Установка для утилизации тепла

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТАНОВКА ДЛЯ УТИЛИЗАЦИИ ТЕПЛА(71) Заявитель Гродненское производственное республиканское унитарное предприятие ГПО Азот(72) Авторы Гудымов Эрнест Андреевич Родионов Борис НиколаевичЛангов Валерий Валентинович Курбатов Альберт Иванович Шаповал Иван Федорович Юрша Иосиф Антонович Мизюк Владимир Сергеевич(73) Патентообладатель Гродненское производственное республиканское унитарное предприятие ГПО Азот(57) 1. Установка для утилизации тепла, содержащая конвективную шахту со входным и выходным газоходами, испарительную поверхность нагрева со входным и выходным коллекторами, устройство для разделения пара и воды, питательный насос, циркуляционный насос, отличающийся тем, что входной газоход подключен к нижней части конвективной шахты, а выходной - к верхней, испарительная поверхность нагрева снабжена промежуточными коллекторами, расположенными в одиночку или попарно, а после единственного или последнего по ходу воды промежуточного коллектора на трубах испарительной поверхности нагрева установлены дроссельные шайбы, причем циркуляционный насос служит для подачи циркуляционной воды из устройства для разделения пара и воды во входной коллектор испарительной поверхности нагрева снизу. 2. Установка по п. 1, отличающийся тем, что между двумя попарно установленными промежуточными коллекторами установлен циклон-сепаратор, соединенный отводящим водопроводом с промежуточным коллектором, расположенным далее, и паропроводом с установленной на нем дроссельной шайбой - с устройством для разделения пара и воды.(56)2254 2, 1998.681313 1, 1979.1257156, 1967.2628777 2, 1978.1044832, 1966.1263254, 1972. Изобретение относится к установкам для утилизации тепла отходящих горячих газов промышленных производств и может быть использовано в любой отрасли промышленности, где есть аппараты и устройства, выбрасывающие горячие отработанные газы, например продукты сгорания органических топлив. Известна установка для утилизации тепла, содержащая конвективную шахту со входным и выходным газоходами, поверхность нагрева со входным и выходным коллекторами, устройство для разделения пара и воды, питательный насос, циркулярный насос, при этом входной газоход подключен к верхней части конвективной шахты, а выходной - к нижней части этой шахты 1. Эта установка обладает низкой надежностью. Вследствие того, что входной газоход подключен к верхней части конвективной шахты, а выходной газоход - к нижней части этой шахты, подача продуктов сгорания осуществляется сверху вниз, а поскольку в поверхности нагрева происходит (или может происходить) вскипание воды, подача ее всегда осуществляется снизу вверх, и поэтому самые горячие продукты сгорания встречаются с самой горячей водой или пароводяной эмульсией с максимальным паросодержанием, что при больших тепловых потоках и при высокой температуре приводит к перегреву трубы и выходу ее из строя. Вследствие того, что поверхность нагрева снабжена лишь входным и выходным коллекторами (и не имеет промежуточных коллекторов для снятия гидравлической разверки между трубами, а следовательно, не имеет дроссельных устройств на трубах после этих коллекторов, играющих ту же роль), в ней возможна значительная гидравлическая разверка между трубами, что ведет к тепловой разверке, перегреву труб и выходу их из строя. Наиболее близкой по технической сути и достигаемому эффекту к заявляемой является установка для утилизации тепла, содержащая конвективную шахту со входным и выходным газоходами, экономайзерную и испарительную поверхности нагрева со входными и выходными коллекторами, устройство для разделения пара и воды, питательный насос,циркуляционный насос, при этом входной газоход подключен к верхней части шахты, а выходной - к нижней части этой шахты 2. Эта установка также обладает низкой надежностью. Вследствие того, что входной газоход подключен к верхней части конвективной шахты, а выходной - к нижней части этой шахты, подача продуктов сгорания осуществляется сверху вниз, а поскольку в испарительной поверхности нагрева происходит вскипание воды, подача ее всегда осуществляется снизу вверх, и поэтому самые горячие продукты сгорания встречаются с пароводяной эмульсией с максимальным паросодержанием, что при больших тепловых потоках и при высокой температуре приводит к перегреву трубы и выходу ее из строя. Вследствие того, что испарительная поверхность снабжена лишь входным и выходным коллекторами, а промежуточные коллектора расположены лишь между экомайзерной и испарительной поверхностями (а испарительная поверхность не имеет промежуточных коллекторов для снятия гидравлической разверки между трубами, а следовательно, не имеет дроссельных устройств на трубах после этих коллекторов, играющих ту же роль), в ней возможна значительная гидравлическая разверка между трубами, что ведет к тепловой разверке, перегреву труб и выходу их из строя. 2 5786 1 Задачей изобретения является повышение надежности работы установки для утилизации тепла. Для решения поставленной задачи в установке для утилизации тепла, содержащей конвективную шахту со входным и выходным газоходами, испарительную поверхность нагрева со сходным и выходным коллекторами, устройство для разделения пара и воды,питательный насос, циркуляционный насос. Согласно изобретению, входной газоход подключен к нижней части конвективной шахты, а выходной - к верхней, испарительная поверхность нагрева снабжена промежуточными коллекторами, расположенными в одиночку или попарно, а после единственного или последнего по ходу воды промежуточного коллектора на трубах испарительной поверхности нагрева установлены дроссельные шайбы, причем циркуляционный насос служит для подачи циркуляционной воды из устройства для разделения пара и воды во входной коллектор испарительной поверхности нагрева снизу. Между двумя попарно установленными промежуточными коллекторами установлен циклон-сепаратор, соединенный отводящим водопроводом с промежуточным коллектором, расположенным далее, и паропроводом с установленной на нем дроссельной шайбой - с устройством для разделения пара и воды. Благодаря тому, что входной газоход подключен к нижней части конвективной шахты,а выходной к верхней, а подача воды всегда осуществляется снизу вверх, самые горячие продукты сгорания встречаются с водой с минимальной температурой, что приводит к низким температурам стенки в самых опасных местах и повышению надежности работы всей установки. Благодаря тому, что испарительная поверхность снабжена промежуточными коллекторами, расположенными в одиночку или попарно, рабочая длина труб сокращается, вода(или пароводяная эмульсия) перемешиваются, гидравлическая разверка между трубами ликвидируется, что приводит к резкому снижению вероятности тепловой разверки и повышает надежность работы в целом. Благодаря тому, что после единственного или последнего по ходу воды промежуточного коллектора на трубах испарительной поверхности установлены дроссельные шайбы,расход воды в каждую из труб устанавливается одинаковым, что резко снижает вероятность гидравлической (а следовательно, и тепловой) разверки в далее расположенных участках труб, что ведет к повышению надежности работы всей установки в целом. Благодаря тому, что по одному из вариантов между двумя попарно установленными промежуточными коллекторами установлен циклон-сепаратор, соединенный водопроводом с далее расположенным промежуточным коллектором, а паропроводом с установленной на нем дроссельной шайбой с устройством для разделения пара и воды, появляется возможность отвести пар, образовавшийся в нижней части испарительной поверхности в устройство для разделения воды и пара, что приведет к снижению разверки между трубами и повышению надежности работы всей установки в целом. Установка для утилизации тепла представлена на фиг. 1. Установка содержит конвективную шахту 1 со входным 2 и выходным 3 газоходами,испарительную поверхность 4 с входным 5 и выходным 6 коллекторами, устройство для разделения пара и воды 7. Питательный насос 8, циркуляционный насос 9, промежуточные коллекторы 10, дроссельные шайбы 11. Вариант установки для утилизации тепла представлен на фиг. 2. Эта установка дополнительно содержит циклон-сепаратор 12 с отводящим водопроводом 14 и паропроводом 15, снабженным дроссельной шайбой 16. Установка для утилизации тепла, согласно фиг. 1, работает следующим образом. По подводящему газоходу 2 в конвективную шахту 1 осуществляют подачу горячих продуктов сгорания снизу вверх. Питательным насосом 8 в устройство для разделения пара и воды 7 осуществляют подачу циркуляционной воды во входной коллектор 5 испарительной поверхности 4. Пройдя по нижней части испарительной поверхности 4, вода нагревается и 3 5786 1 поступает в промежуточные коллектора 10, после которых установлены дроссельные шайбы 11. Коллектора 10 ликвидируют гидравлическую разверку между трубами, образовавшуюся в нижней части поверхности 4, шайбы 11 снижают возможность образования разверки в верхней части поверхности 4. Проходя по верхней части поверхности 4 вода частично испаряется и пароводяная эмульсия направляется в выходной коллектор 6, а затем в устройство 7. Охлажденные продукты сгорания удаляются из шахты 1 по газоходу 3. В устройстве 7 происходит отделение пара от воды. Пар удаляется из устройства 7 на дальнейшее использование, а горячая вода смешивается с питательной водой, подаваемой насосом 8, и насосом 9 снова подается в испарительную поверхность 4. Вариант установки для утилизации тепла, согласно фиг. 2, используется в том случае,когда в нижней части поверхности нагрева 4 образуется слишком много пара. Отличие работы установки, согласно фиг. 2, в том что пар после нижнего промежуточного коллектора 10 поступает в циклон-сепаратор 12, из которого вода по водопроводу 14 поступает в верхний промежуточный коллектор 10, а пар по паропроводу 15 - в устройство 7. Дроссельная шайба 16 создает сопротивление, равное сопротивлению верхней части испарительной поверхности 4, и препятствует проходу воды непосредственно в устройство 7. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.