Вертикальный двухбарабанный котел Российский патент 2003 года по МПК F22B21/04 

Изобретение относится к области котлостроения и может быть использовано в котельных агрегатах.

В качестве прототипа принят вертикальный двухбарабанный котел 1, содержащий газоплотный корпус, разделенный поперечными трубными экранами на топку, промежуточный газоход и газоход котельного пучка. К боковым экранам промежуточного газохода прикреплены трубные петли из горизонтальных и вертикальных участков, соединенных между собой посредством проставок с образованием мембранных панелей, жестко соединенных по торцам с поперечными экранами. На нижних горизонтальных участках петель установлены поверхности нагрева. Под вертикальными участками присоединения вертикальных мембранных участков петель к поперечному экрану, разделяющему топку и промежуточный газоход, между поперечным и подовым экранами, а также между последним и фундаментом установлены дополнительные опоры.

Рассматриваемый котел имеет ряд недостатков. При установке ряда таких котлов в здании расстояние между котлами должно выбираться из условия установки поверхностей нагрева на нижних горизонтальных участках петель при монтаже и выемке их при ремонте, что приводит к увеличению площади, необходимой для установки котла. К недостатку рассматриваемой конструкции следует отнести значительное ослабление боковых экранов промежуточного газохода в зонах установки поверхностей нагрева. С увеличением мощности котла увеличиваются нагрузки на опоры топки, что приводит к недопустимо высокому уровню напряжений в зонах расположения опор. Увеличение же количества дополнительных опор для снижения упомянутых напряжений под экраном топки, разделяющим топку и промежуточный газоход, неприемлемо из условия недостаточной несущей способности промежуточного экрана.

Техническим эффектом предлагаемого изобретения является уменьшение габарита котла с обеспечением надлежащей несущей способности корпуса котла и приемлемых напряжений в зонах расположения опор.

Технический эффект достигается тем, что в котле мембранные панели вертикальных участков петель смещены в сторону боковых экранов с образованием между ними свободного газохода, боковые экраны промежуточного газохода между горизонтальными участками петель соединены между собой дополнительными участками труб, к которым прикреплены два ряда горизонтальных труб, соединенных между собой вертикальными участками с образованием петель, причем вертикальные участки крайних петель соединены между собой посредством проставок с образованием мембранных панелей, жестко соединенных по торцам с поперечными экранами. Вертикальные участки внутренних петель, соседних с крайними, могут быть установлены в плоскостях крайних вертикальных труб петель и скреплены с ними проставками с образованием мембранных панелей, жестко соединенных по торцам с поперечными экранами. Под вертикальными участками присоединения мембранных панелей внутренних петель к поперечному экрану, разделяющему топку и промежуточный газоход, между последним и подовым экраном, а также между последним и фундаментом могут быть установлены дополнительные опоры.

На фиг. 1 представлен общий вид котла, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2, справа - исполнение I, слева - исполнение II; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг.3, справа - исполнение I, слева - исполнение II; на фиг.5 - вид Г на фиг. 4.

Вертикальный двухбарабанный котел, содержащий газоплотный корпус 1 с поясами жесткости 2, образованный передним экраном 3, переходящим в подовый 4 и потолочный 5 экраны, замкнутые соответственно на нижний 6 и верхний 7 барабаны, боковыми 8, 9, 10 и задним 11 экранами. Экраны 8 снабжены камерами 12, верхние из которых посредством пароотводящих труб 13 сообщены с барабаном 7. Боковые экраны 9 снабжены камерами 14, верхние из которых сообщены пароотводящими трубами 15 с коллектором перегретого пара 16. Корпус 1 разделен поперечными экранами 17 и 18 на топку 19, промежуточный газоход 20 и газоход 21 котельного пучка 22. Экраны 3-5, 8-11 и 17, 18 выполнены в виде мембранных панелей из труб 23, жестко соединенных проставками 24. Поперечный экран 17 в верхней части фестонирован с образованием окна для пропуска газов. Соответственно фестонирован внизу поперечный экран 18. Вверху заднего экрана 11 выполнено окно 25 для выхода газов. По высоте котельного пучка 22 установлены дистанционирующие перегородки 26.

В исполнении I к трубам 23 боковых экранов 9 промежуточного газохода 20 приварено два ряда горизонтальных труб 27, концы которых внутри промежуточного газохода соединены между собой вертикальнными трубами 28 с образованием петель. Трубы 28 крайних вертикальных участков петель скреплены между собой проставками 29 с образованием мембранных трубных панелей, скрепленных по торцам проставками 29 с поперечными экранами 17, 18. Внутри промежуточного газохода 20 образован газоход 30.

В исполнении II вертикальные участки труб 28' петель, соседних с крайними, расположены в плоскостях крайних вертикальных труб 28' петель, скреплены с ними проставками 29' с образованием мембранных панелей, скрепленных по торцам проставками 29' с поперечными экранами 17, 18.

Между рядами горизонтальных труб 27 (27') расположены дополнительные участки вертикальных труб 31, соединенные между собой диафрагмами 32, либо тонкими изогнутыми трубками 33 в зонах лазов. Дополнительные участки вертикальных труб 31 также соединены между собой проставками 24 с образованием мембранных панелей.

Нижний барабан 6 установлен на фундаменте котла посредством опор 34, а нижние камеры 12 экранов 8 - посредством опор 35. Под участками присоединения панелей из труб 28 (28') с проставками 29 (29') к экрану 17 между ним и подовым экраном 4, а также между последним и фундаментом котла соответственно установлены опоры 36 и пружинные опоры 37. Со стороны топки 19 опоры 36 и зазор между поперечным 17 и подовым экранами 4 изолирован обмуровкой 38. Под передним экраном 3 также могут быть установлены пружинные опоры 37. Подпитка котельной водой нижнего барабана 6, нижних камер 12, подпитка паром нижних камер 14, а также конвективный газоход не показаны.

Котел работает следующим образом.

Образующиеся при сжигании топлива в топке 19 горячие газы последовательно проходят через промежуточный газоход 20 и газоход котельного пучка 21, отдавая при этом тепло воде, циркулирующей в трубах экранов 3-5, 8, 10, 11, 17, 18 и котельного пучка 22, и через окно 25 направляется, например, в конвективный газоход.

Образующаяся в упомянутых трубах пароводяная смесь поступает в барабан 7, откуда направляется в нижние камеры 14 боковых пароперегревательных экранов 9. В трубах 23, 31 боковых экранов 9, а также в исполнении I в горизонтальных 27 и вертикальных 28 трубах осуществляется перегрев пара, откуда он от верхних коллекторов 14 через трубы 15 поступает в коллектор перегретого пара 16 и далее к потребителю. Исполнение II используется для повышенного перегрева пара посредством увеличения поверхностей нагрева набором из горизонтальных 27' и вертикальных 28' труб. В известной мере перегрев пара может быть увеличен перекрыванием части газохода 30 и за счет этого увеличением объема газов, омывающих трубы 27, 28 (27’, 28'). Обмуровка 38 защищает от радиационного излучения в топке 19 опоры 36.

Весовые нагрузки от потолочного экрана 5 передаются на барабан 7, боковые 8, 9 и передний экран 3. Весовые нагрузки от подового экрана 4 передаются на передний экран 3, боковые экраны 8, 9, опоры 37 и нижний барабан 6. Внутри промежуточного газохода 20 нагрузки от труб 27, 28 (27’, 28') передаются на боковые экраны 8, 9 и поперечные 17, 18. Нагрузки от переднего экрана 3 через неподвижные опоры 37 передаются на фундамент. С боковых экранов 8 нагрузки передаются на камеры 12 и через опоры 35 на фундамент. Весовые нагрузки от поперечного экрана 18, заднего 11, боковых экранов 10, котельного пучка 22, верхнего барабана 7 и части боковых экранов 9 передаются на нижний барабан 6 и через опоры 34 на фундамент. Нагрузки от поперечного экрана 17 передаются через опоры 36, подовый экран 4 на опоры 37 и далее на фундамент.

Часть весовой нагрузки от боковых экранов 9 через поперечный экран 17, опоры 36, подовый экран 4, пружинные опоры 37 также передается на фундамент.

Подкрепление поперечного экрана 17 мембранными панелями из труб 28 (28') увеличивает его несущую способность и дает возможность передать значительную нагрузку от поперечного экрана 17 через опоры 36, подовый экран 4 и опоры 37 на фундамент, тем самым разгрузив узлы соединения камер 12 и барабана 6 с опорами 34 и 35, и обеспечить надлежащую долговечность котла.

В рассматриваемой конструкции боковые экраны 9 ослаблены незначительно лишь отверстиями для лазов. При необходимости прочность и жесткость боковых экранов 9 может быть увеличена посредством применения труб большего диаметра, чем в топке 19 (на чертеже не показано).

При "хлопке" в топке прочность и жесткость переднего 3 и боковых экранов 8 обеспечивается известным способом поясами жесткости 2. Прочность и жесткость поперечного экрана 17 обеспечивается подкреплением его мембранными панелями из труб 28 (28') с проставками 29 (29'), которые выполняют роль ребер жесткости. При "хлопке" в промежуточном газоходе прочность и жесткость боковых экранов 9 обеспечивается поясами жесткости 2, а поперечных экранов 17 и 18 мембранными панелями из труб 28 (28') с проставками 29 (29'), которые выполняют роль анкерных связей.

Монтаж поверхностей нагрева из горизонтальных 27 (27') и вертикальных 28 (28') участков труб, образующих петли, производится совместно с боковыми экранами 9. Для их ремонта имеется доступ через лазы к внутренним и наружным петлям из труб 27 (27'), 28 (28'). При необходимости замены разрезаются пластины 24 вдоль труб 23, 31 бокового экрана 9 и соответствующие пластины 29 (29') вдоль труб 28 (28') и блок петель вынимается из котла, а на его место устанавливается новый. При этом боковой габарит для выемки блока петель меньше половины ширины топки 19, что позволяет уменьшить расстояние между устанавливаемыми котлами.

Диафрагмы 32 и трубки 33 предназначены для дренажа поверхностей из труб 27 (27'), 28 (28').

Изобретение относится к области котлостроения и может быть использовано в котельных агрегатах. Техническим результатом является уменьшение габаритов котла с обеспечением надлежащей несущей способности корпуса и приемлемых напряжений в зонах расположения опор. Результат достигается тем, что мембранные панели вертикальных участков петель смещены в сторону боковых экранов с образованием между ними газохода, боковые экраны промежуточного газохода между горизонтальными участками петель соединены между собой дополнительными участками труб, к которым прикреплены два ряда горизонтальных труб, соединенных между собой вертикальными участками с образованием петель, причем вертикальные участки крайних петель соединены между собой посредством проставок с образованием мембранных панелей, жестко соединенных с поперечными экранами. Вертикальные участки внутренних петель соседних с крайними могут быть установлены в плоскостях крайних вертикальных труб петель и скреплены с ними проставками. Под вертикальными участками присоединения мембранных панелей внутренних петель к поперечному экрану, разделяющему топку и промежуточный газоход, установлены дополнительные опоры. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Вертикальный двухбарабанный котел, содержащий газоплотный корпус, разделенный поперечными мембранными трубными экранами на топку, промежуточный газоход и газоход котельного пучка, в котором к боковым экранам промежуточного газохода прикреплены трубные петли из горизонтальных и вертикальных участков, соединенных между собой посредством проставок с образованием мембранных панелей, жестко соединенных по торцам с поперечными экранами, а под участками присоединения мембранных панелей петель к поперечному экрану, разделяющему топку и промежуточный газоход, между поперечным и подовым экранами, а также между последним и фундаментом установлены дополнительные опоры, отличающийся тем, что мембранные панели вертикальных участков петель смещены в сторону боковых экранов промежуточного газохода с образованием между ними газохода, а боковые экраны между горизонтальными участками петель соединены между собой дополнительными участками труб, к которым прикреплены два ряда горизонтальных труб, соединенных между собой вертикальными участками с образованием петель, причем вертикальные участки крайних петель соединены между собой посредством проставок с образованием мембранных панелей, жестко соединенных по торцам с поперечными экранами.2. Котел по п.1, отличающийся тем, что вертикальные участки внутренних петель установлены в плоскостях крайних вертикальных труб петель, скреплены с ними проставками с образованием мембранных панелей, жестко соединенных по торцам с поперечными экранами.3. Котел по п.1 или 2, отличающийся тем, что под вертикальными участками присоединения мембранных панелей петель к поперечному экрану, разделяющему топку и промежуточный газоход, между поперечным и подовым экранами, а также между последним и фундаментом установлены дополнительные опоры.