КОТЕЛ-УТИЛИЗАТОР Российский патент 2006 года по МПК F22B1/18 F22B37/48 

Изобретение относится к области энергетики, а более конкретно к конструкциям теплообменных аппаратов, и может быть использовано для утилизации отходящего тепла химических реакций и получения в межтрубном пространстве пара.

Известен котел-утилизатор, содержащий цилиндрический корпус с установленными в нем теплообменными трубами, имеющими впускной и выпускной концы, средство для подачи воды в окружающее трубы пространство корпуса (камера), средство для подачи горячего продукта в впускные концы труб, средство для регулирования расхода, средство для отвода охлажденного продукта. Трубы в корпусе установлены по меньшей мере в виде двух пучков, а средство для регулирования расхода выполнено в виде средств для распределения потока горячего продукта по пучкам и регулирования его расхода в них (см. пат. РФ №2056583, МПК F 22 B 1/18, заявл. 09.09.1993 г.).

Известен котел-утилизатор, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с установленными в нем теплообменными трубами, имеющими впускной и выпускной концы, связанными между собой, средство для подачи воды в окружающие трубы пространство корпуса, закрепленное на корпусе, средство для подачи потока горячего продукта в впускной конец труб и пропускания его через них для обеспечения косвенного теплообмена с водой, средство для отвода получаемого в результате теплообмена потока воды и пара (патрубок для подвода и отводаохлаждающей среды), (см. пат. РФ №2118650, МПК C 10 J 3/86, F 23 B 1/14, заявл. 26.03.1993 г.).

Наиболее близким по технической сущности является кожухотрубный теплообменник, содержащий кожух (корпус) с расположенными в нем теплообменными трубами, трубные доски, образующие с кожухом межтрубное пространство, компенсатор, выполненный на кожухе с внутренней перегородкой камерой подачи среды в трубы и отвода из них и с камерой поворота среды, примыкающие к трубным доскам, и патрубки подачи и отвода среды в межтрубное пространство, и камеру подачи среды, причем теплообменник выполнен с возможностью организации движения сред по трубному и межтрубному пространствам (см. пат. РФ №2232940, МПК F 23 D 7/00, заявл. 28.08.2002 г.).

К недостаткам известного котла-утилизатора следует отнести то, что, как правило, на нижней трубной доске котла происходит засорение ее шламом из окалины труб, образующийся за счет агрессивности подаваемой воды и разницы температур теплообменных труб и охлаждающей среды.

Технический результат заявляемого изобретения выражается в повышении надежности работы котла-утилизатора за счет обеспечения очищения нижней трубной доски котла от зашламления.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в известном устройстве, включающем вертикальный цилиндрический корпус с трубными досками и установленными между ними теплообменными трубами, образующими межтрубное пространство, патрубками для подачи и отвода охлаждающей среды, нижняя часть межтрубного пространства снабжена устройством для удаления шлама, выполненным в виде цилиндрического отбойника, охватывающего теплообменные трубы и расположенного напротив патрубка для подачи охлаждающей среды, причем в верхней части цилиндрического отбойника выполнен буртик, перекрывающий пространство между корпусом и теплообменными трубами, и патрубки для отвода шлама, которые размещены над поверхностью нижней трубной доски. Количество патрубков для отвода шлама и длина всасывающей части каждого патрубка выбрана с учетом возможности удаления шлама со всей ее поверхности. Кроме того, теплообменные трубы размещены в трубных досках по неупорядоченной схеме.

В качестве охлаждающей среды используют воду, предварительно очищенную в деаэраторе, а в качестве продукта, полученного после ее нагрева и отвода, - пар или пароводяную смесь.

Заявляемое изобретение поясняется чертежами, где изображено:

фиг.1 - общий вид котла-утилизатора;

фиг.2 - сечение котла-утилизатора по А-А;

фиг.3 - вид В.

Котел-утилизатор содержит вертикальный цилиндрический корпус 1 с трубными досками 2, между которыми установлены теплообменные трубы 3. В нижней части корпуса 1 расположен патрубок для подачи охлаждающей воды 4, а в верхней - патрубок для ее отвода 5. В нижней части межтрубного пространства расположено устройство для удаления шлама, которое выполнено в виде цилиндрического отбойника 6, охватывающего теплообменные трубы 3 и расположенного напротив патрубка для подачи охлаждающей воды 4. В верхней части отбойника 6 выполнен буртик 7, перекрывающий пространство между корпусом 1 и теплообменными трубами 3. Патрубки для отвода шлама 8 размещены над поверхностью нижней трубной доски 2. Количество патрубков для отвода шлама 8 и их длина выбраны с учетом возможности удаления шлама со всей поверхности трубной доски.

Котел-утилизатор работает следующим образом.

Охлаждающая вода, поступающая через патрубок 4, ударяется о цилиндрический отбойник 6, который защищает теплообменные трубы 3 от прямого воздействия потока воды. Буртик 7 отбойника 6 направляет движение воды только вниз и от трубной доски 2 она движется вверх, омывая теплообменные трубы 3, нагревается и превращается в пар, который через патрубок для отвода 5 идет к потребителю. Механические примеси, окалина (шлам) при ударении воды об отбойник 6 под собственным весом по его цилиндрической поверхности осаждаются на трубную доску 2 и через патрубки для отвода шлама 8 удаляются за корпус 1 котла-утилизатора.

На период подачи заявки на изобретение разработана рабочая документация на заявляемый котел-утилизатор, а начало его изготовления запланировано на второе полугодие 2005 года.

Изобретение предназначено для утилизации отходящего тепла химических реакций и получения пара и может быть использовано в энергетике. Котел содержит вертикальный цилиндрический корпус с трубными досками и установленными между ними теплообменными трубами, образующими межтрубное пространство, патрубками для подачи и отвода охлаждающей среды. Нижняя часть межтрубного пространства снабжена устройством для удаления шлама, выполненным в виде цилиндрического отбойника, охватывающего теплообменные трубы и расположенного напротив патрубка для подачи охлаждающей среды, причем в верхней части цилиндрического отбойника выполнен буртик, перекрывающий пространство между корпусом и теплообменными трубами, и патрубков для отвода шлама, которые размещены над поверхностью нижней трубной доски. Количество патрубков для отвода шлама и длина всасывающей части каждого патрубка выбраны с учетом возможности удаления шлама со всей поверхности трубной доски. Теплообменные трубы размещены в трубных досках по неупорядоченной схеме. Изобретение обеспечивает повышение надежности работы котла. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Котел-утилизатор, включающий вертикальный цилиндрический корпус с трубными досками и установленными между ними теплообменными трубами, образующими межтрубное пространство, патрубками для подачи и отвода охлаждающей среды, отличающийся тем, что нижняя часть межтрубного пространства снабжена устройством для удаления шлама, выполненным в виде цилиндрического отбойника, охватывающего теплообменные трубы и расположенного напротив патрубка для подачи охлаждающей среды, причем в верхней части цилиндрического отбойника выполнен буртик, перекрывающий пространство между корпусом и теплообменными трубами, и патрубков для отвода шлама, которые размещены над поверхностью нижней трубной доски, а их количество и длина всасывающей части каждого патрубка выбраны с учетом возможности удаления шлама со всей ее поверхности.2. Котел-утилизатор по п.1, отличающийся тем, что теплообменные трубы размещены в трубных досках по неупорядоченной схеме.