УСТРОЙСТВО ДЛЯ УТИЛИЗАЦИИ ТЕПЛА ДЫМОВЫХ ГАЗОВ

Полезная модель относится к теплообменной технике и может быть использована для утилизации.
Известен рекуператор [А.С. СССР №1129465, з. 08.02.83 г., опубл. 15.12.84 г.], содержащий теплообменные элементы, подключенные к подводящему и отводящему коллекторам и снабженные на входном со стороны газов участке защитным экраном, при этом, с целью повышения надежности путем снижения тепловых нагрузок, защитный экран выполнен из тепловых труб, конденсационные участки которых размещены в подводящем коллекторе. В общем случае тепло от конденсационного участка тепловой трубы воспринимается потоком холодного воздуха, но в случае прекращения подачи воздуха все тепло тепловой трубы отводится в аварийном коллекторе, подключенном к независимому теплоносителю (например, воде).
Известен котел-утилизатор [А.С. СССР №1504466, з. 03.11.87 г., опубл. 30.08.89 г.], содержащий тепловые трубы, зоны испарения и конденсации которых установлены поперечными рядами соответственно в конвективной камере газохода и за его пределами, в котором, с целью повышения экономичности путем снижения потерь тепла и интенсификации теплообмена, тепловые трубы выполнены ל-обраной формы и расположены в шахматном порядке относительно тепловых труб смежного ряда, а зоны конденсации каждого ряда тепловых труб по длине газохода смещены относительно одна другой с чередованием через одну.
В качестве прототипа выбрана устройство теплоутилизационная установка [А.С. СССР №1267103, з. 14.07.84 г., опубл. 30.10.86 г.], содержащая пакеты вертикальных термосифонов (т.е. вертикально установленных тепловых труб, в которых возврат (отекание) сконденсировавшейся рабочей жидкости в зону испарения происходит за счет действия силы тяжести), нижними испарительными и верхними конденсационными участками размещенных соответственно в газоходе и камере нагреваемой среды с овальным поперечным сечением, установленной над газоходом с образованием зазора, причем в своде газохода и нижней стенке камеры в зоне прохождения термосифонов выполнены проемы, причем установка дополнительно содержит обечайки с верхним и нижним фланцами, образующими разъем, проемы в своде газохода и нижней стенке камеры нагреваемой среды выполнены общими для каждого пакета термосифонов и плотно соединены между собой указанными обечайками, причем нижний фланец последних выполнен в виде трубной доски, в которой закреплены термосифоны.
Задачей полезной модели являлось создание устройства для утилизации тепла дымовых газов, простого, надежного и экономичного в производстве, монтаже и эксплуатации.
Указанная задача решается устройством для утилизации тепла дымовых газов, содержащим, по меньшей мере, одну тепловую трубу, размещенную испарительным участком в газоходе (дымоходе), а конденсационным в камере нагреваемой среды, в котором, согласно предложения, испарительный участок выполнен в виде кольцевой камеры, установленной концентрично оси газохода, а газоход в месте размещения кольцевой камеры выполнен с расширением, при этом внутреннее пространство тепловой трубы над рабочей жидкостью вакуумировано.
При вакуумировании внутреннего пространства тепловой трубы целесообразно установливать разрежение, соответствующее давлению насыщенных паров рабочей жидкости при температуре не менее 60°С.
Соотношение площадей испарительного и конденсационного участков тепловой трубы выбирается равным не более 1:25.
Полезная модель поясняется чертежами
На фиг.1 изображен общий вид устройства для утилизации дымовых газов, на фиг.2 представлена схема устройства испарительного участка тепловой трубы.
Устройство для утилизации тепла дымовых газов содержит тепловую трубу 1, размещенную испарительным участком 2 в газоходе 3, а конденсационным участком 4 в камере 5 нагреваемой среды, например, воды. Для снижения гидравлического сопротивления в газоходе 3, а также для уменьшения количества рабочей жидкости и, как следствие, уменьшения времени разогрева ее до рабочей температуры, уменьшения материалоемкости конструкции и удобства эксплуатации испарительный участок 2 тепловой трубы 1 выполнен в виде кольцевой камеры (т.е. в виде трубы круглого сечения с пустотелой стенкой, а газоход 3 в месте расположения испарительного участка 2 имеет расширение. Испарительный участок 2 установлен концентрично оси газохода 3. Внутреннее пространство тепловой трубы над рабочей жидкостью вакуумировано.
Устройство работает следующим образом.
Во внутреннюю полость испарительного участка 2 заливается рабочая жидкость, над поверхностью рабочей жидкости создается разрежение, соответствующее давлению насыщенных паров рабочей жидкости при Тº≥60°С. Соотношение площадей испарительного 2 и конденсационного 4 участков тепловой трубы 1 составляет не более 1:25.
Вышеперечисленное приводит к тому, что рабочая жидкость в тепловой трубе 1 закипает (тепловая труба начинает работать) только при нагреве испарительного участка 2 выше точки росы дымовых газов, а время нагрева испарительного участка 2 сведено к минимуму (20-40 секунд), что соответственно минимизирует воздействие агрессивных жидкостей, образующихся при конденсации водяного пара на поверхности испарительного участка, на материал тепловой трубы. Высокий коэффициент теплосъема с испарительного участка 2, характерный для тепловой трубы (≈5000 W/м.кв. х°С), позволяет выполнить поверхности испарительного участка 2 гладкой, что предотвращает скапливание конденсата на поверхности испарительного участка во время его нагрева и при последующей работе устройства.