Предлагается способ дополнительного парообразования в котлах, состоящий в том, что в топку обычного парового котла или в его дымоходы вставляется ряд труб малого диаметра, внутри которых, под действием насоса, циркулирует вода, подвергающаяся испарению. Образующийся пар, после отделения от него воды, подается в сеть независимого рабочего паропровода, либо же в качестве добавочного пара - внутрь котла, в каковом случае предварительное водоотделение может отсутствовать. В устройстве, осуществляющем описанный способ, применяется вставляемая в топку котла над слоем топлива батарея труб, сборные коллекторы которой присоединены к замкнутой циркуляционной системе, или же упомянутая батарея заменяется рядом петлеобразных элементов, помещающихся внутри дымогарных труб.
На чертеже фиг. 1 схематически изображает вид сбоку котельной установки с предлагаемым устройством; фиг. 2 - то же, вид ее спереди; фиг. 3 - вид котла, снабженного видоизмененным устройством; фиг. 4 - продольный вертикальный разрез паровозного котла с установкой дополнительных парообразующих элементов в дымогарных трубках; фиг. 5 - вид его спереди; фиг. 6 - разрез по 6-6 фиг. 4; фиг. 7 - боковой вид видоизмененной топочной камеры по фиг. 4; фиг. 8 - вид ее сзади; фиг. 9 - продольный разрез одного из петлеобразных элементов; фиг. 10 - боковой вид части котла с топочной камерой, часть парообразующих элементов которой служит для перегрева пара; фиг. 11 - вид ее сзади; фиг.12 - вертикальный разрез водотрубного котла с парообразующими батареями, поставленными в междутрубочных пространствах котла; фиг. 13 - разрез по 13-13 фиг. 12; фиг. 14 - вертикальный разрез котла обратного типа, с предлагаемым устройством; фиг. 15 - вид его со стороны топок; фиг. 16 - поперечный разрез дымогарной трубки с расположенными в ней петлеобразными элементами; фиг. 17 - видоизменение фиг. 15: фиг. 18 - вид сверху коллекторов фиг. 17; фиг. 19 - горизонтальный разрез сборного коллектора; фиг. 20 - разрез по 20-20 фиг. 19; фиг. 21 - разрез по 21-21 фиг. 19; фиг. 22 - перспективный вид пробки с дырчатой трубчатой частью.
Устройство, а также и действие его заключается в следующем: в топку 4 котла 2, покоящегося на фундаменте 1 (фиг. 1, 2), через отверстие 3 загружается топливо и подводится надлежащее количество необходимого для горения воздуха, при чем образующиеся газы проходят по котлу в направлении стрелок, направляясь в дымовую трубу 5. В топке, над слоем топлива, вставлена батарея труб 6, имеющих сравнительно небольшой диаметр, при чем все эти трубки своими концами присоединяются к сборным коллекторам 7 и 8. Вода подается при помощи насоса 9 через подводящие трубки 10 в коллекторы 7, из которых каждый снабжен распределительной трубкой 11, показанной в увеличенном масштабе на фиг. 9 и снабженной небольшими подающими отверстиями 12, открывающимися в трубы 6. Для удобства сборки каждый коллектор 7 имеет диаметрально расположенные отверстия, в одном из которых развальцовывается труба 6, после чего в противоположно расположенное отверстие вставляется запорный штырь 13 для образования паронепроницаемого соединения (фиг. 9). Трубки 11 вставляются затем через один из концов коллектора. Вода в количествах, больших паропроизводительности труб 6, подводится насосом к трубкам 11, при чем пар и излишек воды из коллектора 8 по отводящей трубе 14 направляются к водоотделителю 15 и обратно в насос. Пароотводная труба 16 в верхней части водоотделителя служит для подачи пара по трубам 17 и 18 либо в котел, либо в рабочий паропровод. Дальнейшее отделение пара от воды, если таковое потребуется, происходит в отделителе 19, при чем вода по трубке 20 возвращается в водоотделитель 15. Пар, производимый котлом 2, отводится по трубопроводу 21.
При присоединении циркуляционной системы 14, 9, 10 непосредственно к котлу в его водяной и паровой части (фиг. 3) водоотделитель 15 может быть упразднен, при чем пар и вода, по оставлении отводного коллектора 8, проходят непосредственно по трубке 22 в трубку 23 или в трубку 24, направляющие их в котел над уровнем воды в нем или ниже его, для каковой цели трубки 23 и 24 снабжены соответствующими клапанами. Вода для питания насоса поступает из котла по трубке 14, пар отводится из котла по трубопроводу 21, а насос 9 приводится в действие обыкновенной паровой машиной 25.
В случае паровозного котла 26 (фиг. 4, 5, 6) с огневой коробкой 27 батарея труб 6 заменяется рядом петлеобразных элементов 6, при чем последние предназначаются для установки внутри дымогарных трубок по две или более (фиг. 16), в соответствии с имеющимися диаметрами. Элементы 6 могут быть одинаковой длины с дымогарными трубками или могут быть длиннее последних, при чем в последнем случае концы их А и В располагаются в пределах топочной камеры, предохраняя стенки ее от излишнего нагревания.
Подвод воды производится насосом 28, забирающим воду непосредственно из нижней части котла при помощи трубок 29, после чего вода, по прохождении через фильтр 30, доставляется трубке 31, из которой она проходит в трубку 11, подобную изображенной на фиг. 9. Далее вода по элементам 6 направляется в коллектор 8, из которого попадает в распределительную трубку 32, отводящую ее непосредственно в котел.
При двух независимых циркуляционных системах и рядах труб устройство состоит в том, что петлеобразные элементы 6 хотя и вставляются в дымогарные трубки, однако они не выходят в пределы топочной камеры, образуемой в этом случае рядами труб 34 с коллекторами 36, 35 и 37 (фиг. 7, 8). При работе насос 38 забирает воду при помощи трубок 39 и 40 и гонит ее через трубку 41 в верхний коллектор 35, который, как и коллекторы 36, 37, устроен аналогично коллекторам 7 и 8 (фиг. 9). Вода доставляется трубкам 34 в количестве, недостаточном для заполнения их, но большем, чем то нужно для парообразования. Пар и избыток воды, доставленные коллекторам 36 и 37. возвращаются обратно в котел через трубки 42 и 43.
Элементы 6. показанные в правой части фиг. 7, снабжены отдельными коллекторами (фиг. 10 и 11), при чем видно, что насос 45, забирая воду из котла при помощи трубки 46, подает ее по трубке 47 фильтру 48, после чего вода поступает в трубку 49, из которой подводится к трубкам 11 коллекторов 7, показанных на чертеже сплошными линиями. Пар и избыток воды из трубок 6 возвращаются в коллекторы 8, а из них по трубке 50 - в котел.
Некоторые из трубок 6 могут быть использованы для перегрева пара, для чего трубка 51, соединенная с паровым пространством котла, доставляет пар коллекторам 7a батареи трубок, расположенных отдельно и образующих перегреватель, при чем пар по проходе через трубки 6a возвращается в коллекторы 8a, а из них направляется по трубке 52, например, к золотниковой коробке паровой машины.
В водотрубном котле устройство может заключаться в следующем: обмуровка 53 (фиг. 12, 13), поддерживающая котел, образует перегородки 54 и 55 для направления потока топочных газов, омывающих кипятильные трубки 57 с коллекторами 58 и 59, соединенными с водяными и паровыми барабанами 60. Батареи труб 6 и 6b составляются по желанию из петлеобразных или прямых элементов и располагаются наклонно или прямо в междутрубочных пространствах котла.
Насос 61 засасывает воду из нижней части барабана 60 по трубке 62 и нагнетает ее по трубке 63, откуда она по трубке 64 попадает в коллектор 7b, снабженный трубками 11. Далее трубка 65 доставляет воду, подаваемую трубкой 63, коллектору 7, откуда она поступает в трубы 6 и обратно в коллектор 8. Пар и вода подаются в барабан 60 над уровнем или ниже уровня воды в нем при помощи трубок 66 и 68, соединенных соответственно с коллекторами 8b и 8.
В котлах оборотного типа (фиг. 14, 15, 16, 17, 18) с дымогарными трубками 69, 691 и-622 и с расположенными в них элементами 6 циркуляционный насос 71 гонит воду по трубке 72 через фильтр 73 в распределительную трубку 74, из которой она поступает в коллекторы 7, а из последних - в элементы 6 и обратно в коллекторы 8, сообщающиеся с трубой 75, соединенной с водоотделителем 76, при чем труба 75 снабжена ответвлением 751, сообщающимся с паровым пространством котла. Паровая трубка 77 соединяется с водоотделителем 76 и при желании из нее непосредственно может быть получен пар. Избыток воды, доставленный в распределительную трубку 75, собирается на дно отделителя 76 и по трубке 78 возвращается в насос 71. Вода для питания элементов 6 может поступать по трубке 79, а количество ее может проверяться при помощи водоуказательного прибора 80, снабженного трубкой 81, сообщающейся с трубкой 79 при помощи клапана, на чертеже не показанного. Предусмотрена также возможность питания насоса водой из котла, что осуществляется при помощи трубки 82, сообщающейся с котлом возле нижней его точки и соединяемой с трубкой 78. Паровая трубка 77 снабжена клапаном а, а также клапаном на участке, сообщающемся с паровым пространством котла. Между трубкой 77 и трубой 75 предусмотрен клапан с, управляющий соединением этих труб, при чем труба 75 кроме того снабжена клапаном d, находящимся выше соединения ее с коллектором, а а также клапаном е, находящимся ниже названного соединения. Труба 78 ниже водоотделителя 76 снабжена клапаном f и равным образом снабжена клапаном трубка 82, сообщающаяся на одном конце с котлом, а на другом конце - с трубкой 78 ниже клапана f. Ответвление 83, соединенное с контрольной трубкой 81, имеет клапан g для управления расходом воды, поступающей в некоторых случаях из котла. Водоуказательный прибор может работать под управлением клапана g или клапана, установленного на питательной трубе 78.
При вышеописанной конструкции трубопровода котел и элементы 6 могут работать в качестве отдельных паропроизводителей, в каковом сучае клапаны a, b, e и f открываются, а клапаны с, d и g закрываются. При этих условиях пар из котла может быть получен через клапан b, а пар из элементов 6 - через клапан a. Циркуляция воды и пара будет происходить следующим образом: вода из нижней части водоотделителя через клапан f поступает в насос, из него по трубке 72 - в трубку 74, элементы 6 и обратно в трубу 75. Так как клапан d закрыт, то пар не может поступать в паровое пространство котла, вследствие чего как пар, так и избыток воды из элементов 6 проходят через трубу 75 в отделитель 76, откуда пар поднимается по трубке 77 через клапан а.
Может представиться необходимость направить пар из элементов 6 в паровое пространство котла, для чего придется открыть клапаны b, c, e и f и закрыть клапаны a, d и g. В таком случае вода из отделителя 76 проходит через клапан f к насосу и по трубке 72 - к приемной трубке 74, откуда поступает в элементы 6 и обратно в трубу 75. Так как клапан d закрыт, то пар не имеет непосредственного доступа в паровое пространство котла и направится вниз, в водоотделитель 76, через открытый клапан e. В виду же того, что клапан а закрыт, а клапан с открыт, пар из отделителя 76, по трубке 77, через клапан с и трубку 751, поступает в паровое пространство судового котла.
Возможен третий способ циркуляции воды и пара, при котором клапаны g и 85 остаются открытыми, а клапан 84 закрыт, вследствие чего вода, подаваемая, в элементы 6, заимствуется из котла. Если теперь открыть клапан 84, то водоуказательный прибор 80 будет действовать при помощи клапана, установленного на питательном трубопроводе 79, а также при помощи клапана g, обеспечивая подачу воды в элементы 6 от независимого источника, приключенного к трубе 79, на ряду с подачей воды непосредственно из основного котла.
Также возможно полное выключение из работы водоотделителя 76, при чем отделение пара от воды будет происходить исключительно в паровом пространстве котла. Для осуществления этого закрываются клапаны a, c, е и f и открываются клапаны b, d b и g. Вода поступает из котла в насос 71 по трубкам 82 и 78, из которых ни одна не сообщается с водоотделителем 76, так как клапан f закрыт. Насос гонит воду в элементы 6, а из них - в трубу 75, в которую также отводится и пар, не могущий проникнуть при закрытом клапане е в водоотделитель 76, вследствие чего пар и вода по трубке 751 поступают в паровое пространство котла.
Для использования всех дымогарных трубок в котле, трубка 72, идущая от отделителя 73, имеет горизонтальное ответвление 86, сообщающееся с распределительными трубками 74, 741 и 742 связанными с коллекторами 7, при чем группы дымогарных трубок 69, 691, 692 имеют соответственно коллекторы 7 и 8, 71 и 81, 72 и 82. Предусмотрено наличие также и отводных труб 75, 751 и 752, сообщающихся с трубкой 87, соединенной с водоотделителем 76.
При таком устройстве представляется возможной не только установка элементов 6 в каждой из дымогарных трубок котла, но и обеспечивается легкий доступ к коллекторам (фиг. 18), так как приемные и отводные трубы коллекторов двух крайних групп располагаются соответственно противоположно по сравнению с трубами группы 692.
В целях более удобного вдвигания в коллекторы распределительных трубок 11, вместо устройства последних, показанного на фиг. 9, может быть применено следующее: трубы 6 ввальцовываются в коллектор 7, как было указано выше, а отверстия, расположенные в противоположной стенке коллектора, закрываются пробками-колпачками 13 (фиг. 9, 19, 20, 21, 22). Коллектор соединяется с подводящей трубой 74 при помощи наконечника 90, который развальцовывается в неглубоком жолобке 91 коллектора 7, а также и в трубе 74. На трубе 11 имеется заплечик 92, упирающийся в наконечник 90 при совпадении отверстий 12 трубы 11 с трубами 6. Пробка 93 (фиг. 22) ввинчивается в отверстие трубы 74, обеспечивая паронепроницаемое соединение, при чем трубчатая часть 94 ее имеет диаметр, равный внешнему диаметру трубы 11, и снабжена отверстиями 95, обеспечивающими доступ воды из трубы 74 в трубку 11. Противоположный конец коллектора также закрыт пробкой.
1. Способ дополнительного парообразования в котлах, характеризующийся тем, что в топку обычного парового котла или в его дымоходы вставляется ряд труб малого диаметра, внутри которых, под действием насоса, циркулирует вода, подвергающаяся испарению с целью подачи образовавшегося пара после отделения из него воды в сеть независимого рабочего паропровода, либо в качестве добавочного пара внутрь котла, в каковом, случае предварительное водоотделение может отсутствовать.
2. Устройство для осуществления охарактеризованного в п. 1 способа, характеризующееся применением вставленной в топку котла 2 (фиг. 1 и 2) над слоем топлива батареи труб 6, сборные коллекторы 7 и 8 которой присоединены к замкнутой циркуляционной системе, состоящей из отводящих пар и воду труб 14, водоотделителя 15, насоса 9, подающих воду из водоотделителя обратно в батарею труб 10, каковой водоотделитель в верхней его части снабжен пароотводной трубой 16, для подачи пара по трубам 17 и 18 либо в котел, либо в рабочий паропровод.
3. Видоизменение устройства, охарактеризованного в п. 2, отличающееся непосредственным присоединением циркуляционной системы 14, 9, 10 к котлу (фиг. 3) в его водяной и паровой части.
4. Видоизменение устройства по п.п. 2 и 3 в применении к паровозным котлам (фиг. 4-6), отличающееся тем, что батарея труб 6 заменена рядом петлеобразных элементов 6, вставленных внутрь дымогарных труб и входящих концами А и В в пределы топочной камеры.
5. Видоизменения устройства по п.п. 2, 3 и 4, отличающееся применением двух независимых рядов труб и циркуляционных систем (фиг. 7, 8, 10 и 11), из коих ряд труб 34 с коллекторами 36, 35 и 37 образует топочную камеру.
6. Видоизменение устройства по п.п. 2 и 3 в применении к водотрубному котлу (фиг. 12 и 13), отличающееся тем, что батареи труб 6 поставлены наклонно в междутрубочных пространствах котла.
7. Видоизменение устройства по п.п. 2-3 в применении к котлам оборотного типа (фиг. 14-18), отличающееся тем, что циркуляционный насос 71 включен в общую систему, таким образом, что воду по батареям 69 и из батарей можно подавать - либо непосредственно в котел по трубе 75, либо в водоотделитель 76, либо параллельно и в котел и в водоотделитель.
.8. При охарактеризованных в п.п. 2-7 установках применение коллекторов 7 (фиг. 9, 19 и 21), снабженных против завальцованных труб 6 отверстиями с пробками-колпачками 13 и вмещающих распределительную трубу 11 с отверстиями 12, вставленную в наконечник 90, завальцованный в подводящую трубу 74 (фиг. 19 и 20), при чем труба 11 прижата к краям этого наконечника пробкой 93 (фиг. 19 и 22) с дырчатой трубчатой частью 94.
