Устройство для подогрева воды и одновременного получения пара Советский патент 1961 года по МПК F24H1/44 F22B1/00 F24D17/00 

Известно объединение в одном агрегате контактной камеры и радиационного котла, во время работы вода нагревается в контактной камере и догревается радиационными поверхностями котла. Недостатком известных устройств для подогрева воды и одновременного получения пара, включающих контактную камеру, радиационную топку и змеевики, является их низкий коэффициент полезного действия. Устройство, выполненное согласно изобретению, лишено этого недостатка. Сущность изобретения заключается в том, что предложенное устройство выполнено с корпусом, в верхней части которого размещена контактная камера, а под ней радиационная топка с последовательно соединенными змеевиками.

На чертеже изображена схема предложенного устройства для подогрева воды и одновременного получения пара.

Устройство состоит из люка /, радиационной поверхности 2, сливной трубы 3, уплотнительного кольца 4, концентрического отбойника 5, переливной трубы 6, надтопочного диска 7, слоя водяной пены 8, брызгоуловителя Я взрывопредохранительного клапана W, патрубка // с запорным краном 12 подачи воды из водопровода, стрелкой 13 указано направление движения водяной пены, гидравлического затвора 14, концентрических дисков 15, теплоизоляции 16, водяной рубашки 17, шамотной футеровки 18, змеевиков 19, камеры 20 сгорания и инжекционных горелок 21.

Основными частями описываемого устройства являются камеры 20 сгорания с радиационной поверхностью, система последовательно соединенных змеевиков 19 и контактная камера 22.

Камера 20 сгорания имеет цилиндрическую форму- Футеровка ее выполнена из шамотного кирпича класса «А. В торце ее устанавливаются горелки 21 среднего давления (ИГК), у которых диффузор н

№ 143537 ... ...2 пластиНч%тае стабйлизаторы выполнены из жароупорной стали. В этом устройстве эо онй1о также применять эжекционные панельные горелки .иВЙучающего тира, разработанные Гипронефтемашем. Радианионная поверхность2 тбпки выполняется в виде цилиндра из стали толщиной 4-.5 мм. Внутри .-цилиндра устанавливаются последовательно соединенные зйёевики 19, имеющие самостоятельное значение.

Контактная камера 22 может выполняться пленочного типа (форсуночная, каскадно-дисковая, насадочная), бар отажного или пенного типа. В данном случае применяется наиболее эффективная контактная камера пенного типа. Для предотвращения уноса влаги из устройства установлен брызгоулавливатель 9.

Рассмотрим путь движения газов и воды в устройстве. При сжигании природного или попутного нефтяного газа в цилиндрической камере 20 продукты сгорания поД действием тяги, создаваемой дымососом, .выходят из камеры сгорания и попадают внутрь металлического цилиндра, омываемого со всех сторон водой. Отдав часть тепла змеевикам /5 и стенкам цилиндра, дымовые газы попадают в контактную камеру 22- В этой зоне аппарата они охлаждаются до темпер атуры 25-35° и затем под действием тяги дымососа выходят в атмосферу.

Холодная вода непосредственно из водопровода подается в верхнюю часть контактной камеры 22, в которой вода нагревается до температуры 52-53°, т. е. ниже температуры точки росы продуктов сгорания (t пр. crop, росы 61+56° при колебании коэффициента избытка воздуха в топке от 1,0 до 1,3).

При контакте нагретых газов с такой водой, они, во-первых, будут резко охлаждаться и, во-вторых, будут непрерывно осушаться, так как порциальное давление водяных паров в массе газов выще порциального давления водяных паров над пленкой воды. Это значит, что при соприкосновении высокотемпературнь Х продуктов сгорания с водой, имеющей температуру ниже их точки росы, будет с самого начала процесса охлаждения газов использоваться скрытая теплота конденсации водяных наров, объем которых составляет 2,0 нм°1нм горючего газа. При охлаждении газов до температуры 25-30° будет использоваться 95-97% скрытой теплоты конденсации водяных паров.

При выходе из контактной камеры 22 вода попадает в сборник устройства и там с помощью радиационной поверхности .2 топочной камеры нагревается до необходимой температуры (в пределах 60-98°). При нагреве воды до температуры 75° и выше из нее начинает выпадать шлам, а на радиационной поверхности топки оседают кристаллы накипи. Удаление шлама и накипи из устройства производится периодически (или механическим путем, или химическими методами), аналогично удалению накипи с внутренней поверхности жаротрубных котлов.

Нагретая в сборнике вода через сливную трубу поступает в сборный бак, откуда центробежным насосом перекачивается в систему горячего водоснабжения бани,, прачечной или банно-прачечного комбината. На сборном баке установлен дегазатор, при действии кс5торого из нагретой воды удаляются углекислота и кислород.

Для парообразования в устройстве используется эффективная передача тепла от горячих газов через трубки змеевиков 19. Вода для питания змеевиков предварительно очищенная (химводоочистка включает Na-атионитовые фильтры, деаэратор, солерастворители и т. л.) входит в змеевики снизу и проходит вверх через экран. В нижней зоне экрана вода нагревается до 80-90°, а в верхней зоне до 120-125°.

После этого вода, двигаясь сверху вниз, входит в испаритель и поч:тепенно превращается в паро-водяную эмульсию, а затем в пар. Пар