КОТЕЛ-УТИЛИЗАТОР Российский патент 1996 года по МПК F22B1/18 F22B37/24 

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в различных отраслях промышленности, в частности для утилизации сбросного тепла дымовых газов.

Известен котел, содержащий горизонтальный газоход и змеевиковые пакеты, установленные в газоходе с образованием ремонтных зон, имеющих габариты, превышающие габариты пакетов, причем пакеты установлены в газоходе в шахматном порядке [1]
Недостатком этого устройства является увеличение габаритов газохода, сложность в ремонте и замене змеевиковых пакетов, конструкция не является самонесущей и установка змеевиковых пакетов требует дополнительных опор.

Наиболее близким к изобретению является котел-утилизатор, содержащий снабженный входным и выходным патрубками горизонтальный газоход с блочными горизонтальными поверхностями нагрева и коллекторы распределения тепловоспринимающей среды [2]
Котел представляет собой единый модуль и имеет несущий каркас тепловую изоляцию, может компоноваться с другими такими же котлами-модулями по ширине и высоте в зависимости от теплопроизводительности. Ремонт котла-утилизатора осуществляется путем замены отдельных блочных поверхностей нагрева.

Недостатком такого котла-утилизатора является то, что модулем является весь котел и повышение теплопроизводительности возможно лишь набором отдельных котлов, установленных рядом или по высоте. Блочные поверхности нагрева не совмещены с газоходом и для их выемки при замене требуется вырезать часть газохода, т. е. газоход не является разборным. Кроме того, конструкция котла-модуля не является самонесущей и требует специального каркаса при установке их друг на друга.

Сущность изобретения заключается в том, что в котле-утилизаторе, содержащем снабженный входным и выходным патрубками горизонтальный газоход с поверхностями нагрева установленными горизонтально, а так же коллекторы распределения тепловоспринимающей среды, согласно изобретению горизонтальный газоход выполнен из отдельных одинаковых модулей, каждый из которых содержит корпус с коллекторами охлаждающей жидкости и блок конвективной поверхности нагрева с коллекторами тепловоспринимающей среды, причем корпус модуля в поперечном сечении выполнен в форме квадрата, стороны которого выполнены из трубчатых газоплотных панелей и соединены коллекторами охлаждающей жидкости, расположенными в противоположных углах квадрата по его диагонали.

Кроме того, модули котла-утилизатора соединены между собой компенсаторами температурных расширений.

Разделение горизонтального газохода на одинаковые модули дает возможность быстро произвести сборку газохода, а при ремонте замену вышедшего из строя модуля исправным.

Выполнение корпуса модуля в форме квадрата позволяет унифицировать конструкцию утилизатора и упростить сборку.

Выполнение стенок корпуса модуля из трубчатых газооплотных панелей, соединенных коллекторами охлаждающей жидкости и расположенных в противоположных углах квадрата по его диагонали, позволяет охлаждать газоход котла и не выполнять обмуровку его, а компоновку газохода из модулей производить в два ряда с расположением конвективных поверхностей нагрева слева и справа, а также устанавливать модули один на другой без установки дополнительного каркаса, так как корпус является самонесущей конструкцией.

Соединение модулей посредством компенсаторов температурных расширений обеспечивает газоплотность газохода, кроме того, упрощает сборку и разборку газохода при ремонте и выемке неисправного модуля.

Таким образом, это позволяет унифицировать конструкцию котла-утилизатора и упростить его сборку, а также разборку при ремонте и замене вышедших из строя поверхностей нагрева, кроме того, снижается металлоемкость установки, так как корпус модуля является самонесущей конструкцией.

На фиг.1 изображен котел-утилизатор; на фиг.2 поперечное сечение.

Котел-утилизатор состоит из горизонтального газохода 1, входного патрубка 2 подачи теплоотдающей среды и выходного патрубка 3. Горизонтальный газоход 1 разделен на отдельные одинаковые по размеру модули 4, корпуса которого выполнены из газоплотных панелей и в поперечном сечении представляют собой форму квадрата, в одну из сторон которого вмонтированы конвективные поверхности нагрева 5 с коллекторами 6 подачи и отвода тепловоспринимающей среды и патрубками 7. Подвод и отвод охлаждающей среды к корпусу модуля 4 осуществляется через коллекторы 8, соединяющие стороны корпуса и расположенные в противоположных углах квадрата по его диагонали (в поперечном сечении). Отдельные модули 4 соединены между собой компенсаторами 9 температурных расширений, установленными вдоль коллектора 8, и пластинами 10 для устойчивости соединения. По длине газохода модули также соединены компенсаторами.

Газоход 1 установлен на опоре 11. Конвективные поверхности нагрева 5 опираются на планки, прикрепленные к стенке корпуса модуля. Это увеличивает жесткость корпуса модуля. Для увеличения поверхности нагрева коллекторы 5 могут быть оребрены.

Монтаж и демонтаж котла-утилизатора осуществляется следующим образом.

Сборка котла-утилизатора осуществляется в зависимости от пропускной способности газохода из одного, двух или четырех модулей (в поперечном сечении). Например, для котла-утилизатора номинальной пропускной способностью по дымовым газам 80000 нм³/ч требуется один модуль сечением 3,6х3,6 м, для котла-утилизатора с пропускной способностью 320000 нм³/ч четыре таких модуля, для котла-утилизатора с пропускной способностью по дымовым газам 10000 нм³/ч один модуль сечением 1,2х1,2 м и т.д.

Максимальные габариты единичного модуля составляют 3,6х3,6 м.

При сборке котла из 2-х или 4-х модулей нижние модули устанавливают на опорный стол 11, а верхние модули на нижние. Примыкающие коллекторы 8 экранных труб соседних модулей соединяют пластинами 10, а зазоры между модулями уплотняют компенсаторами 9. Затем производят присоединение коллектора 8 подвода охлаждающей жидкости корпуса модуля и подсоединение патрубков 7 тепловоспринимающей среды.

При выходе из строя одного из модулей производят отсоединение его от подводящих трубопроводов и вынимают, на его место устанавливают исправный модуль.

Унифицированная конструкция котла-утилизатора упрощает монтаж и демонтаж котла, обеспечивает быструю замену неисправного модуля при ремонте, снижает металлоемкость.

Использование: в теплотехнике, в частности для утилизации сбросного тепла дымовых газов. Сущность изобретения: горизонтальный газоход, снабженный входным и выходным патрубками, поверхностями нагрева и коллекторами тепловоспринимающей среды, выполнен из отдельных одинаковых модулей 4, каждый из которых содержит охлаждаемый корпус с коллекторами 8 охлаждающей жидкости и блок 5 конвективной поверхности нагрева с коллекторами 6 тепловоспринимающей среды. Корпус модуля в поперечном сечении имеет форму квадрата, стороны которого выполнены из трубчатых газоплотных накипей и соединены коллекторами охлаждающей жидкости, расположенными в противоположных углах квадраты по его диагонали. Модули газохода соединены между собой компенсаторами 9 температурных расширений. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. КОТЕЛ-УТИЛИЗАТОР, содержащий снабженный входным и выходным патрубками горизонтальный газоход с поверхностями нагрева, установленными горизонтально, а также коллекторы распределения тепловоспринимающей среды, отличающийся тем, что горизонтальный газоход выполнен из отдельных одинаковых модулей, каждый из которых содержит корпус с коллекторами охлаждающей жидкости и блок конвективной поверхности нагрева с коллекторами тепловоспринимающей среды, причем корпус модуля в поперечном сечении имеет форму квадрата, стороны которого выполнены из трубчатых газоплотных панелей и соединены коллекторами охлаждающей жидкости, расположенными в противоположных углах квадрата по его диагонали. 2. Котел-утилизатор по п.1, отличающийся тем, что модули соединены между собой компенсаторами температурных расширений.