Регенеративные теплообменные аппараты с неподвижной и подвижной насадками

Теплообменными аппаратами (теплообменниками) называются устройства, предназначенные для обмена теплом между греющей и обогреваемой рабочими средами.

Регенеративными называются такие теплообменные аппараты, в которых два или большее число теплоносителей попеременно соприкасаются с одной и той же поверхностью нагрева. Во время соприкосновения с различными теплоносителями поверхность нагрева или получает тепло и аккумулируем его, а затем отдает, или, наоборот, сначала отдает аккумулированное тепло охлаждается, а затем нагревается.

Теплообменники, в которых периодически изменяются подача и отвод теплоносителей, называются теплообменниками периодического действия. Большинство регенеративных теплообменников работает по принципу периодического действия (регенеративные теплообменники с неподвижными насадками).

Теплообменники такого типа могу работать и непрерывно. В этом случае вращающаяся насадка (или стенка) попеременно соприкасается с потоками разных теплоносителей и непрерывно переносит тепло из одного потока в другой.

Регенеративные теплообменники с неподвижными насадками обычно состоят из двух аппаратов, корпуса которых заполняют насадкой. В качестве насадков обычно применяют: огнеупорный кирпич, металл различного профиля (пластины, листы, шары), фольгу. Эта насадка попеременно нагревается при соприкосновении с горячим теплоносителем, затем, соприкасаясь с холодным теплоносителем, отдает ему свою теплоту.

Рис. Регенеративный теплообменник с неподвижными насадками. I и II – холодный и горячий теплоносители, 1 и 2 – регенеративные теплообменники с насадкой, 3 и 4 – клапаны.

В период нагрева насадки через аппарат 1 пропускают горячий газ, который охлаждается и поступает на дальнейшую переработку, а через другой аппарат 2 – холодный газ, отнимающий теплоту у насадки, разогретый в предыдущем цикле. Каждый цикл, таким образом, состоит из двух периодов: разогрева насадки и её охлаждения. Переключение аппаратов после каждого периода нагревания и охлаждения, длящегося обычно по нескольку минут, происходит автоматически с помощью клапанов 3 и 4.

Регенеративные теплообменники с подвижной насадкой. Наиболее широкое применение в среднетемпературных процессах получили воздухоподогреватели непрерывного действия с вращающимся ротором системы «Юнгстрем». Регенеративные вращающиеся подогреватели (РВП) применяют на электростанциях в качестве воздухонагревателей для использования теплоты дымовых газов, выходящих из котлов. В качестве насадки в них используют плоские или гофрированные металлические листы, прикрепленные к валу. Насадка в виде ротора вращается в вертикальной или горизонтальной плоскости и попеременно омывается то горячими газами, (при этом нагреваясь), то холодным воздухом (при этом охлаждаясь).

Рис. Регенеративные теплообменники с подвижной насадкой системы «Юнгстрем». I, II-теплоносители, 1-вал аппарата, 2-насадка, 3-корпус аппарата.

Достоинствами РВП перед регенераторами с неподвижной насадкой являются: непрерывный режим работы, практически постоянная средняя температура нагреваемого воздуха, компактность. Недостатками — дополнительный расход электроэнергии, сложность конструкции и невозможность герметичного отделения полости нагрева от полости охлаждения, поскольку через них проходит одна и та же вращающаяся насадка.