Котел-утилизатор с естественной циркуляцией Советский патент 1992 года по МПК F22B31/02 

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для охлаждения технологических или отходящих газов, находящихся под избыточным давлением.

Известен котел-утилизатор с естественной циркуляцией, содержащий вертикальный корпус в виде трубчатых панелей с нижним и верхним коллекторами, подключенными к барабану-сепаратору при помощи соответственно опускных и подъемных труб, причем корпус дополнительно содержит рециркуляционный тракт, подключенный входными и выходными участками соответственно к верхнему и нижнему коллекторам и выполненный е виде охватывающих корпус и установленных ярусами по высоте последнего горизонтальных камер, последовательно подсоединенных одна к другой при помощи перепускных вертикальных труб и жестко прикрепленных к трубам панелей корпуса.

Недостатком такой конструкции является невысокая надежность. Вследствие малого количества рециркуляционной воды и плохого распространения ее по длине камер, последние недостаточно прогреваются, что вызывает термические напряжения между камерами и панелями.

Целью изобретения является повышение надежности.

Указанная цель достигается тем, что в котле-утилизаторе, содержащем вертикальный корпус в виде трубчатых панелей с нижним и верхним коллекторами, подключенными к барабану-сепаратору при помощи coot- ветственно опускных и подъемных труб, причем корпус дополнительно содержит рециркуляционный тракт, подключенный вход-

ю ю

ными и выходными участками соответственно к верхнему и нижнему коллекторам и выполненный в виде охватывающих корпус и установленных ярусами по высоте последнего горизонтальных камер, последовательно подсоединенных одна к другой при помощи перепускных вертикальных труб и жестко прикрепленных к трубам панелей корпуса, опускные трубы подключены к верхним горизонтальным камерам, а подводящие и отводящие перепускные трубы каждой камеры подсоединены к ним со смещением по горизонтали относительно друг друга.

На фиг. 1 изображен котел-утилизатор, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез по А-А фиг, 1; на фиг. 3 - узел фиг. 1; на фиг. 4 - узел I фиг. 2; на фиг. 5 - разрез по Б-Б фиг. 2 (вариант 1); на фиг. 6 - разрез по Б-Б фиг. 2 (вариант 2).

Котел-утилизатор с естественной циркуляцией содержит вертикальный корпус в виде трубчатых панелей 1 с нижним коллектором 2 и верхним коллектором 3. Коллектор 3 подключен к барабану-сепаратору 4 гри помощи подъемных труб 5. К верхнему коллектору 3 и нижнему коллектору 2 входными участками б и выходными участками 7 соответственно подключен рециркуляционный тракт, выполненный в виде охватывающих корпус и установленных ярусами по высоте последнего горизонтальных камер 8, последовательно подсоединенных одна к другой при помощи перепускных вертикальных труб 9 и жестко прикрепленных к трубам панелей 1 корпуса при помощи гребенок 10. Корпус подключен к нижнему входному газоходу 11 и верхнему выходному газоходу 12, Внутри корпуса установлены теплообмснные ширмы 13, подключенные к коллекторам 2 и 3 при помощи промежуточных коллекторов 14 и 15 соответственно. Барабан 4 соединен опускными трубами 16. Верхние подводящие трубы 9 каждой камеры 8 смещены по горизонтали относительно нижних отводящих труб 9 этой же камеры 8.

Котел-утилизатор с естественной циркуляцией работает следующим образом.

Горячие технологические газы под избыточным давлением до 0,05 МПа поступают в корпус, проходя по нему, отдавая свое тепло воде, циркулирующей в трубах панелей 1 и ширм 13. Давление газов воспринимается корпусом и через гребенки 10

передается камерам 8, обеспечивающим жесткость корпуса и препятствующим деформации панелей 1.

Часть циркулирующей воды, воспринимая тепло газов, превращается в пар. Паро- водянэя смесь из коллектора 3 по подъемным трубам 5 поступает в барабан- сепаратор 4, где отделяется от воды. Из барабана-сепаратора 4 пар отводится на

технологию или выработку электроэнергии, а котловая вода по опускным трубам 16 поступает в верхнюю камеру 8, откуда совместно с частью воды из коллектора 3 по перепускным трубам 9 камер 8 поступает в

коллектор.

Наличие рециркуляционного тракта облегчает работу подъемных труб 5, барабана- сепаратора 4, что повышает устойчивость циркуляции нагреваемой среды в котле-утилизаторе. При этом камеры 8 рециркуляционного тракта, расположенные с наружной стороны панелей 1 по периметру корпуса, повышают жесткость последнего, что позволяет выполнить корпус призматическим, характеризующийся более плотным расположением в нем ширм 13.

Подача котловой воды из барабана А в верхние камеры 8 и смещение по горизонтали труб 9 обеспечивает проток большой

массы воды по всему периметру каждой камеры 8 и, следовательно, гарантируется прогрев их до температуры, одинаковой с температурой панелей 1, что повышает надежность за счет устранения термических

напряжений между элементами котла. Кроме того, подключение опускных труб 16 к верхним камерам 8 снижает сопротивление контура циркуляции, что также повышает надежность и приводит к уменьшению металлоемкости.

Формула изобретения Котел-утилизатор с естественной циркуляцией по авт. св. Мг 1553781, отличающ и и с я тем, что, с целью повышения надежности и снижения металлоемкости, нижний коллектор трубчатых панелей подключен к барабану-сепаратору через полость по меньшей мере части рециркуляционного тракта, а перепускные трубы последнего, расположенные над и под каждой горизонтальной камерой, смещены соответственно по горизонтали одни относительно Других.

Изобретение относится к энергетике и м.б. использовано для охлаждения технологических или отходящих газов, находящихся под избыточным давлением. Цель - повышение надежности и снижение металлоемкости. Для этого нижний коллектор 2 трубчатых панелей 1 подключен к барабану-сепаратору 4 через полость по меньшей мере части рециркуляционного тракта, а перепускные трубы 9 последнего, расположенные над и под каждой горизонтальной камерой 8, смещены соответственно по горизонтали одни относительно других. Это обеспечивает проток большей массы воды через рецир- куляционный тракт, что гарантирует прогрев последнего до температуры панелей 1 и снижение в нем термических напряжений до безопасного уровня. При этом снижается гидравлическое сопротивление опускных труб 16, что повышает кратность циркуляции нагреваемой среды, интенсифицирует теплообмен панелей 1 и снижает металлоемкость котла-утилизатора. 6 ил. (Л

Y

$

.

л

-ои

А-А

-О- - Q

3

I I I I И I l-f-H-p

.zn:

-G- - -О

.

L

Фиг. Ј

I

8

f Ф«е.4

Б-Б

фиг. 6