреннего цилиндра 1

5 вдоль его образующей.

Внутренний цилиндр 1 несет кольца 9 жесткости, снабженные размещенными с обеих сторон дистанционирующими ребрами 10, установленными друг над другом в

0 кольцевом канале 7 в зоне компенсаторов 6. Кольца 9 жесткости закреплены на внешней поверхности внутреннего цилиндра 1 перпендикулярно его образующей и заведены в полости компенсатора 6 с обра5 зованием обводного канала 11.

Рекуператор работает следующим образом.

Дымовые газы поступают во внутренний цилиндр 1, обогревая его стенки, а на0 греваемая среда (воздух, газ) движется в кольцевом канале 7, огибая по обводному каналу 11 кольца 9 жесткости, размещенные в полости компенсатора 6. Внутренний цилиндр 1, обогреваемый дымовыми газами,

5 имеет наиболее высокую температуру стенки и подвержен внешнему давлению нагреваемой среды. Установка колец 9 жесткости, закрепленных на внешней поверхности внутреннего цилиндра 1,обеспе0 чивает достаточную жесткость последнего, несмотря на снижение прочностных характеристик металла внешнего цилиндра 1 при высоких температурах.

В процессе работы из-за разницы тер5 мических расширений цилиндры 1 и 2 перемещаются друг относительно друга на величину, обусловленную термодинамическим режимом теплообменивающихся сред, причем внутренний цилиндр 1 нагревается

0 значительно сильнее и вследствие этого получает большее термическое удлинение. Разница этих удалений поглощается компенсатором 6, при этом его боковые стенки, имеющие кольцевую форму, выгибаются,

5 отходя в месте крепления к секциям 5 от дистанционирующих ребер 10. Таким образом, каждая из половин двух близлежащих компенсаторов 6 обеспечивает поглощение разницы термических удлинений размещенной между ними секции 5 наружного цилиндра 2 и участка внутреннего цилиндра

1 между кольцами 9 жесткости, расположенными в полостях упомянутых компенсаторов 6.

Дистанционирующие ребра 10 препятствуют уменьшению зазора между кольцом 9 жесткости и боковыми стенками компенсатора 6.

Формула изобретения Радиационный щелевой рекуператор, содержащий коаксиально установленные внутренний и выполненный составным из секций, скрепленных компенсаторами наружный цилиндры, образующие кольцевой канал, подключенный к подводящему и отводящему коллекторам и снабженный направляющими перегородками, установленными вдоль образующей внутреннего цилиндра, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности путем увеличения жесткости внут- реннего цилиндра, последний

дополнительно содержит кольца жесткости, снабженные размещенными с обеих сторон дистанционирующими ребрами, установленными друг над другом в кольцевом канале в зоне компенсаторов, закрепленные на

внутреннем цилиндре и заведенные в полость компенсатора с образованием обводного канала,

Использование: в теплообменной технике. Сущность изобретения: для увеличения жесткости в кольцевом канале, образованном внутренним 1 и наружным цилиндрами, размещены направляющие перегородки 8, закрепленные на внутреннем цилиндре 1, кольца 9 жесткости, снабженные размещенными с обеих сторон дистанционирующими ребрами 10 и заведенные с образованием обводного канала в полость конденсаторов. 3 ил,

5