Установка для охлаждения отходящих газов Советский патент 1977 года по МПК F22B31/02 

1

Изобретение касается охлаждения отходящих газов, преимущественно конвертерных газов с циклическим характером тепловыделения.

Известны установки для охлаждения от- ходящих;,газов,содержащие замкнутый водяной контур с принудительной циркуляцией, включающий тепловоспринимающую поверхность нагрева газоотвода, теплообменник для отвода тепла из контура и циркуляционный насос. Контур имеет расширительный бак, в котором должно поддерживаться постоянное давление при изменении объема воды в контуре l.

Однако из-за особенности работы конвертеров для охлаждения конвертерных газов такую установку необходимо постоянно под налаживать. Кроме того, значительная подпитка контура питательной водой взамен воды, испарившейся в расщирительном баке, приводит со временем к отложениям в трубах и их коррозии.

Наиболее близким техническим решением является установка, содержащая циркуляционный водяной контур с циркуляционным насосом и расширительным оаком, соединенным с контуром трубопроводом 2.

Однако надежность в работе этой устано ки п достаточно высока из-за того, что изменение давления в расширительном баке происходит весьма быстро в соответствии с тепловосприятием газоотвода, а воздействие на температуру воды на выходе из газоотвода, от которой зависит давление в баке, весьма инерционно, в частности, в результате транспортного запаздывания, вследствие чего в контуре могут быть недопустимые колебания давления.

Хотя средняя температура .воды на выходе из газоотвода поддерживается близкой к температуре насыщения при заданном давлении, в контуре в результате неизбежной тепловой и гидравлической разверки возможно парообразование в отдельных трубах, свджение расхода воды на эти трубы из-за роста гидравлического сопротивления при парообразовании и выход их из строя из-за недостаточного охлаждения. При смешении в выходных коллекторах нагретой до кипени воды и пара могут возникнуть гидравлкческие удары, угрожающие разрушением трубнойг системы.

Целью изобретения является повышение надеж1юсти в работе установки при переменых режимах.

Это достигается тем, что в установке, имеющей замкнутый циркуляционный водяно контур с циркуляционным насосом и расширительным баком, который соединен с контуром трубопроводом, в этот трубопровод жлючены последовательно подпиточный наос с байпасной линией, имеющей регулятор давления, и холодильник, установленный между насосом и контуром.

На чертеже дана принципиальная схема предлагаемой установки.

Она содержит замк1гутый циркуляционны контур 1., включающий водоохлаждаемый газоотвод 2 и теплообменник 3, охлаждаемый, например, воздухом , подаваемым вентилятором 4, В контуре установлен циркуляционный насос 5. Расширительный бак 6 соединен с контуром трубопроводом 7, в который последовательно вюхючены подпиточный насос 8 с байпасной линией 9 имеющей регулятор 1О давления, и холодильник, выполненный в виде теплообменника 11, охлаждаемого, например, воздухом, подаваемым вентилятором 12.

Установка работает следуюшим образом.

Деаэрированная , химически очшиенная вода под действием насоса 5 циркулирует в замкнутом контуре 1, в котором при помощи подпиточяого насоса 8 поддерживается заданное избыточное давление.

В водоохлаждаемом газоотводе 2 вода нагревается до температуры, которая 1шж.е температуры насыщения при давлении на выходе из газоотвода не менее, чем на 15-20°С.

В теплообменнике 3 циркулирующая вода охлаждается и вновь поступает в га- зоотвод 2,

При неизменных температуре и объеме воды в циркуляционном контуре 1 вода от подпиточного насоса 8 через регулятор давления 10 сбр)асывается в расщирительньш бак. 6ф

При нагревании воды в циркуляционном контуре, когда увеличивается ее удельный объем, давление в контуре начинает повышаться и регулятор 10, открываясь, сбрасывает избыток воды из циркуляционного . 1 по байпасной пинии 9 в р аси1ирнтельнъш бак 6.

При охлаждении воды в циркуляционном контуре 1 давление в контуре начюшет падать и регулятор 10, закрываясь, обеспечивает подпитку контура водой, подаваемой насосом 8 из расширительного 6.

Сбрасываемая из циркуляционного контура 1 по Tpy6onpOBOj: y 7 вода охлаждается в воздушном теплообменнике 11 до температуры, близкой к температуре воды в расширительном баке 6.

В расширительном баке 6 поддержи:.вается небольшое избыточное давление при помощи пара от постороннего источника и может осуществляться деаэрация воды, поступающей для заполнения контура и компенсации утечек.

Такое выполнение установки позволяет снизить инерционность регулирования давления в контуре при переменных режимах тепловыделения в нем и снизить температуру воды, сбрасываемой из контура в расширительный бак, снижая тем самым потери воды из контура и, следовательно, ее обмен в нем по сравнению с известной установкой. Кроме того, обеспечивается охлаждение труб газоотвода при недогреве воды до насыщения на выходе из газоотвода, достаточном для предотвращения кипения во всех трубах при возможных тепловой и гидравлической разверках.

Формула изобретения

Установка для охлаждения отходящих газов, например конвертерных содержащая замкнутый циркуляционный водяной контур с циркуляционным насосом и расширительным баком, соединенным с контуром трубопроводом, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности в ра-, боте установки при переменных режимах, в трубопровод включены последовательно подпиточный насос с байпасной линией, снабженной регулятором давления, и холодильник, установленный между насосом и контуром.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;

1.Патент США № 3106192, iinacc 122-7, опубл. 1963.

2.Патент США № 3217695, класс .1 22-7,опубл. 1965.