RU2846922C1 - Жидкостный проточный подогреватель природного газа - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области отопления, в частности к нагревателям текучей среды, и может быть использовано для подогрева природного газа в газораспределительных станциях. Жидкостный проточный подогреватель природного газа содержит корпус, заполненный жидким теплоносителем и разделенный продольными перегородками на технологические отсеки, в которых размещены теплогенераторы пульсирующего горения, снабженные трубами-резонаторами, и трубы отвода горячих газов в дымовые трубы, снабженные глушителями и сборниками конденсата от охлаждения горячих газов с возможностью слива его в буферный отсек, выполненный в основании корпуса подогревателя. Трубы отвода горячих газов в каждом технологическом отсеке смещены относительно вертикальных осей теплогенераторов. Над перегородками расположен U-образный проточный теплообменник для подогрева потока природного газа. К корпусу примыкает технический отсек, в котором размещены клапанно-смесительные устройства подачи топлива в теплогенераторы, труба подвода атмосферного воздуха и дымовые трубы с глушителями. На периферии теплогенераторов размещены пучки нагревательных труб U-образной формы для нагрева теплоносителя горячими газами из камер сгорания топлива в теплогенераторах через круговые распределительные коллекторы и отвода их в трубы отвода горячих газов через кольцевые приемные коллекторы. Каждый технологический отсек снабжен краном слива теплоносителя. Технический результат - повышение эффективности подогрева потока природного газа и надежности работы подогревателя. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относится к области отопления, в частности к нагревателям текучей среды, и может быть использовано для подогрева природного газа в газораспределительных станциях.

Известен теплогенератор пульсирующего горения (ТПГ), содержащий клапанно-смесительное устройство на входе в камеру сгорания, выход из которой через трубы-резонаторы и дымовую трубу сообщен с атмосферой. Клапанно-смесительное устройство состоит из блока обратных воздушных клапанов, смесительной трубы со штоком стабилизатора пламени и с выполненным в смесительной трубе опоясывающим рядом дозирующих отверстий для подачи топливного газа из газового ресивера через обратный газовый клапан и установкой свечи зажигания. Завихритель штока стабилизатора пламени расположен на выходе из смесительной трубы и входе в камеру сгорания, при этом клапанно-смесительное устройство снабжено нагнетателем воздуха для запуска ТПГ. На входе в клапанно-смесительное устройство перед блоком обратных воздушных клапанов установлен огнепреградитель, состоящий из корпуса с размещенной в нем кассетой, выполненной из навитой полосы проволочной сетки или гофрированного листа. Огнепреградитель и блок обратных воздушных клапанов помещены в единый корпус, образуя взрывонепроницаемую оболочку, а полость между огнепреградителем и блоком обратных воздушных клапанов этой взрывонепроницаемой оболочки сообщена с входом в нагнетатель воздуха для запуска ТПГ, размещенный в дополнительной взрывонепроницаемой оболочке, посредством взрывонепроницаемой трубы. Выход из нагнетателя воздуха соединен с полостью за блоком обратных воздушных клапанов на входе в камеру сгорания посредством взрывонепроницаемой трубы, также в дополнительной взрывонепроницаемой оболочке размещен источник высокого напряжения для подачи тока высокого напряжения на свечу посредством взрывозащищенного кабеля с соответствующей взрывозащищенной заделкой на входе в свечу, при этом дымовая труба также снабжена огнепреградителем. (Патент RU 2760606 С1. Теплогенератор пульсирующего горения. - МПК: F23C 15/00. - Опубл. 29.11.2021, бюл. №34).

Известен блок подогрева технологического газа, содержащий теплообменник для нагрева технологического газа с использованием промежуточного жидкого теплоносителя и двух и более теплогенераторов пульсирующего горения для подогрева жидкого теплоносителя, размещенных в общей емкости жидкого теплоносителя. Клапанно-смесительные устройства теплогенераторов вынесены в примыкающий к общей емкости жидкого теплоносителя корпус с единой трубой подвода воздуха на клапанно-смесительные устройства, а для выброса дымовых газов из камеры сгорания каждого теплогенератора через трубы-резонаторы и дополнительный контур резонирования служит дымовая труба с шумоглушителем, являющаяся выходной частью дополнительного контура резонирования, причем входная часть дополнительного контура резонирования размещена в общей емкости жидкого теплоносителя. (Патент RU 2734669 С1. Блок подогрева технологического газа. - МПК: F24H 1/46, F24H 1/24, F23C 15/00. - Опубл. 21.10.2020, бюл. №30). Данное техническое решение принято за прототип.

Недостатком известного технического решения, принятого за прототип, является низкая эффективность и надежность работы подогревателя.

Основной задачей заявляемого технического решения является повышение эффективности и надежности работы подогревателя потока природного газа.

Техническим результатом решения поставленной задачи является усовершенствование существующего блока подогрева технологического газа.

Решение поставленной задачи для достижения указанного технического результата достигается тем, что в заявляемом жидкостном проточном подогревателе природного газа, содержащем корпус, заполненный жидким теплоносителем и разделенный продольными перегородками на технологические отсеки, в которых размещены теплогенераторы пульсирующего горения, снабженные резонаторами, трубы отвода горячих газов в дымовые трубы, снабженные глушителями, а над перегородками расположен U-образный проточный теплообменник для подогрева потока природного газа, клапанно-смесительные устройства подачи топлива в теплогенераторы, труба подвода атмосферного воздуха и дымовые трубы с глушителями, установленные в примыкающем к корпусу подогревателя техническом отсеке, согласно предложенному техническому решению;

в теплогенераторах пульсирующего горения установлены трубы-резонаторы, а на периферии размещены пучки нагревательных труб U-образной формы для нагрева теплоносителя горячими газами из камеры сгорания топлива в теплогенераторе через круговой распределительные коллекторы и отвода их в трубы отвода горячих газов через кольцевые приемные коллекторы, при этом трубы отвода горячих газов смещены относительно вертикальных осей теплогенераторов, а дымовые трубы дополнительно снабжены сборниками конденсата с возможностью слива его в буферный отсек, выполненный в основании корпуса подогревателя;

каждый технологический отсек снабжен краном слива теплоносителя.

Проведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественных всем признакам заявляемого жидкостного проточного подогревателя природного газа, отсутствуют. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности «новизна».

Результаты поиска известных решений в данной области техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявляемого технического решения, показали, что оно не следует явным образом из уровня техники. Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявляемого технического решения на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствуют условию патентоспособности «изобретательский уровень».

Предлагаемый жидкостный проточный подогреватель природного газа может быть использован для подогрева природного газа в газораспределительных станциях. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».

На фиг. 1 представлена схема жидкостного проточного подогревателя природного газа, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, разрез А-А на фиг. 1.

Жидкостный проточный подогреватель природного газа содержит корпус 1, заполненный жидким теплоносителем 2, например, водой, и разделенный перегородками 3 на технологические отсеки 4, в которых размещены теплогенераторы 5 пульсирующего горения, снабженные трубами-резонаторами 6 для сглаживания пульсаций потоков горячих газов и поглощения высокочастотных акустических колебаний при выбросе из теплогенератора и трубы 7 отвода горячих газов в дымовые трубы 8, Трубы 7 отвода горячих газов смещены относительно вертикальных осей теплогенераторов 5. Дымовые трубы 8 снабжены глушителями 9 и сборниками 10 конденсата от охлаждения горячих газов с возможностью слива его в буферный отсек 11, выполненный в основании корпуса 1 подогревателя. (фиг. 1). Над перегородками 3 расположен U-образный проточный теплообменник 12 для подогрева потока природного газа. К корпусу 1 примыкает технический отсек 13, в котором размещены клапанно-смесительные устройства 14 подачи атмосферного воздуха из технического отсека 13 и топлива для сжигания в камерах сгорания (условно не показаны) теплогенераторов 5, дымовые трубы 8 и труба 15 подвода атмосферного воздуха в технический отсек 13. На периферии теплогенераторов 5 размещены пучки нагревательных труб 16 U-образной формы для нагрева жидкого теплоносителя 2 горячими газами из камер сгорания топлива в теплогенераторах 5 через круговые распределительные коллекторы 17 и отвода их в трубы 7 отвода горячих газов через кольцевые приемные коллекторы 18. (фиг. 2). Каждый технологический отсек 4 снабжен краном 19 слива теплоносителя 2.

Жидкостный проточный подогреватель природного газа работает следующим образом.

Жидкое или газообразное топливо подается в клапанно-смесительные устройства 14 теплогенераторов 5, которые одновременно инжектируют атмосферный воздух из технического отсека 13, поступающий по трубе 15. Клапанно-смесительные устройства 14 смешивают топливо и атмосферный воздух до образования пульсирующей топливно-воздушной смеси, которая поступает в камеры сгорания теплогенераторов 5 для сжигания с получением горячих газов. Затем пульсирующие горячие газы проходят через трубы-резонаторы 6, в которых происходит сглаживание пульсаций потоков горячих газов и поглощение высокочастотных акустических колебаний при выходе из теплогенераторов 5 в круговые распределительные коллекторы 17, распределяющие горячие газы в нагревательные U-образные трубы 16, размещенные пучками на периферии теплонагревателей 5 для нагрева теплоносителя 2 горячими газами из камер сгорания топливно-воздушной смеси в теплогенераторах 5. Далее отработанные горячие газы из пучков нагревательных U-образных труб 16 поступают через кольцевые приемные коллекторы 18 в трубы 7 отвода горячих газов, из которых горячие газы поступают в дымовые трубы 8, оснащенные глушителями 9, и выбрасываются в атмосферу. Подогрев потока природного газа происходит через стенки теплообменника 12 путем конвекции жидкого теплоносителя 2 от пучков нагревательных труб 16 U-образной формы и воздействия на стенки теплообменника 12. В трубах 7 отвода отработанных горячих газов и дымовых трубах 8 горячие газы окончательно охлаждаются и образуют конденсат, который стекает в сборники 10 и сливается в буферный отсек 11, выполненный в основании корпуса 1 подогревателя, что повышает надежность работы подогревателя. Трубы 7 отвода горячих газов в дымовые трубы 8 в каждом технологическом отсеке 4 смещены относительно вертикальных осей теплогенераторов 5, что увеличивает конвекцию передачи тепла на теплообменник 12 и повышает эффективность подогревателя. При проведении профилактических и ремонтных работ теплоноситель 2 из каждого технологического отсека 4 сливается с помощью крана 19.

Claims (2)

1. Жидкостный проточный подогреватель природного газа, содержащий корпус, заполненный жидким теплоносителем и разделенный продольными перегородками на технологические отсеки, в которых размещены теплогенераторы пульсирующего горения, снабженные резонаторами, и трубы отвода горячих газов в дымовые трубы, а над перегородками расположен U-образный проточный теплообменник для подогрева потока природного газа, клапанно-смесительные устройства подачи топлива в теплогенераторы, труба подвода атмосферного воздуха и дымовые трубы, снабженные глушителями, установленные в примыкающем к корпусу подогревателя техническом отсеке, отличающийся тем, что в теплогенераторах пульсирующего горения установлены трубы-резонаторы, а на периферии размещены пучки нагревательных труб U-образной формы для нагрева теплоносителя горячими газами из камеры сгорания топлива в теплогенераторе через круговой распределительные коллекторы и отвода их в трубы отвода горячих газов через кольцевые приемные коллекторы, при этом трубы отвода горячих газов смещены относительно вертикальных осей теплогенераторов, а дымовые трубы дополнительно снабжены сборниками конденсата с возможностью слива его в буферный отсек, выполненный в основании корпуса подогревателя.

2. Жидкостный проточный подогреватель природного газа по п. 1, отличающийся тем, что каждый технологический отсек снабжен краном слива теплоносителя.