Патент на полезную модель Республики Беларусь

1. ОПИСАНИЕ
ПОЛЕЗНОЙ
МОДЕЛИ К
ПАТЕНТУ
(12)
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(19) BY (11) 7157
(13) U
(46) 2011.04.30
(51) МПК (2009)
F 23L 15/00
(54) ТЕПЛООБМЕННАЯ НАБИВКА
РЕГЕНЕРАТИВНОГО ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЯ
(21) Номер заявки: u 20100676
(22) 2008.10.21
(31) 2008103368 (32) 2008.01.29 (33) RU
(86) PCT/RU2008/000659, 2008.10.21
(87) WO 2009/096812, 2009.08.06
(71) Заявитель: Общество с ограниченной
ответственностью "Северная межот-
раслевая компания "Альтернатива"
(RU)
(72) Автор: Комягин Владимир Дмитрие-
вич (RU)
(73) Патентообладатель: Общество с огра-
ниченной ответственностью "Северная
межотраслевая компания "Альтерна-
тива" (RU)
(57)
1. Теплообменная набивка регенеративного воздухоподогревателя, содержащая паке-
ты холодного и горячего слоев, каждый из которых состоит из каркаса (1) и уложенных в
нем чередующихся заполняющих и дистанционирующих металлических профилирован-
ных листов (4, 5), причем профиль всех заполняющих листов имеет форму волны, гребни
которой по высоте листа расположены под углом 30° к направлению аэродинамического
потока (А), а профиль всех дистанционирующих листов (5) помимо таких же волн имеет
отстоящие друг от друга гофры (6) в виде волны большей высоты, расположенной парал-
лельно направлению аэродинамического потока (А), отличающаяся тем, что каркас (1)
содержит боковые и торцевые стенки в виде сплошных листов (2, 3), при этом параметры
профиля листов горячего слоя составляют (мм):
высота волны (В) заполняющего листа (4) 3,5-3,8
высота волны (a) дистанционирующего листа (5) 3,1-3,8
шаг (tв) волны заполняющего и дистанционирующего листов (4, 5) 13-17
расстояние (tг) между гофрами (6) дистанционирующего листа (5) 29-81
высота (hг) гофра (6) дистанционирующего листа (5) 8,0-14,0,
а параметры профиля листов холодного слоя составляют:
высота (В) волны заполняющего листа (4) 3,0-3,3
высота (a) волны дистанционирующего листа (5) 2,8-3,4
шаг (tв) волны заполняющего и дистанционирующего листов (4, 5) 13-17
расстояние (tг) между гофрами (6) дистанционирующего листа (5) 29-81
высота (hг) гофра (6) дистанционирующего листа (5) 11,0-14,0.
Фиг. 2
BY7157U2011.04.30

2. BY 7157 U 2011.04.30
2
2. Теплообменная набивка по п. 1, отличающаяся тем, что заполняющие и дистанци-
онирующие листы (4, 5) уложены в каркасе (1) по существу в радиальном направлении.
3. Теплообменная набивка по п. 1, отличающаяся тем, что высота листов (4, 5)
набивки горячего слоя не превышает 700 мм.
(56)
1. SU 1105734.
2. http://www.bemz.biz.
3. http://www.paragonairheater.com/basketed_elements.htm.
Полезная модель относится к теплообменным набивкам регенеративных вращающих-
ся воздухонагревателей и может быть использована преимущественно в теплоэнергетике.
Известна набивка регенеративного воздухоподогревателя по [1], содержащая охвачен-
ный кожухом пакет металлических пластин с продольными дистанционирующими гофра-
ми. При этом пластины расположены в тангенциальном направлении. Известная набивка
имеет небольшую металлоемкость за счет выполнения пластин и кожуха одинаковой тол-
щины, однако обладает невысокой эффективностью теплообмена, что вызвано используе-
мым профилем пластин.
Наиболее близкой к полезной модели является теплообменная набивка регенеративно-
го воздухоподогревателя Белоозерского энергомеханического завода [2], содержащая па-
кеты холодного и горячего слоев, каждый из которых состоит из каркаса и уложенных в
нем в тангенциальном направлении чередующихся заполняющих и дистанционирующих
металлических листов с профилем "KRAFTLAGEN" [3]. Профиль всех заполняющих ли-
стов имеет форму волны, гребни которой по высоте листа расположены под углом 30° к
направлению аэродинамического потока, а профиль всех дистанционирующих листов по-
мимо таких же волн имеет отстоящие друг от друга гофры в виде волны большей высоты,
расположенной параллельно направлению аэродинамического потока.
Однако параметры используемого в известной набивке профиля листов не позволяют
добиться максимальной теплообменной способности набивки.
Задачей полезной модели является повышение теплообменной способности за счет
выбора оптимальных параметров профилей как заполняющих, так и дистанционирующих
листов набивки.
Указанная задача решается тем, что в теплообменной набивке регенеративного возду-
хоподогревателя, содержащей пакеты холодного и горячего слоев, каждый из которых со-
стоит из каркаса и уложенных в нем чередующихся заполняющих и дистанционирующих
металлических профилированных листов, причем профиль всех заполняющих листов
имеет форму волны, гребни которой по высоте листа расположены под углом 30° к
направлению аэродинамического потока, а профиль всех дистанционирующих листов по-
мимо таких же волн имеет отстоящие друг от друга гофры в виде волны большей высоты,
расположенной параллельно направлению аэродинамического потока, согласно изобрете-
нию, каркас содержит боковые и торцевые стенки в виде сплошных листов, при этом па-
раметры профиля листов горячего слоя составляют (мм):
высота волны заполняющего листа 3,5-3,8
высота волны дистанционирующего листа 3,1-3,8
шаг волны заполняющего и дистанционирующего листов 13-17
расстояние между гофрами дистанционирующего листа 29-81
высота гофра дистанционирующего листа 8,0-14,0,
а параметры профиля листов холодного слоя составляют:
высота волны заполняющего листа 3,0-3,3
высота волны дистанционирующего листа 2,8-3,4

3. BY 7157 U 2011.04.30
3
шаг волны заполняющего и дистанционирующего листов 13-17
расстояние между гофрами дистанционирующего листа 29-81
высота гофра дистанционирующего листа 11,0-14,0.
Такие параметры профиля листов набивки в сочетании со сплошными стенками кар-
каса позволяют обеспечить оптимальное соотношение между аэродинамическим сопро-
тивлением набивки и интенсивностью теплообмена, что определяет, в конечном итоге,
возможность достижения максимальной теплообменной способности набивки. При этом
наличие сплошных стенок каркаса способствует исключению шунтирования газовоздуш-
ных потоков через боковые и торцевые поверхности пакетов набивки и в сочетании с оп-
тимальными габаритными размерами пакетов в плане позволяет обеспечить эффективное
уплотнение остающихся небольших зазоров (шунтов) между стенками пакетов и стенками
ячеек ротора регенеративных вращающихся воздухоподогревателей путем установки
накладок из металлических полос.
Предпочтительно заполняющие и дистанционирующие листы расположены в каркасе
по существу в радиальном направлении, что улучшает технологичность изготовления па-
кетов и облегчает возможность их установки в ячейках секторов ротора регенеративных
вращающихся воздухоподогревателей при наличии искривлений лучей на горячей сто-
роне ротора за счет меньшей жесткости пакета в тангенциальном направлении.
Кроме того, высота листов набивки горячего слоя преимущественно не превышает
700 мм.
На фиг. 1 изображен один из пакетов теплообменной набивки в соответствии с насто-
ящим изобретением, общий вид в перспективе;
на фиг. 2 показаны два смежных листа набивки в поперечном сечении;
на фиг. 3 - то же, вид в плане с частичным вырывом.
Изображенный на фиг. 1 пакет теплообменной набивки содержит каркас 1, боковые и
торцевые стенки которого выполнены в виде сплошных листов 2 и 3 соответственно. В
каркасе расположены по существу в радиальном направлении чередующиеся заполняю-
щие и дистанционирующие металлические профилированные листы 4 и 5 соответственно.
Профиль всех заполняющих листов 4 имеет форму волны (фиг. 2), гребни которой по высо-
те листа расположены под углом 30° к направлению аэродинамического потока А (фиг. 3).
Высота (В) волны заполняющих листов горячего слоя составляет 3,5-3,8 мм, шаг (tв) волны -
13-17 мм. Для холодного слоя высота (В) волны заполняющих листов составляет 3,0-3,3 мм,
шаг волны (tв) - 13-17 мм.
Дистанционирующие листы, кроме таких же волн имеют гофры 6 в виде волны большей
высоты (фиг. 2), расположенной параллельно направлению аэродинамического потока А
(фиг. 3). Гофры 6 обеспечивают необходимое расстояние С между уложенными в пакет
листами для прохода газовоздушного потока (фиг. 2). Дистанционирующие листы горячего
слоя имеют следующие параметры: высота волны (a) - 3,1-3,8 мм; шаг волны (tв) - 13-17 мм;
расстояние (tг) между гофрами - 29-81 мм; высота (hг) гофра - 8,0-14,0 мм. Для холодного
слоя высота (a) волны дистанционирующих листов составляет 2,8-3,4 мм; шаг (tв) волны -
13-17 мм; расстояние (tг) между гофрами - 29-81 мм; высота (hг) гофра -11,0-14,0 мм.
Таким образом, как для набивки горячего слоя, так и для набивки холодного слоя ис-
пользуются профили заполняющих и дистанционирующих листов одного вида, различа-
ющиеся лишь своими геометрическими параметрами.
Толщина листов горячего слоя составляет 0,5-1,0 мм, а холодного слоя - 0,5-1,6 мм.
Предпочтительно высота Н (фиг. 3) листов для горячего слоя составляет не более 700 мм.
Профили заполняющих и дистанционирующих листов набивки с указанными выше па-
раметрами позволяют интенсифицировать теплообмен и, как результат, получить увеличе-
ние теплосъема с единицы поверхности и повышение устойчивости поверхности набивки к
загрязнению, что подтверждено результатами эксплуатации на электростанциях.

4. BY 7157 U 2011.04.30
4
В таблице приведены данные сравнительных испытаний типовой набивки и новой
набивки, выполненной в соответствии с изобретением.
Величина
Размер-
ность
Значения параметров
Горячий профиль Холодный профиль
известная новая известная новая
Толщина листов мм 0,7 0,7 1,2 1,2
Высота волны заполняющего листа мм 2,3 3,5-3,8 нет 3,1-3,8
Высота волны дистанционирующего
листа
мм 2,3 3,1-3,8 нет 2,8-3,4
Шаг волны заполняющего и дистан-
ционирующих листов
мм 15,25 13-17 нет 13-17
Расстояние между гофрами дистан-
ционирующего листа
мм 76 29-81 40 29-81
Высота гофра дистанционирующего
листа
мм 9,0 8-14 13,2 11-14
Компактность набивки м2
/м3
365 354-280 325 297-235
Плотность набивки кг/м3
1002,8 972,6-770 1530,7 1399-1107
Коэффициент тепловой эффективности 0,037 0,048 0,021 0,048
Относительная высота набивки при
одинаковом теплосъеме
% 100 79,5-100,0 100 48,0-60,0
Высокие теплообменные показатели набивки позволяют уменьшить общую площадь
теплообменной поверхности набивки. Меньшая площадь теплообменной поверхности
позволяет уменьшить ее вес и обеспечить расчетный теплосъем в регенеративных враща-
ющихся воздухоподогревателях с набивкой меньшей высоты и соответственно меньшим
аэродинамическим сопротивлением, что позволит уменьшить габариты ротора на стадии
его проектирования.
Уменьшение длины канала (разбивка суммарной высоты горячего слоя на несколько
ярусов, высота каждого из которых не превышает 700 мм) позволяет повысить коэффициент
теплоотдачи поверхности набивки за счет турбулизации потоков газа и воздуха в разрывах
между ярусами набивки горячего слоя и, таким образом, получить дополнительный устойчи-
вый теплосъем по сравнению с проектным исполнением пакетов набивки горячего слоя.
Фиг. 1 Фиг. 3
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.