Трубчатая печь Советский патент 1980 года по МПК F27B5/00 C10G9/20 

(54) ТРУБЧАТАЯ ПЕЧЬ

1

Изобретение отнсюится к технике подогрев жидких и газообразных сред и может быть использовано в газовой, нефтяной, нефтехимической и химической промышленности, особенно для нагрева термически нестабильных жидкостей.

Известна трубчатая печь, обеспечивающая нагрев жидких и газообразных продуктов, содержащая топку, радиантную и конвективную камеры, внутри которых расположен трубчаты продуктовый змеевик, воспринимающий тепло продуктов сгорания топлива 11.

Наиболее близким техническим решением является трубчатая печь, содержащая топку и теплообменную камеру, в которой нагревательные элементы выполнены в виде вертикально установленных цилиндров с охлаждающими стенками и тепловыми трубками, верхний конец которых расположен в полости цилиндра, а нижний в камере радиации. 1епловые трубы заполнены неорганическими слоями.Газообразный материал подают в конвективную камеру, где он нагревается дымовыми газами до 400-600°С. Подогретый материал направляется в нагревательные элементы, в которых контактирует с верхними концами тепловых трубок, нагреваясь до заданных температур 2.

Недостаток трубчатой печи - неравномерность подогрева термически нестабильных жидкостей, и отсутствие выравнивания температурного режима в зоне теплосъема при неравномерности тепловыделения источника нагрева.

Цель изобретения - интенсификация теплообмена при подогреве термически нестабильных жидкостей.

Цель достигается тем, что в предложенной трубчатой печи каждая тепловая труба, установленная вертикально, снабжена в верхней части внутренней заглушенной сверху коаксиальной трубой, и каждый нагревательный элемент выполнен в виде двух коаксиальных труб со штуцерами для ввода и вывода жидкости, расположенными в верхней части, и размещен в кольцевом пространстве тепловой трубы.

На чертеже изображена трубчатая печь в сечении.

Трубчатая печь содержит полый корпус 1, по оси которого разметен воздушный кольп. 37 вой канал 2. Воздухозаборные желгози 3 размещены по периметру корпуса. В верхней части печи расположен рекуператор 4 и дымовая труба 5. Топка 6 размещена на опоре 7 и ограничена снизу перфорированным днищем 8. Под днищем размещен смесительно-распределительный бпок 9, связанный с вентилятором 10. Трубчатый змеевик 11 выполнен в виде нагревательных элементов с вертикально установ ленными тепловыми трубами 12, охватывающи ми элемент снаружи, и тепловыми трубами 13 закрепленными сверху и расположенными коаксиальйо в полости нагревательных элементов змеевика П. Каждый нагревательный элемент также установлен вертикально и выполнен в виде коаксиальных труб, снабженных в верхней части штуцерами для ввода и вывода нагреваемой жидкости. Тепловоспринимаюшие концы труб 12 помещены в топку с псевдоожиженным слоем 14, а теплопередающие концы выведены внутрь теплообменной камеры 15. Изолированный воздуховод 16 предназначен для подачи воздуха в топку. Для удаления продуктов сгорания служат труба 17 и каналы 18, установленные в возду хосборнике, размещенном возле днища теплообменной камеры 15. Трубчатая печь работает следующим образом Воздух прогоняют вентилятором 10 через рекуператор 4 и по воздушному каналу 2 подают в смесительно-распределительный блок 9, где он тщательно перемещивается с газом и через перфорированное щгище 8 попадает в топку 6. Воспламененная газовоздущная смесь сгорае в псевдоожиженном слое 14, при этом тверды частички кипящего слоя разогреваются до 1200-1800° С и передают тепло горячим (тепло воспринимающим) концам тепловых труб 12. Теплоноситель,- находящийся в нижней части тепловых труб, испаряется, отнимая от стенки труб поступающее от псевдоожиженного слоя тепло. Пары теплонос.ителя поднимаются в вер нюю часть тепловых труб 12, 13, конденсируются на поверхностях, соприкасающихся с подогреваемым продуктом, передавая тепло, полученное в топке 6, тщркулирующему по змее вику II продукту с двух сторон. Продукты сгорания выходят через дымовой канал и дымовую трубу 5. Встречный поток воздуха отбирает тепло со стенок дымового канала. Другая часть продуктов сгорания поступает через канал 18 в полость камеры 1.5 и омывая по пути пластины рекуператора 4, и попадает в дымовую трубу 5. Наличие мягкого режима подогрева приводит к существенному снижению КПД установки, поскольку температура в топке достигается 1800°С, а температура подогреваемого продукта не должна превышать 100°С, то значительная часть тепла не используется. Для обеспечения рационального использования высокотемпературной части топочных газов и повыщения КПД установки в целом предусмотрена двухступенчатая система подогрева подаваемого в топку воздуха. Дымовые газы омывающие снаружи поверхности рекуператора 4, нагревая его стенки до высокой температуры, обеспечивают предварительный нагрев. При дальнейщем движении по кольцевому каналу 2 температура воздуха еще более повысится, поскольку отсутствуют потери от нагретых поверхностей в окружающую среду. В результате этого продуктовый змеевик 11 оказывается заключенным в |Пространство, ограниченное стенками с более высокой температурой, чем рабочая температура самого змеевика 11. Следовательно тепловые потери от поверхностей змеевика 11 отсутствуют, хотя теплопередача на рабочие поверхности не может отразиться на режиме подогрева продуктов, определяемым температурой конденсации пара. Высоконагретые топочные газы используют для подогревания воздуха, подаваемого в топку и заменяют ими футеровку, предупреждающую тепловые потери с поверхностей змеевика П. Формула изобретения Трубчатая печь, содержащая топку, теплообменную камеру и размещенные в ней вертикальные нагревательные элементы, снабженные штуцерами для ввода и вывода жидкости, и тепловые трубы, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации теплообмена при подогреве термически нестабильных жидкостей, каждая тепловая труба, установленная вертикально, снабжена в верхней части внутренней, заглушенной сверху коаксиальной трубой и каждый нагревательный элемент выполнен в виде двух коаксиальных труб со штуцерами для ввода и вывода жидкости, расположенными в верхней их части, и размещен в кольцевом пространстве тепловой трубы. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Бахщиян Ц. А. Трубчатые печи, М., ГОСИНТИ, 1960. 2.Авторское свидетельство СССР № 435433, кл..Р 27 В 5/00, 1970.