ВОДОГРЕЙНЫЙ КОТЕЛ Российский патент 2003 года по МПК F24H1/00 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в отопительных котельных при сжигании различных видов топлива (газ, мазут, каменный уголь, торф, дрова, древесный опил).

Известен водогрейный котел РИ, 6 F 24 Н 1/26, полезная модель 9509 "Водогрейный котел", содержащий сообщаемую между собой топку и конвективную камеру, в которой установлена теплообменная поверхность, выполненная в виде вертикально расположенных труб, снабженных раздающими и собирающими коллекторами.

Недостатками этого котла является ненадежность из-за быстрого износа потолочных труб, который происходит вследствие перепада нагрузок и отложения накипи при высоких температурах.

Известен водогрейный котел SU 1124669, МКИ 4 F 24 H 1/32 "Водогрейный котел" (прототип), содержащий топку и размещенную под ней конвективную камеру, в которой установлена теплообменная поверхность в виде параллельно расположенных плоских панелей с каналами, снабженными раздающими и собирающими коллекторами.

Недостатками этого котла является низкий кпд, сложность работы при монтаже и демонтаже.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение эффективности и надежности работы на разных видах топлива в широком диапазоне нагрузок, упрощение монтажа и демонтажа.

Указанный технический результат достигается за счет того, что водогрейный котел, содержащий сообщенные между собой топку и конвективную камеру, в которой установлена теплообменная поверхность, выполненная в виде вертикально расположенных труб, снабженных разделяющими и собирающими коллекторами, отличается тем, что для ускорения нагревания воды между разделяющими коллекторами установлены заглушки, меняющие направление потока воды, а для удлинения хода газов - перегородки, дополнительно аккумулирующие тепло, при этом отработанные газы используются для дополнительного нагрева воды, а выделяемая при сгорании, например, жидкого топлива и угля сера полностью сгорает на перегородках, не образуя коррозии труб, способствуя долговечности котла.

На фиг. 1 изображен вид котла спереди; на фиг.2 - вид сбоку; на фиг.3 - вид сверху.

Водогрейный котел состоит из корпуса котла, который включает:
- топочную камеру 1, которая в зависимости от применяемого топлива твердого (каменный уголь, торф, дрова, опил) имеет колосниковую решетку 2;
- для газа - спускной газоход, в котором размещены конвективные камеры из вертикальных труб 5 и 17 и одна конвективная камера горизонтальных потолочных труб 15;
- лобовые 6 и 16 вертикальные конвективные камеры соединены между собой коллекторами 3 и 8 (левые), 19 и 13 (правые;
Лобовые конвективные камеры 6 и 16 соединены с коллекторами 4 (левый) и 18 (правый) и коллектором 7.

Задняя конвективная камера 22 соединена коллектором 20 (нижний) и 14 (верхний).

Коллекторы 12 и 7 соединены потолочными трубами 15.

В теплообменнике трубы 26 соединены коллекторами 24 (нижний) и 25 (верхний). Заглушки 25 установлены в коллекторах 3 и 19 (нижних), а посредине - в коллекторах 8 и 13 (верхних) - в конце. Заглушки служат для удлинения хода горячей воды, чем достигается большая эффективность нагревания воды, не создаются "мертвые зоны" в трубах котла. Из системы отопления вода подается по патрубку 27, выходит в патрубок 9, заходит в патрубок 10, делая 5 оборотов в котле, и выходит в патрубок 11 к потребителю.

Имеющиеся перегородки 21 (из огнеупорного кирпича) установлены посредине теплообменника н заднего конвективного пучка экранных труб, а также между топкой и задними конвективными пучками экранных труб и служат для изменения хода газов.

Водогрейный котел работает следующим образом: вода в отопительный котел поступает из системы по патрубку 27 в нижний коллектор теплообменника 24, по трубам 26 идет в верхний коллектор теплообменника 25. По патрубку 9 поступает по переходной трубе в патрубок 10 и идет в потолочный коллектор 12. По потолочным трубам 15 идет вниз к коллектору 7. От коллектора 7 по трубам 6 и 16 опускается в коллекторы 4 (левому) и 18 (правому. Далее вода поступает в коллекторы 3 и 19. В середине коллекторов имеются заглушки 23 для изменения хода воды. Затем вода по трубам 5 и 17 поднимается вверх к коллекторам 8 и 13, в конце которых установлены заглушки 23 также для изменения хода воды. Далее по трубам 5 вода опускается в нижние коллекторы 3 и 19, идет в коллекторы 20 и по трубам 22 в коллекторы 14; затем по патрубку 11 вода направляется к потребителю. При работе, например, на твердом топливе в камере сгорания 1 устанавливается колосниковая решетка 2. Для удлинения хода газов и снижения серы, которая образуется при сгорании топлива, установлены две перегородки 21, которые предотвращают коррозию труб и увеличивают срок годности котла.

Основными достоинствами данного котла являются:
- работа на твердом, жидком и газообразном топливе;
- работа на естественной тяге, без дымососа;
- теплообменник к каждому котлу является индивидуальным, размеры его соответствуют заднему конвективному пучку экранных труб, соединенных между собой коллекторами;
- при слабом теплообмене в потолочных трубах в начальной стадии процесса максимальный нагрев достигается в боковых и передних конвективных пучках при минимальном образовании накипи, которая доступна для удаления механическим путем;
- перегородки котла установлены так, что тепло остается в котле, а температура уходящих газов составляет не менее 160^oС;
- вода в котле делает шесть оборотов посредством установленных заглушек, что дает возможность достигать высокой разницы температуры между входящей и исходящей на 40-50^oС;
- при циркуляции воды в котле не создаются "мертвые зоны", что предотвращает горение труб;
- использование старых котельных для установки нового котла;
- экономия металла, малая трудоемкость при изготовлении котла;
- высокий кпд: для твердого топлива 87%, для жидкого топлива и газа - 93%;
- конструкция котла позволяет экономить топливо на 40%;
- конструкция котла позволяет варьировать его размеры, не изменяя мощности, в зависимости от заказа потребителя;
- изменяя длину, ширину и высоту, можно изготовить множество модификаций мощностью от 0,1 до 10 МВт и выше;
- установка на крыше, чердаке многоэтажных домов (топливо - газ, при наличии автоматики).

Изобретение предназначено для нагрева воды и может быть использовано в отопительных котельных. Водогрейный котел содержит сообщенные между собой топку и конвективную камеру, в которой установлена теплообменная поверхность, выполненная в виде вертикально расположенных труб, снабженных разделяющими и собирающими коллекторами. Для ускорения нагревания воды и снижения расхода топлива путем предварительного ее нагрева в теплообменнике между разделяющими коллекторами установлены заглушки, которые удлиняют ход потока воды, меняют ее направление и позволяют при циркуляции воды не создавать "мертвые зоны", а для удлинения хода газов установлены перегородки в котле и посредине теплообменника и заднего конвективного пучка труб, дополнительно аккумулирующие тепло. Для повышения кпд котла отработанные газы используются для дополнительного нагрева воды, а выделяемые продукты сгорания, например сера, полностью сгорают на перегородках, не образуя коррозии труб. Изобретение обеспечивает повышение эффективности и надежности в работе котла. 3 ил.

Водогрейный котел, содержащий сообщенные между собой топку и конвективную камеру, в которой установлена теплообменная поверхность, выполненная в виде вертикально расположенных труб, снабженных разделяющими и собирающими коллекторами, отличающийся тем, что для ускорения нагревания воды и снижения расхода топлива путем предварительного ее нагрева в теплообменнике между разделяющими коллекторами установлены заглушки, удлиняющие ход потока воды, меняющие ее направление, позволяющие при циркуляции воды не создавать ″мертвые зоны″, а для удлинения хода газов - перегородки в котле и посредине теплообменника и заднего конвективного пучка труб, дополнительно аккумулирующие тепло, при этом для повышения КПД котла отработанные газы используются для дополнительного нагрева воды, а выделяемые продукты сгорания, например сера, полностью сгорают на перегородках, не образуя коррозии труб.