КОТЕЛ Российский патент 1994 года по МПК F23C9/00 

Изобретение относится к топочной технике и может быть использовано для повышения эффективности и надежности в работе котельного агрегата.

Известен котел, содержащий камеру рециркуляции, на боковой поверхности которой расположены тангенциально направленные сопла [1] . При этом реализуется достаточно высокая стабильность характеристик массообмена. Однако из-за неравномерного распределения температур в продуктах сгорания по ширине котельного агрегата вследствие более интенсивного охлаждения части продуктов сгорания вблизи экранных поверхностей сохраняется значительная тепловая развертка перед конвективными поверхностями нагрева.

Наиболее близким к предлагаемому является котел содержащий горизонтальный газоход с боковыми, верхней и нижней стенками, в двух последних выполнены отверстия, в которых установлены сопла для ввода газов рециркуляции, подключенные к коллекторам, причем ось центрального отверстия расположена в вертикальной плоскости симметрии газохода, значение угла по отношению к вектору движения топочных газов возрастает от угловых сопел к приосевым [2] .

Недостатками этого котла являются относительно невысокая интенсивность смешения по длине и сложность выполнения.

Целью изобретения является повышение интенсивности массообменных процессов надежности в работе котла при переменных режимах.

На фиг. 1 показан предлагаемый котел; на фиг. 2 - поперечное сечение газохода котла; на фиг. 3 - одно из сопел.

Котел содержит вертикальную радиационную шахту 1 и горизонтальный газоход 2. На стенках газохода 2 (на фиг. 2 только на одной верхней стенке газохода 2) расположены сопла 3. Величина погружения сопел 3 в проточную часть газохода 2 равная, при этом она уменьшается от вертикальной плоскости симметрии газохода 2 к его боковым стенкам. Входные срезы 4 сопел 3 расположены в полости коллекторов 5, которые снабжены дроссельными задвижками 7. Сопла 3 установлены с возможностью автономного осевого перемещения за счет, например, резьбового соединения с промежуточным телом - пластиной 8.

Котел работает следующим образом.

Поток продуктов сгорания из радиационной шахты 1 поступает в горизонтальный газоход 2, разворачиваясь при этом на 90^о. Вследствие более интенсивного охлаждения периферийных слоев потока продуктов сгорания перед сечением расположения сопел 3 в потоке реализуется неравномерное распределение температур, подчиняющееся зависимости = 1-kz². При этом для значений К, типичных для современных котельных агрегатов, максимальная неравномерность температурного поля продуктов сгорания достигает 80^оС и больше. Здесь = Z/2H, = T/T_mах, где H - ширина топки (газохода); Z - текущая координата (аппликата); Т - текущая (по ширине газохода) температура; Т_max - максимальное значение температуры в потоке продуктов сгорания (в центре оси газохода). Газы рециркуляции, отбираемые в пределах конвективной шахты (не показана) поступают по патрубкам 6 в автономные коллекторы 5, а из них через входные срезы 4 - в сопла 3, глубина погружения которых в проточную часть газохода 2 разная. Затем струи из сопел 3 через их выходные срезы истекают в поток продуктов сгорания. При этом реализуется интенсивный массообмен и выравнивание поля температур в потоке продуктов сгорания перед конвективными поверхностями нагрева. За счет изменения относительных расходов рециркулирующих газов по отдельным зонам (по ширине газохода 2) и глубины погружения сопел 3 в проточную часть устраняется как глобальная неравномерность в потоке смеси, так и обеспечивается оптимальное распределение по газоходу 2.

Установлено, что за счет изменения перераспределения расхода рециркулирующих газов и глубины погружения выходных срезов сопел по ширине газохода обеспечивается не только оптимальный массообмен при расчетном (номинальном) режиме, но и при изменении условий эксплуатации при переменных режимах работы. (56) 1. Беликовский Ю. Б. , Маршал Ю. Л. и Темирбаев Д. Ж. Исследование развития струй рециркуляции в закрученном потоке. - ИВУЗ, Энергетика, 1981, N 10, с. 113-116.

2. Авторское свидетельство СССР 1548595, кл. F 23 C 9/00, 1990.

Использование: в теплоэнергетике, в частности в котельных агрегатах. Сущность изобретения: котел содержит горизонтальный газоход 2. На верхней стенке газохода выполнены отверстия, в которых установлены сопла 3 для ввода газов рециркуляции, подключенные к коллекторам 5. Выходные срезы сопел 3 заведены в газоход на величину, уменьшающуюся по направлению от вертикальной плоскости симметрии газохода к его боковым стенкам. Сопла 3 установлены с возможностью автономного осевого премещения. Коллекторы 5 выполнены автономными для каждого сопла 3. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. КОТЕЛ, содержащий горизонтальный газоход с боковыми, нижней и верхней стенками, по крайней мере в последней из них выполнены центральное и периферийные отверстия, в которых установлены сопла для ввода газов рециркуляции, подключенные к коллекторам, причем ось центрального отверстия расположена в вертикальной плоскости симметрии газохода, отличающийся тем, что, с целью интенсификации массообменных процессов и повышения надежности котла при переменных режимах, выходные срезы сопл заведены в газоход на переменную величину, уменьшающуюся по направлению от вертикальной плоскости симметрии газохода к его боковым стенкам. 2. Котел по п. 1, отличающийся тем, что сопла установлены с возможностью автономного осевого перемещения, а коллекторы выполнены автономными для каждого сопла, входной срез которого заведен в полость соответствующего коллектора.