ПОВЕРХНОСТЬ НАГРЕВА КОТЛА Российский патент 1995 года по МПК F22B37/20 

Изобретение касается котлостроения и может быть использовано в котельных агрегатах.

Известна поверхность нагрева котла, имеющего в корпусе топку и конвективный газоход, содержащая общий для последнего и топки экран, а также боковые и задний экраны из вертикальных труб [1]
Недостатком известной поверхности нагрева является ее пониженная надежность из-за золовых отложений на поверхностях труб.

Известна поверхность нагрева котла, в которой для устранения указанного недостатка задний экран имеет отогнутые из плоскости экрана участки, образующие карман, в котором на горизонтальном участке по крайней мере на двух вертикальных опорных пластинах установлен теплообменный пакет [2] При этом одна из опорных пластин расположена в плоскости вертикальных участков труб экрана.

Недостатком такой конструкции при установке котла на фундамент является низкая несущая способность корпуса при землетрясении в области кармана ввиду ослабления заднего экрана конвективного газохода и примыкающих к нему в этом районе боковых экранов, кроме того, не используется несущая способность поверхности нагрева для подкрепления корпуса в зоне ослабления.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков.

Поставленная цель достигается тем, что поверхность нагрева котла, имеющего в корпусе топку и конвективный газоход, содержащая общий для последнего и топки экран, а также боковые и задний экраны из вертикальных труб, последний из которых имеет отогнутые из плоскости экрана участки, образующие карман, в котором на горизонтальном участке по крайней мере на двух вертикальных опорных пластинах установлен теплообменный пакет, причем одна из опорных пластин расположена в плоскости вертикальных участков труб экрана, дополнительно снабжена ограничителями горизонтальных перемещений и взаимодействующими с ними упорами, размещенными выше и ниже теплообменного пакета, причем упоры закреплены на пластине, размещенной в плоскости вертикальных участков труб экрана, а ограничители на трубах последнего.

Поверхность нагрева может быть снабжена по крайней мере двумя опорами, на которых размещена пластина, расположенная в плоскости вертикальных участков труб заднего экрана, причем опоры установлены с возможностью горизонтального перемещения относительно экрана. Поверхность нагрева может быть также снабжена вертикальными балками, продольно размещенными на боковых экранах со стороны заднего экрана, причем балки закреплены на поясах жесткости, размещенных в зоне кармана над и под последним, и на боковых экранах с возможностью продольного и поперечного перемещения относительно последних.

Предлагаемая конструкция позволяет усилить задний экран в районе кармана и прилегающие к нему участки боковых экранов, передать поперечные сейсмические нагрузки на несущие металлоконструкции и тем самым повысить надежность работы котла.

На фиг.1 показан предлагаемый котел, продольный разрез; на фиг.2 узел I на фиг.1; на фиг.3 разрез А-А на фиг.2; на фиг.4 узел II на фиг.3; на фиг.5 узел III на фиг.3, вид сверху.

Поверхность нагрева котла, имеющего в корпусе 1 топку 2 и конвективный газоход 3, содержит общий для последнего и топки 2 экран 4, а также боковые 5, 6 и задний 7 экраны из вертикальных труб. Задний экран 7 имеет отогнутые из его плоскости участки, образующие карман 8, в котором на двух вертикальных опорных пластинах 9 и 10 установлен теплообменный пакет 11, причем опорная пластина 9 расположена в плоскости вертикальных участков труб экрана 7. Опорная пластина 9 выполнена в виде дистанционных гребенок 12, сваренных между собой в процессе сборки с образованием перфорированной пластины, к которой сверху и снизу приварены балки 13 и 14, на которых закреплены упоры 15, взаимодействующие с ограничителями горизонтальных перемещений 16, закрепленными на трубах экрана 7 выше и ниже теплообменного пакета 11. К балке 14 прикреплены опоры 17, установленные на опорные поверхности 18 экрана 7, а также пластины 19 с горизонтально ориентированными овальными отверстиями, скрепленные штифтами 20 с пластинами 21, закрепленными на экране 7.

К балкам поясов жесткости 22, установленным у боковых экранов 5 и 6 над и под карманом 11 вблизи экрана 7, прикреплены парные ребра 23. К последним посредством штифтов 24 закреплены с возможностью продольного перемещения вертикальные балки 25. К последним по длине прикреплены штыри 26, взаимодействующие с пластинами 7 с вертикально ориентированными отверстиями, жестко скрепленными с выравнивающими проставками 28, приваренными к трубам 29 экранов 5 и 6. Трубы 29 экранов 5-7 жестко соединены между собой проставками 30.

Между полками балок 25 и пластинами 27 предусмотрены зазоры.

Поверхность нагрева работает следующим образом.

Образующиеся в топочной камере при сжигании топлива дымовые газы омывают настенные экраны и, пройдя через конвективный газоход 3, отводятся из котла.

В трубах экранов образуется пароводяная смесь, которая поступает в барабан, где пар отделяется от воды и направляется к потребителю, а котловая вода подается в экраны.

При сейсмическом толчке в корпусе 1 котла, представляющем собой коробчатую конструкцию из мембранных панелей, возникают продольные усилия от опрокидывания, при этом наиболее высокие напряжения возникают в зоне кармана 8, где задний экран отогнут. При толчке, например, поперек котла инерционное поперечное усилие от верхней части заднего экрана 7 передается через ограничители 16 и упор 15 на балку 13. Затем это усилие совместно с инерционным усилием от труб теплообменного пакета 11 через перфорированную пластину, образованную дистанционными гребенками 12, передается через балку 14, нижние упоры 15 и ограничители 16 на нижнюю часть экрана 7 и далее на фундамент котла. Возникающие при этом усилия опрокидывания от пакета 11 и поперечной силы верхней части экрана 7 также передаются на нижнюю часть последнего через пластины 19, штифты 20 и пластины 21, а также опоры 17 и опорные поверхности 18. При этом пластины 19, штифты 20 и пластины 21 кроме передачи усилий предотвращают опрокидывание пакета 11. Боковые экраны 5 и 6 в зоне кармана 8 подкреплены с одной стороны общим охлаждающим экраном 4, а с другой стороны вертикальными балками жесткости 25, препятствующими потере устойчивости боковых экранов 5 и 6 из их плоскости.

При сейсмическом толчке вдоль котла наибольшие продольные усилия в экранах возникают в боковых экранах 5 и 6 в области кармана 8, при этом возникают ограничения из условий устойчивости. Балки 25, скрепленные по высоте посредством штырей 26, пластин 27 и приставок 28 с экранами 5 и 6 и соединенные посредством штифтов 24 и ребер 23 с балками поясов жесткости 22, обеспечивают устойчивость экранов 5 и 6 и с учетом подкрепления заднего экрана 7 перфорированной пластиной из гребенок 12 обеспечивают устойчивость корпуса 1 в целом.

Использование: энергетика, котлостроение. Сущность изобретения: поверхность нагрева котла включает топку и газоход, экран (Э) 4, боковые Э и задний Э 7 из вертикальных труб. Э 7 имеет отогнутые из его плоскости участки, образующие карман 8, в котором на вертикальных пластинах 10 и 9 установлен теплообменный пакет 11. Пластина 9 размещена в полости вертикальных участков труб Э 7. Поверхность нагрева снабжена ограничителями температурных перемещений и взаимодействующими с ними упорами, размещенными над и под пакетом. Упоры закреплены на пластине 9, а ограничители на трубах пакета 11. Поверхность нагрева имеет опоры, на которых установлена пластина 9, причем опоры установлены с возможностью перемещения относительно Э 7. Со стороны Э 7 поверхность имеет вертикальные балки, размещенные на боковых Э, причем балки закреплены на поясах жесткости в зоне кармана 8, над и под последним, и на боковых Э с возможностью продольного и поперечного перемещения относительно боковых Э. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. ПОВЕРХНОСТЬ НАГРЕВА КОТЛА, имеющего в корпусе топку и конвективный газоход, содержащая общий для последнего и топки экран, а также боковые и задний экраны из вертикальных труб, последний из которых имеет отогнутые из плоскости экрана участки, образующие карман, в котором на горизонтальном участке по крайней мере на двух вертикальных опорных пластинах установлен теплообменный пакет, причем одна из опорных пластин расположена в плоскости вертикальных участков труб экрана, отличающаяся тем, что она снабжена ограничителями горизональных перемещений и взаимодействующими с ними упорами, размещенными выше и ниже теплообменного пакета, причем упоры закреплены на пластине, размещенной в плоскости вертикальных участков труб экрана, а ограничители на трубах последнего. 2. Поверхность по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена по крайней мере двумя опорами, на которых размещена пластина, расположенная в плоскости вертикальных участков труб заднего экрана, причем опоры установлены с возможностью горизонтального перемещения относительно экрана. 3. Поверхность по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что она снабжена вертикальными балками продольно размещенными на боковых экранах со стороны заднего экрана, причем балки закреплены на поясах жесткости, размещенных в зоне кармана над и под последним и на боковых экранах с возможностью продольного и поперечного перемещения относительно последних.