Рекуператор

(:"ЭФМ.МИ, ,1 41:1 ф. ОПИСАН Н АВТОРСКОМ ИЗОБ ЕЛЬСТВ В Ленина и орции энергетиГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ(71) Московский орденадена Октябрьской Революческий институте(56) 1. Авторское свидетельство СССРР 565191, кл. Г 281) 7/10, 1974.2. Авторское свидетельство СССР9. 853300 р кл. Г 23 1. 15/04, 1979,Л54) (57) РЕКУПЕРА 70 Р, содержащий раз" еленные между собой теплопередающей тенкой центральный газовый и периерийный воздушный каналы, в последем иэ которых установлен коллектор выпускными патрубками, направлеными на теплопередакцую стенку, о ти ч а ю щ и й с я тем, что, с целью нтенсификации процесса теплообмена, еплопередающая стенка со стороны оэдушного канала снабкена продольны- и н поперечными ребрами, размещеными с образованием ячеек, обрамляюих выпускные патрубки коллекторов.Изобретение относится к промьзаленной теплоэнергетике, в частности к нагреву воздуха, идущего на горение топлива и может быть использовано в качестве высокотемпературного воэдухоподогревателя промыаленных печей 5 или . ИГД-генераторов.Известны рекуператоры, содержащие разделенные между собой теплопередаю- щеЯ стенкой центральныйгазовый и периферийный воздушный каналы, в 10 последнем из которых установлен колгектор с выпускными отверстиями,направленными на теплопередакщую стен ку 11В этом устройстве нагреваемый воздух через выпускные отверстия натекает струями на теплопередающую стенку. Отвод нагретого воздуха производится вдоль теплопередакщей стенки по зазору, образованному ею с коллектором.20 Максимальная величина этого зазора лимитирЬвана, так как ее увеличение ведет к снижению интенсивности тепло- обмена. Поэтому неизбежным следствием такого способа эвакуации нагретого воздуха иэ теплообменника является наличие сносящего потока отработанного воздуха, что снижает эффективность струйного теплообмена, причем тем больше, чем ниже по потоку расположено отверстие и чем больше отно- З 0 Шение количества движения сносящего потока и струи.Известен также рекуператор, содержащий разделенные между собой .тепло" передакщей стенкой центральный газо вый и периферийный вакуумный каналы в последнем из которых установлен коллектор с выпускными патрубками, направленными на теплопередакщую стенку 2 1. 40Однако в таких рекуператорах также неблагоприятное влияние сносящего потока нагретого воздуха не ликвидируется полностью, так как теплопередакщая стенка выполнена гладкой, 45 и область взаимодействия струи со стенкой не отделена от выходного коллектора, по которому движется сносящий поток.Кроме того, в Указанном рекуператоре теплопередающая стенка выполнена в виде цилиндрической обечайки, причем воздух находится с наружной ее стороны, и градиент его давления направлен по радиусу внутрь обечайки, Как известно, такие конструкции имеют низкую работоспособность при повышенных температуре и давлении нагреваемого воздуха, так как надежность их работы в этих усло" виях определяется не столько жаропрочностью металла обечайки, сколько возможными ее отклонениями от правильной цилиндрической формы. Любое такое отклонение может прогрессировать и привести к разрушению 65 конструкции, хотя температура стенкиеще не достигнет своих предельных4 по условиям жаропрочности) значенийеЦель изобретения - интенсификация теплообмена, а также повышениенадежности работы путем увеличенияпрочности теплопередакщей стенки.Цель достигается тем,что в рекупе-,раторе, содержащем разделенные междусобой теппопередающей стенкой цент-ральный газовый и периферийный воздушный каналы, в последнем иэ которых установлен коллектор с выпускными патрубками, направленными на тепЛопередащцую стенку, теплопередающая стенка со стороны воздушногоканала снабжена продольными и поперечными ребрами, размещенными с образованием ячеек, обрамляющих выпускные патрубки коллекторов.На Фиг. 1 изображен рекуператор,продольный разрез; на Фиг. 2 - то же,поперечный разрез; на Фиг. 3 в . теплопередакщая стейка (вид со сторонывоздушного канала).Рекуператор содержит разделенныемежду собой теплопередающей стенкоЯ1 центральный газовый канал 2 и периФерийный воздушный канал 3, в котором установлен коллектор 4 с выпускными патрубками 5, направленными натеплопередакицую стенку 1.Теплопередающая стенка 1 со стороны воздушного канала 3 снабжена продольными и поперечными ребрами б, размещенными с образованием ячеек, обрамлякщих выпускные патрубки коллекторов,Рекуператор работает следующимобразом.Грекщий газ поступает по центральному газовому каналу 2 и передаеттеплоту излучением и конвекцией натеплопередакщую стенку 1,Нагреваемый воздух поступает черезвыпускные патрубки 5 коллектора 4 ввоздушный канал 3 струями, направленными на теплопередающую стенку 1.Наличие на последней продольных и поперечных ребер б, образукщих ячейки,обрамляющие патрубки 5, обеспечиваетповорот струи после удара о стенкуна 180 и отвод воздуха из воздушногоканала в направлении, перпендикулярном теплопередакщей стенке.В результате в описываемом рекуператоре не образуется сносящий потокнагретого воздуха вдоль теплопередающей стенки перпендикулярно натекающим струям и принцип струЯного натекания реализуется в полноЯ мере.Кроме того, оребрение теплопереда 1 сщей стенки способствует увеличеМию ее прочности. Такое выполнениетеплопередающей стенки поэяоляет также применять керамические материалыи обеспечивать при этом высокую газо10624 и 8. 2 оставитель Н.Неверовехред И,Метелева К ор Г,Р ктор С,Патрушева тник раж 583твенного комитета С бретений и открытий Ж, Раушская наб каз 10194 ПодписиР/39 Ти ВНИИПИ Государс по делам изо 113035, Москва,/5 илиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 плотность и низкое термическое сопротивление стенки. т.е, совместить достоинства как металлических,так и керамических рекуператов.Для соблюдения газоплотности отдельные блоки теплоперепакщей стен ки скрепляются между собой с помощью раствора или сваркой свободных концов металлических листов, заделанных в соседние блоки в процессе их изготовления. Это, а также уменьшение 1 О на порядок по сравнению с трубчатым шамотным рекуператором количества стыков между элементами теплообменной поверхности, обеспечивает керамическому ячеистому Рекуператору 15 гаэоплотность, соизмеримую с гаэоплотностью металлических рекуператоров.Наличие ребер на теплообменной поверхности гарантирует ее необходи 744мую строительную прочность, поэтому дно ячеек выполняется минимальной ,толщинй 2-5 мм (посравнению с 13- 16 мм у шамотных трубчатых рекупераТоров) .Таким образом, обеспечивается минимальная величина термического сопротивления .стенки поверхности теплообмена, что приводит к увеличению коэффициента теплопередачи.Сочетание в струйном ячеистом рекуператоре тонкостенной керамической поверхности теплообмена (при достаточной строительной прочности) и высокой газоплотности делает его перспективным в качестве высокотемпературного (свыше 800 ОС) воздухоподогревателя промышленных печей и МГД-генераторсв, в которых в настоящее время интенсификация процесса ограничивается достижимым уровнем подогрева воздуха,