РЕГЕНЕРАТИВНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК
REGENERATIVE HEAT EXCHANGER

Изобретение относится к устройствам утилизации и регенеративного использования теплоты уходящих газов и может быть использовано в энергетической, химической, металлургической и других отраслях промышленности.
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].
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Использование изобретения позволит повысить эффективность и надежность работы теплообменника за счет исключения застойных зон, уменьшения газодинамического сопротивления, уменьшения габаритов при многоступенчатом исполнении противоточного теплообменника.
Источник информации
1. A.c. СССР №1183816. Опубл. 17.10.85. Бюл №37.