СПОСОБ НАГРЕВА ВОДЫ Российский патент 2000 года по МПК F24H1/10 

Изобретение относится к технике нагрева воды в системах теплоснабжения и для производственных нужд.

Известен способ нагрева воды в традиционной котельной установке, в которой благодаря теплообмену между холодной водой, протекающей в змеековых трубах, и продуктами сгорания топлива осуществляется нагрев воды (пат. RU 2055274).

Известна также установка нагрева воды контактным способом, в которой путем прямого впрыска холодной воды в поток горячих продуктов горения топлива осуществляется ее подогрев (а.с. SU 700754).

Недостатком известных способов нагрева воды является их громоздкость и необходимость в оборудовании по подготовке и очистке соответственно холодной и горячей воды.

Наиболее близким к предложенному изобретению является способ нагрева воды путем сжигания топлива и теплообмена холодной воды с горячими продуктами сгорания в аппаратах, включающий прямой контактный нагрев продуктами сгорания мелко распрыскиваемой воды в первом по ходу продуктов сгорания топлива аппарата, нагрев во втором аппарате холодной воды в трубчатом теплообменнике путем смывания его продуктами сгорания, насыщенными водяным паром в первом контактном аппарате, и окончательное охлаждение продуктов сгорания путем их прямого взаимодействия с водой, подаваемой в форсунки.

Недостатком известного способа является невысокая эффективность нагрева воды, сложность эксплуатации, необходимость подготовки и очистки воды.

Цель настоящего изобретения состоит в создании не менее эффективного способа нагрева воды (чем в прототипе), но лишенного перечисленных негативных особенностей и отличающегося простотой и высокой эксплуатационной надежностью.

Поставленная цель достигается тем, что в способе нагрева воды, заключающемся в сжигании топлива и теплообмене холодной воды с горячими его продуктами в аппаратах, последовательно в первом по ходу продуктов сгорания топлива аппарате осуществляют прямой контактный нагрев с ними мелкораспрыскиваемой воды, во втором аппарате нагревают холодную воду в трубчатом теплообменнике путем смывания его продуктами сгорания топлива, насыщенными водяным паром в первом аппарате, а в третьем по ходу аппарате продукты сгорания окончательно охлаждают после охлаждения во втором аппарате путем прямого взаимодействия их с водой, подаваемой в форсунки из общего конденсатосборника.

На чертеже представлена технологическая схема нагрева воды согласно данному изобретению.

Технологическая схема нагрева воды согласно предлагаемому способу включает аппарат 1, оборудованный горелочным устройством 2 (в виде автоматизированного газогорелочного блока) и водяными форсунками 3. Второй аппарат 4 по ходу движения продуктов сгорания топлива имеет подвод холодной воды 5, отвод горячей воды 6 и трубчатый теплообменник 7, омываемый горячими дымовыми газами. Третий по ходу аппарат 8 имеет водяные форсунки - брызгалки 9. Установка оснащена общим конденсатосборником 10 и насосом 11 для подачи конденсата на водяные форсунки.

Способ нагрева воды реализуется следующим образом.

В автономном горелочном блоке 2 сжигается газ многостадийным способом, благодаря чему продукты сгорания практически не содержат вредные компоненты (NO_x, CO). В этот первый по ходу продуктов сгорания газа аппарат 1 с помощью форсунок 3 разбрызгивается вода, предварительно уже контактно нагретая в последнем аппарате 8 и сконденсировавшаяся в сборнике 10. Продукты сгорания (дымовые газы) из аппарата 1 с температурой 140-210^oC поступают во второй по ходу аппарат 4, где омывают трубчатку 7, через которую в три хода протекает нагреваемая вода (температура подогрева от 10 - 20^oC на входе 5 до 85 - 95^oC на выходе 6). Уходящие из аппарата 4 дымовые газы с температурой 50 - 80^oC поступают в третий по ходу аппарат 8, где путем контактного охлаждения с конденсатом, подаваемым из сборника 10 в форсунки 9, приобретают температуру около 20^oC и выбрасываются в атмосферу.

Характерной особенностью предлагаемого способа является замкнутый цикл конденсата дымовых газов, что исключает необходимость в его очистке, переработке и хранении.

КПД процесса нагрева воды согласно предлагаемому способу близок к 100%, конструктивно способ реализуется в простых аппаратах и отличается высокой степенью эксплуатационной надежности.

Планируется разработка и изготовление водонагревателей (по такой схеме) нескольких тепловых мощностей. Их внедрение на различных объектах позволит уйти от централизованного снабжения теплом и горячей водой к автономному децентрализованному источнику.

Изобретение используется для нагрева воды и может быть использовано в системах теплоснабжения и для производственных нужд. В предложенном способе нагрева сначала нагревают воду путем сжигания топлива и теплообмена холодной воды с горячими продуктами сгорания в контактном аппарате, затем нагревают холодную воду в трубчатом теплообменнике, а после этого окончательно охлаждают продукты сгорания путем их прямого взаимодействия с водой, подаваемой в форсунки из общего конденсатосборника. Технический результат: простота и высокая эксплуатационная надежность. 1 ил.

Способ нагрева воды путем сжигания топлива и теплообмена холодной воды с горячими продуктами сгорания в аппаратах, включающий прямой контактный нагрев продуктами сгорания мелко распрыскиваемой воды в первом по ходу продуктов сгорания топлива аппарате, нагрев во втором аппарате холодной воды в трубчатом теплообменнике путем омывания его продуктами сгорания, насыщенными водяным паром в первом контактном аппарате и окончательное охлаждение продуктов сгорания путем их прямого взаимодействия с водой, подаваемой в форсунки, отличающийся тем, что окончательное охлаждение продуктов сгорания проводят в третьем аппарате после их охлаждения во втором аппарате, а воду в форсунки подают из общего конденсатосборника.