Утилизатор тепла Советский патент 1993 года по МПК F28C3/06 

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в газифицированных котельных для предподогрева воды, поступающей на химводоочистку.

Цель изобретения - повышение эффек- тивности теплообмена путем равномерного распределения газа по сечению газохода.

В предлагаемом изобретении цель достигается за счет того, что газонаправляющее устройство расположено по всему периметру газохода - между центром, где расположен декарбонизатор, и боковыми стенками. При этом увеличивается и общая поверхность наклоненных вниз полок газонаправляющего устройства, что повышает поверхность теплообмена между газовым потоком и водой, так как данное устройство представляет собой фактически полочный теплообменник. В теплообменнике передача тепла от продуктов сгорания к воде про- исходит через стенки полок, а также и непосредственно к поверхности пленки воды, находящейся на полках, и при пересече- нии газовым потоком пленки воды, перетекающей с полки на полку. Все это повышает теплоотдачу газового потока на участке ввода его в контактную насадочную камеру. Угол наклона полок 10-15° к горизонтали выбран из условия предотвращения перетекания воды, поступающей на полки, в нижнюю часть корпуса установки.

Расположение декарбонизатора по оси газохода не только устраняет теплопотери из-за отсутствия наружных стенок, но и обеспечивает дополнительную передачу тепла воде за счет смывания всех стенок декарбонизатора потоком относительно горячих продуктов сгорания, поступающих в газоход через входной газовый патрубок. Подача теплого насыщенного воздуха после декарбонизатора под насадку позволяет практически полностью использовать тепло этого воздуха, так как охлаждение его происходит не только в дождевом пространстве под оросителем, но и во всем слое насадки.

На чертеже изображена схема утилизатора тепла.

Утилизатор тепла содержит газоход 1 с нижним подводящим 2 и верхним 3 отводящим патрубками. По оси поперечного сече- ния газохода 1 установлен декарбонизатор 4 с влагосборником 5, в котором имеются патрубки отвода воды 6 и подвода воздуха 7. Декарбонизатор 4 имеет слой насадки 8 и патрубок 9 отвода воздуха. Над декарбони- затором расположен контрактный, экономайзер 10, состоящий из слоя насадки 11, оросителя 12 и каплеуловителя 13. Над входной кольцевой камерой .14, образуемой декарбонизэтором 4, крышкой влагосборника 5 и боковыми стенками газохода 1, расположено газонаправляющее устройство 15, выполненное в виде каскада наклоненных вниз полок 16, расположенных с зазором в вертикальной плоскости. Возду- хоотводящий патрубок 9 подключен к газоходу под насадкой 11.

Утилизатор тепла работает следующим образом. Горячие продукты сгорания поступают в газоход 1 утилизатора через нижний подводящий патрубок 2, проходят входную кольцевую камеру 14, омывая корпус декар- бонизатора 4, и через каскад наклоненных вниз полок 16 газонаправляющего устройства 15, равномерно распределяясь, поступают в слой насадки 11 контактного экономайзера 10. где они охлаждаются. Далее продукты сгорания проходят каплеуло- витель 13 и через верхний отводящий патрубок 3 удаляются из утилизатора тепла.

Холодная воды через ороситель 12 по- дается на слой насадки 11, где она нагревается и насыщается С02 при непосредственном контакте с продуктами сгорания, и поступает частично на каскад наклоненных вниз полок 16 газонаправляющего устройства 15, где она дополнительно нагревается проходящими между-полками 16 продуктами сгорания, и частично на насадку 8 декарбонизатора 4. С наклоненных вниз полок 16 нагретая вода стекает на слой насадки 8 декарбонизатора 4. В слое насадки 8 при непосредственном контакте с проходящим воздухом из нее удаляется С02, что снижает коррозионную активность воды. При этом одновременно происходит частичная отдача тепла от воды к воздуху, который нагревается, и поступление тепла через стенки декарбонизатора 4 от горячих продуктов сгорания, проходящих по кольцевой входной камере 14. Вода после декарбонизатора 4 стекает в влагосборник 5 и удаляется через патрубок 6.

Воздух на декарбонизатор 4 поступает через патрубок 7, проходит над поверхностью воды влагосборника 5 и через слой насадки 8, где он нагревается практически до температуры воды, поступающей через переливные патрубки 15. Далее теплый насыщенный воздух через воздухоотводящий патрубок 9 поступает в газоход под насадку 11 контактного экономайзера 10, где он охлаждается водой как в слое насадки, так и в дождевом пространстве под оросителем 12, и далее пройдя каплеуловитель 13, удаляется вместе с продуктами сгорания из утилизатора через патрубок 3. Применение предлагаемой конструкции утилизатора тепла позволяет снизить степень охлаждения нагретой воды в декарбонизаторе, дополнительно нагреть воду потоком продуктов сгорания при отекании ее с каскада наклоненных вниз полок, равномерно распределить продукты сгорания по сечению насадки де карбон и затора и полнее ис- пользовать тепло удаляемого из декарбонизатора воздуха для предподогре- ва холодной воды. . Формул а изобретени я

Утилизатор тепла, содержащий газоход с нижним подводящим и верхним отводЯ- щимм патрубками и установленные в газо0

ходе декарбонизатор, снабженный влаго- сборником, воздухоподводящим и подключенным к газоходу воздухоотводящим патрубками и образующий со стенкой газохода входную камеру, ограниченную сверху каскадом наклонных полок, а также над последним насадку и ороситель, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса теплообмена путем равномерного распределения газа по сечению газохода, входная камера выполнена кольцевой, а воздухоотводящий патрубок подключен к газоходу под насадкой.

Использование: энергетика, предварительный подогрев воды в газифицированных котельных. Сущность изобретения: горячие продукты сгорания (ПС) поступают в газоход 1 через патрубок 2 и далее, омывая декарбонизатор4, заполняют кольцевую камеру 14. Из последней через каскад наклонных полок 16 ПС поступает в слой 11 насадки, после чего удаляется из газохода. Нагреваемая вода движется навстречу потоку ПС и проходит последовательно слой 11 насадки, каскад наклонных полок 16 и декарбонизатор 4. В последний через патрубок 7 поступает воздух, который удаляется через патрубок 9 подслой 11 насадки. 1 ил.