КОМБИНИРОВАННЫЙ КОТЕЛ Российский патент 1995 года по МПК F22B33/02 

Изобретение относится к котлостроению и может быть использовано в котлах для одновременного снабжения потребителя горячей водой и паром.

Известен комбинированный котел, содержащий топочное устройство и автономные подводящие и отводящие трубы, закрепленные в трубных решетках верхних и нижних барабанов с образованием водогрейного и парового контура частично заполнен водой. Паровой контур котла снабжен паросепарирующими устройствами в виде выносных циклов с горизонтальными уравнительными емкостями из труб 426Х11 мм, имеющими малый запас воды и требующими непрерывной подпитки их сетевой водой. Недостатком котла является то, что при периодическом отключении электроэнергии, что часто имеет место в сельской местности, и остановке при этом сетевых насосов происходит быстрое срабатывание уровня в паровом контуре, влекущее за собой останов котла и потери в выработке пара. Это также обуславливает необходимость постоянного присутствия оператора во избежание аварийной ситуации. Не предусмотрена также возможность кратковременного увеличения выработки пара для нужд потребителя.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков.

Поставленная цель достигается тем, что известный котел снабжен частично заполненным водой баком-аккумулятором, размещенным в верхнем барабане водогрейного контура, и трубопроводами, каждый из которых снабжен своим запорным органом, причем бак-аккумулятор и верхний барабан парового контура сообщены между собой посредством упомянутых трубопроводов, один из которых подключен ниже уровней воды в баке и барабане, а другой выше этих уровней. Топочное устройство может быть выполнено в виде прямоугольной в плане камеры, размещенной над горелками в зоне одного из торцев нижнего барабана с образованием боковых каналов для охлаждающей среды.

Котел может быть снабжен колосниковой решеткой, размещенной над камерой топочного устройства с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси.

Котел может быть также снабжен экраном, выполненным из горизонтальных труб, причем экран размещен за топочным устройством по ходу газов под углом к плоскости трубной решетки и подключен к трубам.

На фиг.1-3 изображены предлагаемый комбинированный котел.

Комбинированный котел содержит топочное устройство 1 и автономные подводящие и отводящие трубы водотрубных экранов 2 и котельного пучка 3, закрепленные в трубных решетках 4 верхних 5 и нижних 6 барабанов с образованием путем установки в последних перегородки 7 водогрейного 8 и парового 9 контуров. Барабаны 5 и 6 выполнены из полуобечаек 10 и трубных решеток 4. Верхний барабан 5 парового контура 9 частично заполнен водой.

Котел снабжен заполненным водой баком-аккумулятором 11, размещенным в верхнем барабане 5 водогрейного контура 8. Бак-аккумулятор 11 и верхний барабан 5 парового контура 9 сообщены между собой трубопроводами 12, каждый из которых снабжен своим запорным органом 13, причем один из упомянутых трубопроводов 12 подключен ниже уровней воды в баке 11 и барабане 5, а другой выше этих уровней. Топочное устройство 1 выполнено в виде прямоугольной в плане камеры 14, размещенной над газовыми горелками 15 в зоне одного из торцов барабана 6 с образованием боковых каналов 16 для охлаждающей среды. Над камерой 14 размещена с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси 17 колосниковая решетка 18. За топочным устройством 1 по ходу газов размещен под углом к плоскости трубной решетки 4 экран 19 из горизонтальных труб, подключенных к трубам экранов 2.

Водогрейный 8 и паровой 9 контуры и бак-аккумулятор 11 подключены штуцерами 20 с запорной арматурой, соответственно, к отопительной системе, к линиям подвода сетевой воды и отвода пара, к линиям подвода сетевой воды и отвода горячей воды на собственные нужды. На выходе из котла установлен короб 21 отвода дымовых газов.

Котел работает следующим образом.

При сжигании твердого топлива колосниковая решетка 18 находится в горизонтальном положении. При сжигании газа решетка 18 вращением вокруг оси 17 переводится в вертикальное положение. Образовавшиеся при сжигании газового топлива дымовые газы омывают водотрубные экраны 2 над топочным устройством 1, проходят через раскаленные каналы решетки 18, дожигаясь при этом, последовательно омывают водотрубные экраны 2 и трубы котельного пучка 3 и, охлажденные, через короб 21 покидают котел. При этом происходит нагрев воды в водогрейном контуре 8, включенном в отопительную систему преимущественно без водоразбора. За счет тепла воды в барабане 5 водотрубного контура 8 происходит нагрев воды в баке-аккумуляторе 11, служащем для хранения разбираемой на хозяйственные нужды горячей воды и периодически подпитываемым сетевой водой.

В паровом контуре 9, постоянно подпитываемом сетевой водой, происходит выработка пара, отводимого потребителю. В случае необходимости быстрого увеличения выработки пара (например, на фермах для пропаривания емкостей перед дойкой, для запарки кормов, и т.д.) прекращают подачу в паровой контур 9 сетевой воды и открывают запорную арматуру 13 на линиях 12. При этом в паровой контур 9 вместо холодной сетевой воды поступает горячая вода из бака-аккумулятора 11, что при той же тепловой нагрузке на трубы котельного пучка 3 быстро увеличивает выработку пара. При уменьшении потребности в паре закрывают арматуру 13, подпитку парового контура 9 производят сетевой водой, восcтанавливают объем воды в баке-аккумуляторе 11 и продолжают работу котла в номинальном режиме.

Аналогично осуществляют работу котла и при отключении электроэнергии и остановке сетевых насосов. При этом бак-аккумулятор 11 может быть отключен от сети горячего водоснабжения. Вследствие большого, как правило, объема воды в баке-аккумуляторе 11 работа котла в режиме подпитки парового контура 9 горячей водой из бака-аккумулятора 11 может продолжаться достаточно долго.

При этом повышается надежность работы котла, так как уровень воды в паровом контуре 9 срабатывается значительно медленнее, чем снижает требования к постоянному присутствию оператора. И только при долговременном отключении электроэнергии производится останов котла.

Экран 19 защищает от перегрева трубную решетку 4 нижнего барабана 6, весьма чувствительную к перегреву при образовании под ней паровой подушки, и предотвращает проникновение в газоход частиц топлива при его шуровке на колосниковой решетке 18.

Зона установки газовых горелок 15 надежно охлаждается водой в карманах 16 барабана 6.

Использование: энергетика, котлостроение. Сущность изобретения: котел содержит топочное устройство 1, выполненное в виде прямоугольной в плане камеры, размещенной в нижнем барабане 6, в зоне одного из его торцев. Камера размещена над газовыми горелками 15 с образованием боковых каналов охлаждающей среды. Верхний барабан 5 частично заполнен водой и снабжен баком-аккумулятором 11, причем последний сообщен с барабаном 5 посредством трубопровода 12, каждый из которых снабжен своим запорным органом 13. Один трубопровод 12 подключен ниже уровней воды в баке 11 и барабане 5, а другой - выше этих уровней. Над топочным устройством 1 размещена с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси 17 колосниковая решетка 18. За топочным устройством 1 по ходу газов под углом к плоскости трубной решетки размещен экран 19 из горизонтальных труб, подключенных к трубам экранов 2. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. КОМБИНИРОВАННЫЙ КОТЕЛ, содержащий топочное устройство и автономные подводящие и отводящие трубы, закрепленные в трубных решетках верхних и нижних барабанов с образованием водогрейного и парового контуров, причем верхний барабан парового контура частично заполнен водой, отличающийся тем, что он снабжен частично заполненным водой баком-аккумулятором, размещенным в верхнем барабане водогрейного контура, и трубопроводами, каждый из которых снабжен своим запорным органом, причем бак-аккумулятор и верхний барабан парового контура сообщены между собой посредством упомянутых трубопроводов, один из которых подключен ниже уровней воды в баке и барабане, а другой выше этих уровней. 2. Котел по п.1, отличающийся тем, что топочное устройство выполнено в виде прямоугольной камеры, размещенной над горелками в зоне одного из торцов нижнего барабана с образованием боковых каналов для охлаждающей среды. 3. Котел по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что он снабжен колосниковой решеткой, размещенной над камерой топочного устройства с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси. 4. Котел по пп.1 3, отличающийся тем, что он снабжен экраном, выполненным из горизонтальных труб, причем экран размещен за топочным устройством по ходу газов под углом к плоскости трубной решетки и подключен к трубам.