ВОДОГРЕЙНЫЙ КОТЕЛ Российский патент 2005 года по МПК F24H1/12 

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к водогрейным котлам, предназначенным для отопления и горячего водоснабжения зданий и сооружений различного назначения.

Известен водогрейный котел, содержащий топочную камеру, экранированную трубами, и конвективный трубный пучок [1].

Котел сложен в конструктивном исполнении и при традиционном прямоточном протекании воды по системе указанных труб обладает сравнительно низкой теплопередачей от горячих газов к воде, обусловленной оседанием выделяющихся при нагревании воды пузырьков газа на внутренних поверхностях частей трубной системы котла.

Известен водогрейный котел, содержащий топочную камеру, экранированную трубами, конвективный пучок труб, экономайзер и устройство закручивания потока воды, выполненное в виде перепускных труб, соединяющих между собой смежные трубы экранов, конвективного пучка и экономайзера и расположенных тангенциально к их осям [2].

Введение в конструкцию котла устройства закручивания потока воды в его трубной системе существенно, по меньшей мере в два раза, повысило коэффициент теплопередачи системы нагревания, вместе с тем, усложненная конструкция перепускных труб, концов соединяемых смежных труб трубной системы котла и повышение сложности работ при ее изготовлении повысили трудоемкость изготовления котла в целом.

Кроме того, в котле отсутствует возможность регулирования скорости теплоносителя и его расхода, а также требуется избыточная электрическая мощность вспомогательного оборудования котельной, обусловленная повышенным сопротивлением перепускных труб сравнительно небольшого диаметра, что снижает технические и эксплуатационные качества котла.

Задача изобретения состоит в создании водогрейного котла с устройством закручивания потока воды в его трубной системе, конструктивное исполнение перепускных тангенциальных труб которого обеспечивало бы возможность регулировки расхода и скорости теплоносителя при одновременном снижении трудоемкости изготовления трубной системы котла и электрической мощности вспомогательного оборудования котельной.

Задача решается тем, что в водогрейном котле, содержащем экранированную трубами топочную камеру, конвективный трубный пучок, экономайзер и устройство закручивания потока воды в виде перепускных тангенциальных труб, соединяющих между собой смежные трубы экранов, конвективного пучка и экономайзера, согласно изобретению перепускная труба выполнена в виде трапецеобразного короба, снабженного средством отклонения потока воды в сторону большего основания короба, жестко связанным с меньшим основанием, соединяющим смежные трубы по их общей оси.

Целесообразно средство отклонения потока воды выполнить в виде наклонной стенки, установленной в смежной трубе по ходу потока теплоносителя под углом 5°-20° к общей оси смежных труб.

Целесообразно наклонную стенку выполнить за одно целое с меньшим основанием короба.

При использовании изобретения может быть получен технический результат, выражающийся в:

- возможности регулировки проходного сечения тангенциальной трубы для получения заданных значений скорости и расхода теплоносителя в трубной системе котла, что обусловлено возможностью установки под заданным углом наклонной стенки тангенциальной трубы перед сборкой трубной системы;

- снижении мощности электрического оборудования, трудоемкости изготовления короба тангенциальной трубы и подготовки концов смежных труб перед связкой их в трубную систему, что обусловлено высокой технологичностью как средства отклонения потока воды, так и самого короба.

Другие преимущества заявляемого изобретения будут видны из описания и чертежей, где на фиг.1 показан водогрейный котел, общий вид с радиационной, конвективной частями и экономайзером, на фиг.2 - часть трубной системы котла с коробчатыми перепускными трубами, в увеличенном масштабе, на фиг.3 - сечение по Г-Г на фиг.2.

Водогрейный котел 1 включает радиационную часть А, конвективную часть Б и экономайзер В, снабженные соответственно наборами 2, 3 и 4 (фиг.1) смежных греющих труб 5, последовательно связанными друг с другом с образованием трубной системы котла. В каждом из наборов концы труб 5 связаны друг с другом при помощи перепускных тангенциальных труб 6 (фиг.2), выполненных в виде трапецеобразного короба, меньшее основание 7 которых соединяет трубы 5 по их общей оси 8 и снабжено средством отклонения потока воды в сторону большего основания 9, выполненным в виде наклонной стенки 10, которая жестко связана с основанием 7, и угол α наклона стенки к оси 8 составляет 5°-20°.

С увеличением мощности котла угол α устанавливается ближе к меньшему пределу, т.е. проходное сечение трубы 6 между ее основанием 9 и стенкой 10 увеличивается, а с уменьшением мощности котла угол α устанавливается ближе к верхнему пределу.

Котел работает следующим образом. Вода входит в него со стороны экономайзера В и проходит, вращаясь, последовательно все трубы 5 набора 4, поступает в конвективную часть Б и с вращением последовательно проходит все трубы ее набора 3, после чего подогретый поток теплоносителя поступает в радиационную часть А и с вращением последовательно проходит все трубы ее набора 2, и в окончательно подготовленном виде через верхний трубопровод подается потребителю для отопления и горячего водоснабжения. В процессе эксплуатации котла стенка 10 трубы 6, будучи установленной под определенным углом α к оси 8, обеспечивает соответствующее проходное сечение и параметры движения закрученного потока теплоносителя, а вместе с тем заданные значения его скорости и расхода.

Подготовка смежных греющих труб 5 перед их сборкой в наборы 2, 3 и 4 заключается в изготовлении их торцевых выемок на одну четвертую часть диаметра трубы 5 и ширину трубы 6, последующей сварке смежных труб с основаниями 7 и 9 и боковой стенкой короба.

Всестороннее испытание котла с перепускными тангенциальными трубами коробчатой формы в отопительном сезоне 2003-2004 годов подтвердили его высокие технические и эксплуатационные качества.

Источники информации

1. Авт. св. СССР №1691675, кл. F 24 H 1/00, опубл. 1991.

2. Патент РФ №2059937, кл. F 24 H 1/00 от 10.05.1996, БИ №3 (прототип).

Изобретение предназначено для нагрева воды и может быть использовано для отопления и горячего водоснабжения. Котел содержит топочную камеру, экранированную трубами, конвективный трубный пучок, экономайзер и устройство закручивания потока воды в виде перепускных тангенциальных труб, соединяющих между собой смежные трубы экранов, конвективный пучок и экономайзер. Перепускная труба выполнена в виде трапецеобразного короба, снабженного средством отклонения потока воды в сторону большего основания короба, жестко связанным с меньшим основанием, соединяющим смежные трубы по их общей оси. Изобретение обеспечивает возможность регулировки расхода и скорости теплоносителя при одновременном снижении трудоемкости изготовления трубной системы котла. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Водогрейный котел, содержащий топочную камеру, экранированную трубами, конвективный трубный пучок, экономайзер и устройство закручивания потока воды в виде перепускных тангенциальных труб, соединяющих между собой смежные трубы экранов, конвективного пучка и экономайзера, отличающийся тем, что перепускная труба выполнена в виде трапецеобразного короба, снабженного средством отклонения потока воды в сторону большего основания короба, жестко связанным с меньшим основанием, соединяющим смежные трубы по их общей оси.2. Котел по п.1, отличающийся тем, что средство отклонения потока воды выполнено в виде наклонной стенки, установленной в смежной трубе по ходу потока теплоносителя под углом 5-20° к общей оси смежных труб.3. Котел по п.1 или 2, отличающийся тем, что наклонная стенка средства отклонения потока выполнена за одно целое с меньшим основанием короба.