КОТЕЛ Российский патент 1997 года по МПК F23C9/06 

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано, например, на магнитогидродинамических электростанциях открытого цикла.

Известно устройство [1] содержащее радиационную шахту с газоподводящими диффузором и горелками, конвективную шахту с горизонтальными газоходом и установленными в нем группами сопл для подачи газов рециркуляции. Основной недостаток устройства в значительных расходах газов рециркуляции из-за недостаточности качества смешения.

Наиболее близким техническим решением является котел [2] содержащий радиационную и конвективную шахты, соединенные между собой горизонтальным газоходом, снабженным соплами подачи газов рециркуляции, распложенными в одной вертикальной плоскости, а также установленный в зоне сопл с возможностью перемещения имитатор проточной части, выполненный в виде соединенных клином прямоугольных пластин, направленных вершиной в сторону радиационной части.

Основной недостаток устройства низкая эффективность процесса.

Цель предлагаемого изобретения повышение эффективности путем улучшения качества смешения.

Указанная цель достигается за счет того, что в котле, содержащем радиационную и конвективную шахты, соединенные между собой горизонтальным газоходом, снабженным соплами подачи газов рециркуляции, расположенными в одной вертикальной плоскости, а также установленным в зоне сопл с возможностью перемещения имитатором проточной части, выполненным в виде соединенных клином прямоугольных пластин, направленных вершиной в сторону радиационной части, причем пластины имитатора установлены с возможностью углового перемещения относительно вершины клина.

Известно [1 4] что качество смешения при поперечной подаче струй определяется конвективным массопереносом и зависит от относительного значения глубины проникновения струй.

;
Здесь θ параметр качества смешения,
h глубина проникновения,
A определяющий геометрический параметр потока в плоскости траектории оси струи,
a_n коэффициент формы струи,
m коэффициент расхода,
G массовый расход,
F площадь,
r плотность,
d диаметр.

Индексы: 1 поперечные струи,
2 сносящий поток,
см смесь.

Таким образом, при изменении режима работы устройства меняется глубина проникновения струй h, а при неизменном значении определяющего геометрического параметра и потока в плоскости траектории оси струи A одновременно меняется и, как следствие, качество смешения θ.

Для того, чтобы при изменении режима работы устройства качество смешения сохранялось неизменным, следует одновременно с изменением h менять A таким образом, чтобы сохранялось неизменным. В предлагаемом устройстве это достигается за счет углового перемещения. Угловое перемещение пластин имитатора позволяет менять величину "A".

Анализ научно-технической и патентной литературы показал, что известные технические решения, имеющие признаки, сходные с признаками, отличающими предлагаемое изобретение от прототипа, не обнаружены. Предлагаемое техническое решение обладает существенными отличиями.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства.

Котел содержит радиационную шахту 1 с газоподводящим диффузором 2, горелки 3 и воздушные сопла 4, горизонтальный газоход 5 с соплами 6 подачи газов рециркуляции, на оси горизонтального газохода расположен имитатор проточной части, содержащий цилиндрический шарнир 7 и две пластины 3, установленные с возможностью углового перемещения за счет механизма 9, а фиксация положения реализуется механизмом 10.

Устройство работает следующим образом. Через диффузор 2 газы поступают в радиационную шахту 1. Через воздушные сопла 4 поступает вторичное дутье на дожигание. Продукты сгорания из радиационной шахты 1 поступают в горизонтальный газоход 5, в пределе которого происходят охлаждение и затвердевание присадки, выравнивание параметров потока продуктов сгорания перед поверхностями нагрева. Газы рециркуляции подаются через сопла в проточную часть, где эффективно перемешиваются при фиксированном (оптимальном) положении пластин 8 имитатора. Для обеспечения эффективного перемешивания на переменных режимах механизмом 9 осуществляется угловое перемещение косынок 8, что позволяет изменять характерный размер потока A.

Исследования, проведенные в лаборатории "Гидрогазодинамика" в широком диапазоне изменения геометрических и режимных параметров , показали, что постоянное значение качества смешения может быть получено за счет изменения "A".

Здесь

t шаг между отверстиями в поясе.

Использование: на магнитно-гидродинамических электростанциях открытого цикла. Сущность изобретения: в горизонтальном газоходе 5 расположен имитатор, представляющий собой две прямоугольные пластины 3, установленные в зоне расположения сопл 6 с возможностью углового перемещения. 1 ил.

Котел, содержащий радиационную и конвективную шахты, соединенные между собой горизонтальным газоходом, снабженным соплами подачи газов рециркуляции, расположенными в одной вертикальной плоскости, а также установленным в зоне сопл с возможностью перемещения имитатор проточной части, выполненный в виде соединенных клином прямоугольных пластин, направленных вершиной в сторону радиационной части, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности путем улучшения качества смешения, пластины имитатора установлены с возможностью углового перемещения относительно вершины клина.