RU2383823C1 - High-temperature coaxial air heater-heat exchanger - Google Patents

Abstract

FIELD: heating.

SUBSTANCE: invention relates to air heaters with convective heat-recovery unit for high-temperature fume gases of thermal electric power stations. Proposed high-temperature coaxial air heater-heat exchanger comprises housing and channels for various-temperature airflows to pass through. In compliance with this invention, it additionally incorporates inlet branch pipe to feed in high-temperature flue gases from fluosolids furnace and outlet branch pipe to discharge flue gases. Note here that there is blast air housing arranged aligned with fume gas housing to allow airflow from blow fan to pass through branch pipe and into furnace. Note also that internal and external housings are aligned and can have various cross section shapes, for example round, square and polygonal. Outer housing is coated with heat resistant material. Mind that outer and inner surfaces of internal housing accommodate at least three radial T-section ribs.

EFFECT: higher efficiency, increased savings, simpler design, mounting and operation.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к воздухонагревателям с конвективными теплоутилизаторами высокотемпературных дымовых газов теплоэлектростанций.The invention relates to air heaters with convective heat exchangers for high-temperature flue gases of thermal power plants.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является воздухонагреватель с регенеративным теплоутилизатором по патенту РФ №2011127, F24F 5/00, 1987 г. (прототип), заключающийся в том, что в каналах для приточного и вытяжного воздуха устанавливают вентиляторы, а камеру с регенеративным теплоутилизатором размещают перпендикулярно этим каналам.The closest technical solution to the claimed object is an air heater with a regenerative heat exchanger according to the patent of the Russian Federation No. 2011127, F24F 5/00, 1987 (prototype), namely, that fans are installed in the ducts for the supply and exhaust air, and the chamber with a regenerative heat exchanger placed perpendicular to these channels.

Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность за счет перекрестной организации потоков воздуха.The disadvantage of the prototype is the relatively low efficiency due to the cross-organization of air flows.

Технический результат - повышение эффективности теплоутилизации выбросного воздуха, экономия энергоресурсов, упрощение конструкции, монтажа и обслуживания.The technical result is an increase in the efficiency of heat recovery of exhaust air, energy savings, simplification of design, installation and maintenance.

Это достигается тем, что в высокотемпературном коаксиальном воздухонагревателе-теплообменнике, содержащем корпуса и каналы для прохождения разнотемпературных потоков воздуха, дополнительно имеется входной патрубок для подвода высокотемпературных дымовых газов из топки кипящего слоя и выходной патрубок для отвода дымовых газов, причем коаксиально корпусу для прохождения дымовых газов расположен корпус для прохождения потоков дутьевого воздуха от дутьевого вентилятора через патрубок, который направляется в топку, при этом корпуса внешний охватывающий и внутренний охватываемый расположены друг относительно друга коаксиально и могут иметь в поперечном сечении различную форму, например, круглую, прямоугольную, многогранную, а внешний корпус снаружи облицован теплоизолирующим материалом, причем на наружной и внутренней поверхностях внутреннего корпуса смонтированы, по крайней мере, три радиально расположенных ребра, имеющих Т-образный профиль.This is achieved by the fact that in the high-temperature coaxial air heater / heat exchanger containing the housings and channels for the passage of different-temperature air flows, there is additionally an inlet pipe for supplying high-temperature flue gases from the fluidized bed furnace and an outlet pipe for exhausting flue gases, moreover, coaxially to the body for flue gas passage a housing is located for the passage of flows of blast air from the blower fan through a pipe that is sent to the furnace, while the housing in The external covering and the internal covered are located relative to each other coaxially and can have a different cross-sectional shape, for example, round, rectangular, multifaceted, and the outer casing is lined with heat-insulating material from the outside, and at least three are mounted on the outer and inner surfaces of the inner casing radially spaced ribs having a T-shaped profile.

На фиг.1 представлен общий вид высокотемпературного коаксиального воздухонагревателя-теплообменника, на фиг.2 - его поперечное сечение.Figure 1 presents a General view of a high-temperature coaxial air heater-heat exchanger, figure 2 - its cross section.

Высокотемпературный коаксиальный воздухонагреватель-теплообменник содержит корпус 3, входной патрубок 1 для подвода высокотемпературных дымовых газов из топки кипящего слоя (на чертеже не показано) с температурой порядка 850÷950°С, и выходной патрубок 2 для отвода дымовых газов в гидрозолоуловитель. Коаксиально корпусу 3 для прохождения дымовых газов расположен корпус 6 для прохождения потоков дутьевого воздуха от дутьевого вентилятора через патрубок 4, который направляется в топку через патрубок 5 с температурой порядка 450÷550°С для стабилизации процесса горения в кипящем слое инертных тел (на чертеже не показано). Эти корпуса внешний охватывающий 3 и внутренний охватываемый 6 расположены друг относительно друга коаксиально и могут иметь в поперечном сечении различную форму, например, круглую, прямоугольную, многогранную, и любую кривую второго порядка, например эллипс и др. Для предотвращения загрязнения тепловыми выбросами окружающей среды и для сокращения теплопотерь при утилизации дымовых газов корпус 6 снаружи облицован теплоизолирующим материалом 7. Для повышения эффективности передачи тепла дымовых газов, идущих по каналу 8, образованному корпусами 3 и 6, на наружной поверхности корпуса 6 смонтированы, по крайней мере, три радиально расположенных ребра 9, имеющих Т-образный профиль 10, и для повышения эффективности теплоусвоения этого тепла потоками дутьевого воздуха, идущего от дутьевого вентилятора в топку, также и на внутренней поверхности корпуса 6 смонтированы, по крайней мере, три радиально расположенных ребра 11, имеющих Т-образный профиль.The high-temperature coaxial air heater / heat exchanger comprises a housing 3, an inlet pipe 1 for supplying high-temperature flue gases from a fluidized bed furnace (not shown in the drawing) with a temperature of the order of 850 ÷ 950 ° C, and an outlet pipe 2 for exhausting flue gases to the hydraulic ash collector. Coaxially to the housing 3 for the passage of flue gases, the housing 6 is located for the passage of flows of blowing air from the blower through the pipe 4, which is sent to the furnace through the pipe 5 with a temperature of about 450 ÷ 550 ° C to stabilize the combustion process in a fluidized bed of inert bodies (not shown shown). These enclosures are external spanning 3 and inner spanning 6 located coaxially relative to each other and can have a different cross-sectional shape, for example, round, rectangular, polyhedral, and any second-order curve, for example an ellipse, etc. To prevent pollution by thermal emissions of the environment and to reduce heat loss during the disposal of flue gases, the casing 6 is lined with heat insulating material 7 from the outside. To increase the efficiency of heat transfer of flue gases passing through the channel 8 formed to at least three radially spaced ribs 9 having a T-shaped profile 10 are mounted on the outer surface of the housing 6 by the opposites 3 and 6, and to increase the efficiency of heat absorption of this heat by the flows of blast air coming from the blower fan into the furnace, also on at least three radially spaced ribs 11 having a T-shaped profile are mounted on the inner surface of the housing 6.

Ребра с Т-образным профилем, расположенные как на внешней, так и на внутренней поверхностях охватываемого корпуса 6 теплообменника, могут быть выполнены полыми из алюминиевых пластин, причем в зазоре между боковыми поверхностями ребер может быть размещен дисперсный материал с незамкнутыми порами и с высоким коэффициентом теплоусвоения, например керамзитовый гравий (на чертеже не показано).Ribs with a T-shaped profile, located on both the outer and inner surfaces of the covered heat exchanger body 6, can be made hollow of aluminum plates, and dispersed material with open cells and with a high heat absorption coefficient can be placed in the gap between the side surfaces of the ribs , for example expanded clay gravel (not shown in the drawing).

Высокотемпературный коаксиальный воздухонагреватель-теплообменник работает следующим образом.High-temperature coaxial air heater-heat exchanger operates as follows.

Высокотемпературные дымовые газы из топки кипящего слоя (на чертеже не показано) с температурой порядка 850÷950°С, поступают по патрубку 1 в корпус 3 и проходят в канале 8, образованном корпусами 3 и 6, а затем по патрубку 2, отдав свою теплоту, поступают для очистки в гидрозолоуловитель (на чертеже не показано) с температурой порядка 450÷550°С. Коаксиально потоку дымовых газов внутри корпуса 6 проходят потоки дутьевого воздуха от дутьевого вентилятора через патрубок 4, который направляется в топку через патрубок 5 с температурой порядка 450÷550°С для стабилизации процесса горения в кипящем слое инертных тел (на чертеже не показано). Потоки дымовых газов и дутьевого воздуха могут иметь как попутное, так и встречное направления.High-temperature flue gases from a fluidized bed furnace (not shown in the drawing) with a temperature of the order of 850 ÷ 950 ° C, flow through pipe 1 into housing 3 and pass through a channel 8 formed by buildings 3 and 6, and then through pipe 2, giving up its heat come for cleaning in a hydraulic ash trap (not shown in the drawing) with a temperature of the order of 450 ÷ 550 ° C. Coaxially with the flue gas flow inside the housing 6, the blast air flows from the blower through the pipe 4, which is sent to the furnace through the pipe 5 with a temperature of about 450 ÷ 550 ° C to stabilize the combustion process in a fluidized bed of inert bodies (not shown). Flows of flue gases and blast air can have both associated and counter directions.

Для повышения эффективности передачи тепла дымовых газов, идущих по каналу 8, образованному корпусами 3 и 6, на наружной поверхности корпуса 6 смонтированы, по крайней мере, три радиально расположенных ребра 9, имеющих Т-образный профиль 10, и для повышения эффективности теплоусвоения этого тепла потоками дутьевого воздуха, идущего от дутьевого вентилятора в топку, также и на внутренней поверхности корпуса 6 смонтированы, по крайней мере, три радиально расположенных ребра 11, имеющих Т-образный профиль.To increase the heat transfer efficiency of the flue gases flowing through the channel 8 formed by the housings 3 and 6, at least three radially located fins 9 having a T-shaped profile 10 are mounted on the outer surface of the housing 6, and to increase the heat absorption efficiency of this heat at least three radially located fins 11 having a T-shaped profile are mounted on the inner surface of the housing 6 by the flows of blast air coming from the blast fan into the furnace.

Claims (2)

1. Высокотемпературный коаксиальный воздухонагреватель-теплообменник, содержащий корпуса и каналы для прохождения разнотемпературных потоков воздуха, отличающийся тем, что он дополнительно содержит корпус, входной патрубок для подвода высокотемпературных дымовых газов из топки кипящего слоя и выходной патрубок для отвода дымовых газов, причем коаксиально корпусу для прохождения дымовых газов расположен корпус для прохождения потоков дутьевого воздуха от дутьевого вентилятора через патрубок, который направляется в топку, при этом корпуса, внешний охватывающий и внутренний охватываемый, расположены относительно друг друга коаксиально и могут иметь в поперечном сечении различную форму, например круглую, прямоугольную, многогранную, а внешний корпус снаружи облицован теплоизолирующим материалом, причем на наружной и внутренней поверхностях внутреннего корпуса смонтированы, по крайней мере, три радиально расположенных ребра, имеющих Т-образный профиль.1. High-temperature coaxial air heater-heat exchanger, comprising housings and channels for passage of different temperature air flows, characterized in that it further comprises a housing, an inlet pipe for supplying high-temperature flue gases from the fluidized bed furnace and an outlet pipe for exhausting flue gases, and coaxially to the housing for the passage of flue gases is a housing for the passage of flows of blowing air from the blower fan through a pipe that is sent to the furnace, while the enclosures, the external enclosing and the internal being enclosed, are located relative to each other coaxially and can have a different cross-sectional shape, for example round, rectangular, multifaceted, and the outer casing is lined with heat-insulating material from the outside, and at least at least on the outer and inner surfaces of the inner casing , three radially spaced ribs having a T-shaped profile. 2. Высокотемпературный коаксиальный воздухонагреватель-теплообменник по п.1, отличающийся тем, что ребра с Т-образным профилем, расположенные как на внешней, так и на внутренней поверхностях охватываемого корпуса теплообменника, выполнены полыми из алюминиевых пластин, причем в зазоре между боковыми поверхностями ребер размещен дисперсный материал с незамкнутыми порами и с высоким коэффициентом теплоусвоения, например керамзитовый гравий. 2. The high-temperature coaxial air heater-heat exchanger according to claim 1, characterized in that the fins with a T-shaped profile located both on the outer and inner surfaces of the covered heat exchanger body are made of hollow aluminum plates, and in the gap between the side surfaces of the fins dispersed material with open pores and with a high coefficient of heat absorption, for example expanded clay gravel, is placed.

Images