ПАРОВОЙ КОТЕЛ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 1997 года по МПК F22B21/04 

Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности к конструкции стального парового котла с использованием выработанного им пара в технологических производствах и теплоснабжении промышленных и сельских объектов.

Наиболее распространенной конструкцией паровых котлов является котел типа МЗК-7Г (Л. Я. Порецкий, Р.Р.Рыбаков, Е.Б.Столпнер, О.А.Тасс, И.А.Щур "Справочник эксплуатационника газифицированных котельных", Л. "Недра", 88 г. стр. 229). Котел состоит из двух кольцевых камер, соединенных между собой вертикальными трубами, расположенными в шахматном порядке по окружности. Цилиндрической формы топка образована внутренним рядом труб с припаренными к ним плавниками. Часть труб расположена с зазорами, и продукты сгорания в этом месте выходят из топки в конвективный газоход и далее в общий дымоотводящий газоход котла. Особенностью котла является установка горелки в верхней части котла с направлением газового факела сверху вниз. Воздух, подаваемый вентилятором, поступает в кольцевой зазор между внутренней паростойкой и наружной съемной стальной обшивками и, нагретый через воздухопровод и воздушный регистр, поступает к горелке, котел работает над наддувом.

Известен паровой котел типа E 1/9 1Г (Е.Б.Столпнер, З.Ф.Панышева "Справочное пособие для персонала газифицированных котельных", Л. "Недра", 90 г. стр. 74-75).

Паровой котел типа E 1/9 1Г состоит из двух барабанов, расположенных по одной вертикальной плоскости, верхний и нижний барабаны связаны пучком кипятильных труб, образующих конвективную поверхность котла и расположенных сзади топочной камеры котла. Котел имеет четыре коллектора, формирующих боковые экраны топки котла, два нижних коллектора установлены горизонтально и параллельно относительно друг друга, одним концом приварены к нижнему барабану котла, выходят за пределы топочной камеры. Два верхних коллектора наклонные, проходят сверху топочной камеры параллельно относительно друг друга и одним концом приварены к верхнему барабану, другим концом выходят за пределы топочной камеры. Верхние и нижние коллекторы соединяются трубами, образуя боковые экраны топочной камеры. Котел имеет также потолочный экран, трубы которого одним концом приварены к верхнему барабану, другим концом над топкой соединяются с передним фронтальным экраном, который соединен с передним коллектором, параллельным фронту котла и расположенным над горелочным устройством. Передний коллектор соединен двумя трубами с нижними коллекторами, обеспечивающими естественную циркуляцию фронтального и верхнего экранов. Конвективный пучок котла Е 1/9 1Г разделен на газоходы перегородками из жаростойкой стали.

Недостатками является неполностью экранированная топочная камера, значительная металлоемкость, низкий К.П.Д. порядка 80% высокое аэродинамическое сопротивление.

Наиболее близким техническим решением является котел по авторскому свидетельству СССР N 866330, кл. F 22 B 21/04, опубл. 1981.

Цель изобретения повышение экономичности путем улучшения циркуляции.

Согласно первому варианту выполнения поставленная цель достигается тем, что верхний и нижний коллекторы расположены по центру топочной камеры, вдоль продольной оси котла, образуя центральные верхний и нижний коллекторы, к которым в начале топочной камеры подключены вертикальные коллекторы, соединенные между собой трубами с образованием фронтального экрана, а трубы потолочного и подового экранов одним концом подсоединены по обе стороны к верхнему и нижнему центральным коллекторам, а другим к трубам боковых экранов, причем трубы конвективного пучка расположены в шахматном порядке.

По второму варианту выполнения поставленная цель достигается тем, что верхний и нижний коллекторы расположены по центру топочной камеры вдоль продольной оси котла, образуя центральные верхний и нижний коллекторы, к которым в начале топочной камеры по обе стороны подключены передние верхние и нижние коллекторы, соединенные между собой трубами с образованием фронтального экрана, а трубы потолочного и подового экранов одним концом подсоединены по обе стороны к верхнему и нижнему центральным коллекторам, а другим к трубам боковых экранов, причем трубы конвективного пучка расположены в шахматном порядке.

По третьему варианту выполнения поставленная цель достигается тем, что верхний и нижний коллекторы расположены по центру топочной камеры вдоль продольной оси котла, образуя центральный верхний и нижний коллекторы, к которым в начале топочной камеры по обе стороны центральных коллекторов подключены передние и задние, верхние и нижние боковые коллекторы, соединенные между собою трубами с образованием фронтального и заднего экранов топочной камеры, а трубы потолочного и подового экранов одним концом подсоединены по обе стороны к верхнему и нижнему центральным коллекторам, а другим к трубам боковых экранов, причем трубы конвективного пучка расположены в шахматном порядке.

По четвертому варианту выполнения поставленная цель достигается тем, что верхний и нижний коллекторы расположены по центру топочной камеры вдоль продольной оси котла, образуя центральный верхний и нижний коллекторы, к которым в начале топочной камеры подключены вертикальные коллекторы, соединенные между собою трубами с образованием фронтального экрана, а трубы потолочного и подового экранов одним концом подсоединены по обе стороны к верхнему и нижнему центральным коллекторам, а другим к трубам боковых экранов, при этом трубы конвективного пучка расположены в коридорном порядке.

На фиг. 1 представлен вид котла сбоку; на фиг. 2 вид котла с фронта; на фиг. 3 схема разводки фронтальных труб под горелочное устройство.

Паровой котел содержит верхний барабан 1 и нижний барабан 2, соединенные между собой трубами 3, образующими конвективную поверхность. К верхнему барабану 1 подключены верхние боковые коллекторы 4, а к нижнему барабану 2 - нижние боковые коллекторы 5. Коллекторы 4 и 5 расположены с наклоном к фронту котла и соединены между собой теплообменными трубами 6, образующими боковые экраны. Нижние боковые коллекторы 5 через перемычки 7 соединены с коллектором 8, установленным параллельно барабанам 1 и 2. Коллектор 8 соединен с верхним барабаном 1 трубами 9 и 10, образующими, соответственно, потолочный и подовый экраны.

Стальной паровой котел с центральными коллекторами в топочной камере содержит верхний барабан 1, ниже по вертикали расположен нижний барабан 2, барабаны связаны между собой пучком вертикальных труб 3, установленных в шахматном порядке и образующих конвективную поверхность котла. По центру топочной камеры внизу и вверху проходят соответственно центральный нижний коллектор 4 и центральный верхний коллектор 5. Нижний центральный коллектор 4 с одного конца соединяется с нижним барабаном 2 котла, с другого конца соединяется с вертикальным коллектором 6, который проходит снизу вверх по фронту котла до места установки горелочного устройства, а верхний центральный коллектор 5 с одного конца соединен с верхним барабаном 1 котла и другим концом соединяется с вертикальным коллектором 7, который проходит сверху вниз до горелочного устройства (на фиг. не обозначено), а по центру с коллектором 6. Котел имеет подовый экран 8 (два), боковой экран 9 (два), потолочный экран 10 (два), передний фронтальный экран 11. Сзади топочная камера 12 котла ограничена первым рядом кипятильного пучка 3.

Котел работает следующим образом.

Питательная вода поступает в верхний барабан котла и опускается в нижний барабан котла по части труб конвективного пучка, наиболее удаленного от топочной камеры. Кипение воды и парообразование происходит во всех топочных экранах 8, 9, 10, 11, а также в самом верхнем центральном коллекторе и части конвективного пучка с большим теплонапряжением. Подпитка экранов котла осуществляется из нижнего барабана 1 через нижний центральный коллектор 4 и соединенный с ним вертикальный коллектор 6. Выработанный котлом пар, пройдя внутри барабанное сепарационное устройство, из верхнего барабана направляется к потребителю (на фиг. не показано). Продукты сгорания дымовые газы из топки, пройдя конвективную часть котла, направляют в экономайзер.

Использование: в теплоэнергетике. Сущность: верхний и нижний барабаны соединены между собой конвективным пучком труб. Одним концом к ним подключены нижний и верхний коллекторы. Они расположены в центральной части топки и соединены между собой вертикальными теплообменными трубами с образованием боковых экранов. К центральным коллекторам в начале проточной камеры подключены вертикально коллекторы. Они соединены между собой с образованием фронтального экрана. Трубы потолочного и подового экранов одним концом соединены по обе стороны с центральными коллекторами, а другим - с трубами боковых экранов. Трубы конвективного пучка расположены в шахматном порядке. В конце топочной камеры по обе стороны дополнительно установлены задние верхние и нижние коллекторы. Они соединены с центральными коллекторами и трубами между собой с образованием заднего экрана. Подовый, боковые, потолочный и задний экраны могут быть выполнены двухрядными. Нижний центральный коллектор может быть сообщен с магистралью питательной воды. В конвективном пучке могут быть установлены газонаправляющие перегородки. На нижней образующей верхнего центрального коллектора могут быть установлены легкоплавкие пробки. В котле может быть установлен пароперегреватель. 4 с. и 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Паровой котел, содержащий топочную камеру, верхний и нижний барабаны, соединенные между собой конвективным пучком труб, нижние и верхние коллекторы, одним концом подключенные к нижнему и верхнему барабанам и соединенные между собой вертикальными теплообменными трубами с образованием боковых экранов, а также подовый, фронтальный и потолочный экраны, отличающийся тем, что верхний и нижний коллекторы расположены по центру топочной камеры вдоль продольной оси котла, образуя центральные верхний и нижний коллекторы, к которым в начале топочной камеры подключены вертикальные коллекторы, соединенные между собой трубами с образованием фронтального экрана, а трубы потолочного и подового экранов одним концом подсоединены по обе стороны к верхнему и нижнему центральным коллекторам, а другим к трубам боковых экранов, причем трубы конвективного пучка расположены в шахматном порядке. 2. Паровой котел, содержащий топочную камеру, верхний и нижний барабаны, соединенные между собой конвективным пучком труб, нижние и верхние коллекторы, одним концом подключенные к нижнему и верхнему барабанам и соединенные между собой вертикальными теплообменными трубами с образованием боковых экранов, а также подовый, фронтальный и потолочный экраны, отличающийся тем, что верхний и нижний коллекторы расположены по центру топочной камеры вдоль продольной оси котла, образуя центральные верхний и нижний коллекторы, к которым в начале топочной камеры по обе стороны подключены передние, верхние и нижние коллекторы, соединенные между собой трубами с образованием фронтального экрана, а трубы потолочного и подового экранов одним концом подсоединены по обе стороны к верхнему и нижнему центральным коллекторам, а другим к трубам боковых экранов, причем трубы конвективного пучка расположены в шахматном порядке. 3. Паровой котел, содержащий топочную камеру, верхний и нижний барабаны, соединенные между собой конвективным пучком труб, нижние и верхние коллекторы, одним концом подключенные к нижнему и верхнему барабанам и соединенные между собой вертикальными теплообменными трубами с образованием боковых экранов, а также подовый, фронтальный и потолочные экраны, отличающийся тем, что верхний и нижний коллекторы расположены по центру топочной камеры вдоль продольной оси котла, образуя центральный верхний и нижний коллекторы, к которым в начале топочной камеры и в конце топочной камеры по обе стороны центральных коллекторов подключены передние и задние, верхние и нижние боковые коллекторы, соединенные между собой трубами с образованием фронтального и заднего экранов топочной камеры, а трубы потолочного и подового экранов одним концом подсоединены по обе стороны к верхнему и нижнему центральным коллекторам, а другим к трубам боковых экранов, причем трубы конвективного пучка расположены в шахматном порядке. 4. Паровой котел, содержащий топочную камеру, верхний и нижний барабаны, соединенные между собой конвективным пучком труб, нижние и верхние коллекторы, одним концом подключенные к нижнему и верхнему барабанам и соединенные между собой вертикальными теплообменными трубами с образованием боковых экранов, а также подовый, фронтальный и потолочный экраны, отличающийся тем, что верхний и нижний коллекторы расположены по центру топочной камеры вдоль продольной оси котла, образуя центральные верхний и нижний коллекторы, к которым в начале топочной камеры подключены вертикальные коллекторы, соединенные между собой трубами с образованием фронтального экрана, а трубы потолочного и подового экранов одним концом подсоединены по обе стороны к верхнему и нижнему центральным коллекторам, а другим к трубам боковых экранов, при этом трубы конвективного пучка расположены в коридорном порядке. 5. Котел по пп.1, 2 и 4, отличающийся тем, что в конце топочной камеры по обе стороны дополнительно установлены соединенные с центральными коллекторами задние, верхние и нижние коллекторы, соединенные трубами с образованием заднего экрана. 6. Котел по пп.1 5, отличающийся тем, что подовый, боковые, потолочный и задний экраны выполнены двухрядными. 7. Котел по пп.1 6, отличающийся тем, что нижний центральный коллектор сообщен с магистралью питательной воды. 8. Котел по пп.1, 2 и 3, отличающийся тем, что во фронтальной части котла расположено два горелочных устройства, а в центральной дополнительный двухсветный экран из труб, соединяющих верхний и нижний центральные коллекторы. 9. Котел по пп. 1 8, отличающийся тем, что в конвективном пучке установлены газонаправляющие перегородки. 10. Котел по пп.1 4, отличающийся тем, что он снабжен пароперегревателем. 11. Котел по п.4, отличающийся тем, что на нижней образующей верхнего центрального коллектора установлены легкоплавкие пробки.