ШИРМОВАЯ ПОВЕРХНОСТЬ НАГРЕВА Российский патент 2005 года по МПК F22G3/00 

Предлагаемое изобретение относится к области тепловой энергетики и может быть использовано в конструкции паровых котлов.

Известна поверхность нагрева, содержащая теплообменные змеевики, а также входные и выходные коллекторы (см. авт. св. №1627780,1989 г.).

Недостатком такой поверхности является отсутствие в ней креплений теплообменных змеевиков, препятствующих выходу отдельных змеевиков из плоскости поверхности нагрева. Это приводит к повышению тепловосприятия отдельных труб и понижает их надежность, приводя к авариям.

Известна ширмовая поверхность нагрева, наиболее близкая к предлагаемой, содержащая основные теплообменные змеевики, входные и выходные коллекторы, а также обвязочные змеевики, которые попарно выведены из плоскости ширмовой поверхности нагрева в противоположные стороны с образованием участков, расположенных перпендикулярно к основным теплообменным змеевикам, причем в каждой паре обвязочных змеевиков перпендикулярные участки, расположенные на противоположных сторонах ширмовой поверхности нагрева, установлены на одном уровне без смещения относительно друг друга (см. авт. св. №1746124, 1989 г.).

Недостатком такой ширмовой поверхности нагрева является то, что для того, чтобы скрепить между собой горизонтальные участки каждой пары обвязочных змеевиков, применяют либо стяжки из неохлаждаемых элементов, которые должны работать при температурах до 1300°С, либо специальные детали, которые приваривают к наружной поверхности труб. Оба способа снижают надежность работы ширмовой поверхности нагрева. Как показывает опыт эксплуатации неохлаждаемые элементы быстро прогорают, поэтому отдельные теплообменные змеевики выходят из плоскости поверхности нагрева и температура пара в них резко возрастает, а приварки к трубам являются источником дополнительных напряжений и образования трещин. В обоих случаях возрастает аварийность ширмовой поверхности нагрева.

Предлагаемым изобретением решается задача повышения надежности работы и снижения аварийности ширмовой поверхности нагрева, соответственно уменьшения затрат на ремонт и эксплуатацию.

Для достижения указанного технического результата в ширмовой поверхности нагрева, содержащей основные теплообменные змеевики, входные и выходные коллекторы, а также обвязочные змеевики, которые попарно выведены из плоскости ширмовой поверхности нагрева в противоположные стороны с образованием участков, расположенных перпендикулярно к основным теплообменным змеевикам, в каждой паре обвязочных змеевиков перпендикулярные участки, расположенные на противоположных сторонах ширмовой поверхности нагрева устанавливают со смещением относительно друг друга по осям труб на расстояние H>2×D, где D - диаметр трубы, и скрепляют замком, который выполняют из гнутых участков основных теплообменных змеевиков.

Отличительными признаками предлагаемой ширмовой поверхности нагрева от указанной выше известной, наиболее близкой к ней, является то, что в каждой паре обвязочных змеевиков перпендикулярные участки, расположенные на противоположных сторонах ширмовой поверхности нагрева, устанавливают со смещением относительно друг друга по осям труб на расстояние Н>2×D, где D - диаметр трубы, и скрепляют замком, который выполняют из гнутых участков основных теплообменных змеевиков.

Предлагаемая ширмовая поверхность нагрева иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1

На фиг.1 - схематично изображена ширмовая поверхность нагрева.

На фиг.2 - показан вид А фиг.1.

На фиг.3 - разрез Б-Б фиг.1.

Ширмовая поверхность нагрева (фиг.1), содержит входной 1 и выходной 2 коллекторы, основные теплообменные змеевики 3, обвязочные змеевики 4, участки обвязочных змеевиков, перпендикулярные к основным теплообменным змеевикам и расположенные на противоположных сторонах ширмовой поверхности нагрева 5, замок 6, который выполняют из гнутых участков основных теплообменных змеевиков 3. Участки 5 располагают со смещением относительно друг друга по осям труб на растояние Н>2×D, где D - диаметр трубы. Это выполняют для того, чтобы пропустить через разрыв, образованный смещенными участками трубу, образующую замок 6.

Работа осуществляется следующим образом.

Пар из раздающего коллектора 1 направляют в основные теплообменные змеевики и в обвязочные змеевики 4, а затем собирают в коллекторе 2. Продукты сгорания топлива омывают ширмовую поверхность нагрева по направлению, например, стрелки А и отдают тепло пару, проходящему по змеевикам.

Тепловоспрятие основных теплообменных змеевиков неодинаково из-за их разных геометрических размеров и разных условий теплоотдачи. Кроме того, опускная ветвь змеевиков имеет большее тепловосприятие, чем подъемная, так как ее омывают продукты сгорания топлива с большей температурой. Эти факторы приводят к возникновению усилий, стремящихся к выводу отдельных теплообменных змеевиков из плоскости ширмовой поверхности нагрева в направлениях, указанных стрелками В и Г на фиг.2. При возникновении усилий, направленных на выведение отдельных теплообменных змеевиков 3 из плоскости поверхности нагрева, в направлениях, указанных стрелками В или Г, эти усилия передаются на соответствующий направлению В или Г участок обвязочного змеевика 5, от которого через замок 6 и участок обвязочного змеевика 5 противоположной стороны, усилие передается на противоположную плоскость поверхности нагрева. Таким образом, достигается надежная фиксация всех отдельных змеевиков в плоскости ширмовой поверхности нагрева без применения неохлаждаемых и приварных деталей. Исключается выход змеевиков из плоскости ширмовой поверхности нагрева, их неравномерный обогрев и нерасчетное повышение температуры пара в отдельных змеевиках, которое приводит к разрывам труб. Снижается опасность шлакования ширмовой поверхности нагрева, так как сохраняется ее геометрия. Повышается надежность работы поверхности нагрева и уменьшаются затраты на ремонт и эксплуатацию.

Изобретение относится к области тепловой энергетики и может быть использовано в конструкции паровых котлов. Задачей изобретения является повышение надежности работы и снижение аварийности ширмовой поверхности нагрева, а также уменьшение затрат на ремонт и эксплуатацию. Поставленная задача решается тем, что ширмовая поверхность нагрева содержит основные теплообменные змеевики, входной и выходной коллекторы и обвязочные змеевики, которые попарно выведены из плоскости ширмовой поверхности нагрева в противоположные стороны с образованием участков, расположенных перпендикулярно к основным теплообменным змеевикам, причем в каждой паре обвязочных змеевиков перпендикулярные участки, расположенные на противоположных сторонах поверхности нагрева, устанавливают со смещением относительно друг друга по осям труб на расстояние Н>2×D, где D - диаметр трубы, и скрепляют замком, который выполняют из гнутых участков основных теплообменных змеевиков. 3 ил.

Ширмовая поверхность нагрева, содержащая основные теплообменные змеевики, входные и выходные коллекторы, и обвязочные змеевики, которые попарно выведены из плоскости ширмовой поверхности нагрева в противоположные стороны с образованием участков, расположенных перпендикулярно основным теплообменным змеевикам, отличающаяся тем, что в каждой паре обвязочных змеевиков перпендикулярные участки, расположенные на противоположных сторонах ширмовой поверхности нагрева, устанавливают со смещением относительно друг друга по осям труб на расстояние Н>2×D, где D - диаметр трубы, и скрепляют замком, который выполняют из гнутых участков основных теплообменных змеевиков.