RU2467274C2

RU2467274C2 - Regenerative heat exchanger

Info

Publication number: RU2467274C2
Application number: RU2009143304/06A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Юрьевич Агапов (RU); Дмитрий Юрьевич Агапов; Максим Анатольевич Хаустов (RU); Максим Анатольевич Хаустов; Владимир Григорьевич Стогней (RU); Владимир Григорьевич Стогней; Юрий Николаевич Агапов (RU); Юрий Николаевич Агапов; Александр Валентинович Бараков (RU); Александр Валентинович Бараков
Priority date: 2009-11-23
Filing date: 2009-11-23
Publication date: 2012-11-20
Also published as: RU2009143304A

Abstract

FIELD: heating.

SUBSTANCE: invention refers to exit gas heat utilisation and regenerative use devices and can be used in power, chemical, metallurgical and other industries. Essence of the invention consists in the fact that in regenerative heat exchanger with fluidised bed, which contains cylindrical housing separated with a coaxial shell into annular and central cylindrical chambers, overflow openings rotating between each other, annular gas distributing grid with shaped guide vanes and gas-permeable central support grid, the housing of heat exchanger is located at some angle to horizontal plane, central cylindrical chamber is equipped with gas distributor with guide vanes oriented in the direction of slope of solid particles of intermediate heat carrier, and annular gas distributing grid and gas distributor are located perpendicular to central axis of the unit housing.

EFFECT: heat exchanger design allows increasing its efficiency and improving its reliability, implementing compact multi-stage counter-flow scheme of movement of gaseous heat carriers.

4 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам утилизации и регенеративного использования теплоты уходящих газов и может быть использовано в энергетической, химической, металлургической и других отраслях промышленности.The invention relates to devices for the utilization and regenerative use of the heat of flue gases and can be used in the energy, chemical, metallurgical and other industries.

Известен регенеративный теплообменник с псевдоожиженным слоем промежуточного с дисперсного теплоносителя, содержащий цилиндрический корпус, разделенный соосной обечайкой на кольцевую и центральную цилиндрическую камеры, кольцевую газораспределительную решетку, сообщающиеся между собой переточными окнами, с направляющими профильными лопатками и газопроницаемую центральную опорную решетку [1].Known regenerative heat exchanger with a fluidized bed intermediate from the dispersed coolant, containing a cylindrical body, separated by a coaxial shell into an annular and central cylindrical chambers, an annular gas distribution grid, interconnected by re-entry windows, with guide profile vanes and a gas-permeable central support grid [1].

Недостатком его является снижение эффективности и надежности работы из-за образования застойных зон, неравномерности газораспределения, значительное газодинамическое сопротивление и большие габариты при реализации противоточной многоступенчатой схемы движения газообразных теплоносителей.Its disadvantage is a decrease in the efficiency and reliability of operation due to the formation of stagnant zones, uneven gas distribution, significant gas-dynamic resistance and large dimensions when implementing a countercurrent multistage flow pattern of gaseous coolants.

Изобретение направлено на повышение эффективности, надежности работы и компактности теплообменника за счет исключения застойных зон, улучшения газораспределения, уменьшения газодинамического сопротивления и высоты его камер при многоступенчатом исполнении.The invention is aimed at improving the efficiency, reliability and compactness of the heat exchanger by eliminating stagnant zones, improving gas distribution, reducing gas-dynamic resistance and the height of its chambers with multi-stage design.

Это достигается тем, что в регенеративном теплообменнике с псевдоожиженным слоем промежуточного дисперсного теплоносителя, содержащем цилиндрический корпус, разделенный соосной обечайкой на кольцевую и центральную цилиндрическую камеры вращающимися между собой переточными окнами, кольцевую газораспределительную решетку с направляющими профильными лопатками и газопроницаемую центральную опорную решетку, корпус теплообменника расположен под углом к горизонтальной плоскости, центральная цилиндрическая камера снабжена газораспределителем с направляющими лопатками, ориентированными в направлении ската твердых частиц промежуточного теплоносителя, а кольцевая газораспределительная решетка и газораспределитель расположены перпендикулярно к центральной оси корпуса аппарата.This is achieved by the fact that in a regenerative heat exchanger with a fluidized bed of an intermediate dispersed heat carrier containing a cylindrical body divided by a coaxial shell into annular and central cylindrical chambers with rotating windows between each other, an annular gas distribution grid with guiding profile vanes and a gas-permeable central support lattice, at an angle to the horizontal plane, the central cylindrical chamber is equipped with a gas distribution a divider with guide vanes oriented in the direction of the slope of the solid particles of the intermediate coolant, and the annular gas distribution grill and gas distributor are located perpendicular to the central axis of the apparatus body.

На фиг.1 схематично показан продольный разрез регенеративного теплообменника, на фиг.2 - вид сбоку, на фиг.3 - разрез А-А, на фиг.4 - фрагмент газораспределительной решетки.Figure 1 schematically shows a longitudinal section of a regenerative heat exchanger, figure 2 is a side view, figure 3 is a section aa, figure 4 is a fragment of a gas distribution grill.

Регенеративный теплообменник содержит цилиндрический корпус 1, заполненный дисперсным промежуточным теплоносителем 2 и разделенный центральной цилиндрической обечайкой 3 на кольцевую 4 и центральную 5 камеры. В нижней части камеры 4 расположена кольцевая газораспределительная решетка 6 с направляющими лопатками 10, а в камере 5 установлена газопроницаемая опорная решетка 7 в виде сетки с большим живым сечением. Камеры 4 и 5 сообщены между собой переточными окнами 8 и 9, выполненными в противоположных частях обечайки 3 и расположенными над решеткой 6 кольцевой камеры 4. Каналы 11 решетки 6 выполнены наклонными в сторону, противоположную наклону корпуса 1.The regenerative heat exchanger comprises a cylindrical body 1 filled with a dispersed intermediate heat carrier 2 and divided by a central cylindrical shell 3 into an annular 4 and central 5 chamber. An annular gas distribution grill 6 with guide vanes 10 is located in the lower part of the chamber 4, and a gas-permeable support lattice 7 in the form of a grid with a large live section is installed in the chamber 5. Chambers 4 and 5 are interconnected by transfer windows 8 and 9, made in opposite parts of the shell 3 and located above the grating 6 of the annular chamber 4. The channels 11 of the grating 6 are made inclined to the side opposite to the inclination of the housing 1.

Аппарат работает следующим образом. Нагреваемый теплоноситель (воздух) подается в кольцевую камеру 4 под решетку 6, под действием которого дисперсный промежуточный теплоноситель 2 псевдоожижается и перемещается по решетке 6 в сторону ее подъема за счет формирования наклонных к ее плоскостям струй воздуха профильными лопатками 10. В одной половине кольцевой решетки насадки поднимаются по газовой струе, а в другой - против, так как лопатки 10 в них ориентированы в разные стороны. Достигнув верхнего участка решетки 6, насадка через пластинчатый распределитель 13 и далее через окно 8 подается на опорную решетку 7 центральной камеры. В эту камеру сверху вниз противотоком к нагреваемому подается греющий теплоноситель (продукты сгорания топлива), а насадка перемещается по решетке 7 под действием собственного веса. Достигнув нижнего края решетки 7, дисперсный материал через окно 9 попадает в кольцевую камеру 4, где движение его повторяется. Для уменьшения угла наклона цилиндрического корпуса 1 в центральной цилиндрической камере 5 установлен газораспределитель 12 с направляющими лопатками 10, ориентированными в сторону ската частиц к переточному окну 9.The device operates as follows. The heated coolant (air) is fed into the annular chamber 4 under the grate 6, under the action of which the dispersed intermediate coolant 2 is fluidized and moves along the grate 6 in the direction of its rise due to the formation of air jets inclined to its planes by profile blades 10. In one half of the nozzle ring grate rise along the gas stream, and against the other, since the blades 10 in them are oriented in different directions. Having reached the upper portion of the grill 6, the nozzle through the plate distributor 13 and then through the window 8 is fed to the support grid 7 of the Central chamber. In this chamber, from top to bottom, a heating coolant (fuel combustion products) is supplied countercurrently to the heated, and the nozzle moves along the grate 7 under the action of its own weight. Having reached the lower edge of the grating 7, the dispersed material through the window 9 enters the annular chamber 4, where its movement is repeated. To reduce the angle of inclination of the cylindrical body 1, a gas distributor 12 is installed in the central cylindrical chamber 5 with guide vanes 10 oriented toward the slope of the particles toward the transfer window 9.

Таким образом обеспечивается циркуляция промежуточного дисперсного теплоносителя в теплообменнике, который, получив теплоту в горячей камере 5 от греющих газов, в кольцевой камере 4 нагревает воздух, и процесс теплопереноса происходит непрерывно.This ensures the circulation of the intermediate dispersed heat carrier in the heat exchanger, which, having received heat in the hot chamber 5 from the heating gases, heats the air in the annular chamber 4, and the heat transfer process occurs continuously.

Многоступенчатая противоточная схема движения газообразных теплоносителей легко реализуется простой установкой одной ступени на другую, при этом уменьшаются габариты многоступенчатого теплообменника из-за малой высоты отдельной ступени.A multi-stage countercurrent flow pattern of gaseous coolants is easily implemented by simply installing one stage on another, while the dimensions of the multi-stage heat exchanger are reduced due to the low height of an individual stage.

Использование изобретения позволит повысить эффективность и надежность работы теплообменника за счет исключения застойных зон, уменьшения газодинамического сопротивления, уменьшения габаритов при многоступенчатом исполнении противоточного теплообменника.The use of the invention will improve the efficiency and reliability of the heat exchanger by eliminating stagnant zones, reducing gas-dynamic resistance, reducing the dimensions of a multi-stage counterflow heat exchanger.

Источник информацииThe source of information

1. A.c. СССР №1183816. Опубл. 17.10.85. Бюл №37.1. A.c. USSR No. 1183816. Publ. 10.17.85. Bull number 37.

Claims

A regenerative fluidized bed heat exchanger of an intermediate dispersed heat carrier, comprising a cylindrical body divided by a coaxial shell into annular and central cylindrical chambers interconnected by transfer windows, an annular gas distribution grid with guiding profile vanes and a gas-permeable central support grid, characterized in that the heat exchanger is located underneath angle to the horizontal plane, the central cylindrical chamber is equipped with a gas distribution elem with guide vanes are oriented in the slope direction of the intermediate particulate heat carrier, and annular gas distribution grille and a gas distributor disposed perpendicular to the central axis of the housing unit.