Водогрейный котел Советский патент 1992 года по МПК F24H1/34 

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в котлах теплоцентралей, промышленных котельных и котельных жилищно-коммунальных

объектов

Известны котлы, имеющие схемы циркуляции воды в контурах с аксиальным направлением движения жидкости в трубах, однако при аксиальном движении жидкости в трубах водогрейных котлов образуется так называемый газовый дисперсный чулок (дисперсная пленка), который резко понижает теплопроводность от стенки трубы к жидкости, циркулирующей в трубах.

Наличие дисперсного чулка (пленки) требует увеличения поверхности нагрева котлов, тие0 металлоемкости на единицу выработанной котлом продукции и строительного объема котла, вызывает повышение температуры стенок труб, требует обязательного умягчения подпиточной и питательной воды, вызывает накипеобразование на внутренних поверхностях нагрева труб.

При умягчении воды расходуется и безвозвратно теряется большое количество чистой неумягченной воды, которая после взрыхления и отмывки сульфо- угля в фильтрах выбрасывается в реки

о

ю ю

XI

ы

и озера загрязненной солями кальция, магния и натрия, что приводит к ухудшению экологической ситуации.

Целью изобретения является повыше- ние эффективности водогрейного котла путем интенсификации теплообмена при одновременном повышении технологичности его обслуживания

Поставленная цель достигается тем, что водогрейный котел с размещенной в корпусе топкой, часть поверхности которой образована герметичными вертикально установленными водяными экранами, образующими радиационные и кон- вективные поверхности нагрева, подключенными к отводящей системе и тангенциальными подводящими патрубками к отводящей системе с обеспечением перемещения воды в экране сверху вниз с вращающимся потоком воды, снабжен потолочным радиационным экраном и коллекторами-грязевиками, причем вертикальные водяные экраны выполнены в виВ корпусе водогрейного котла размещена топка 1s часть поверхности которой образована герметичными мембранными вертикально установленными водяными экранами 2, образующими радиационные поверхности нагрева„ Водяные экраны 2 выполнены в виде установленных друг против друга рядами по меньшей мере двух групп вертикальных

де установленных друг против друга ря-25 труб з, герметично соединенных по высоте ребрами с образованием мембранных экранов и присоединенных нижы ними концами к коллекторам-грязевикам 5 о Ребра не доходят до верхних

дами по меньшей мере двух групп вертикальных труб, герметично соединенных по высоте ребрами с образованием мембранных экранов и присоединенных нижними концами к коллекторам-грязевикам, подводящая и отводящая системы выполнены в виде вертикальных опускных и подъемных конвективных поверхностей нагрева чередующихся труб, установленных со стороны, противоположной топке, также рядами по числу груп вертикальных труб экранов с образованием постоянного предназначенного для прохода топочных газов вни-э зазора между трубами, образующими экран, и трубами опускной и подъемной системы, сообщающегося с полостью топки через верхнюю часть экрана, при этом опускные трубы подсоединены на верхнем конце слева и справа к раздающим коллекторам, а каждая труба экрана соединена с соответствующей опускной и подъемной трубами патрубками, расположенными ярусами, при этом для каждых двух смежных ярусов отводящий пат-so Для каждых двух смежных ярусов отворубок верхнего яруса расположен над одводящим патрубком нижнего яруса.

Потолочный экран образован двумя горизонтальными рядами труб, установленных с зазором друг относительно друга, один конец каждой из которых соединен с коллектором, выдающим в сеть воду, а другой заглушенv подключенных тангенциальными патрубками

дящий патрубок 10 верхнего яруса расположен над подводящим патрубком 11 нижнего ярусао

Потолочный экран котла образован 55 двумя рядами труб 12, установленных горизонтально с зазором друг относительно друга. Один конец каждой тру- Јь 12 соединен с коллектором 13, выдающим в сеть водуо Другой конец к системе труб9 расположенных над трубами потолочного экрана и соединенных с подъемными трубами„

Водогрейный котел может быть снабжен экономайзером, с которым соединены раздающие коллекторы котла, что позволяет снизить температуру уходящих газов и повысить коэффициент использования тепла уходящих газов до нормы.

На фиго 1 показан продольный разрез водогрейного котла , на Аиг0 2 - разрез по Л-А на Фиг0 1; на фиг 3 - разрез по Б-Б на фигс 2,

В корпусе водогрейного котла размещена топка 1s часть поверхности которой образована герметичными мембранными вертикально установленными водяными экранами 2, образующими радиационные поверхности нагрева„ Водяные экраны 2 выполнены в виде установленных друг против друга рядами по меньшей мере двух групп вертикальных

труб з, герметично соединенных по вытруб з, герметично соединенных по высоте ребрами с образованием мембранных экранов и присоединенных нижы ними концами к коллекторам-грязевикам 5 о Ребра не доходят до верхних

кромок труб 3, образуя окна

Котел содержит также подводящую и отводящую системы в виде вертикальных опускных 6 и подъемных 7 чередующихся труб Опускные 6 и подъемные

7 трубы установлены со стороны, противоположной топке 1, рядами по числу групп вертикальных труб 3 краноч 2„ Гежду трубами 3, образующими экран 2, и трубами 6 и 7 образован постоянный зазор 8 (вертикальные газоходь) для прохода топочных газов вниз0 Зазор 8 сообщается с полостью топки 1 через верхнюю часть экрана. Опускные 6 трубы подсоединены на верхнем конце

слева и справа к раздаточным коллекторам 9о Каждая труба 3 экрана 2 соединена с соответствующей опускной 6 и подъемной 7 трубами тангенциальными патрубками, расположенными ярусами.

дящий патрубок 10 верхнего яруса расположен над подводящим патрубком 11 нижнего ярусао

Потолочный экран котла образован двумя рядами труб 12, установленных горизонтально с зазором друг относительно друга. Один конец каждой тру- Јь 12 соединен с коллектором 13, выдающим в сеть водуо Другой конец

заглушка Трубы 12 подключены тангенциальными патрубками I к системе труб 15, которые расположены над трубами потолочного экрана и соединены с подъемными 7 трубами, являясь их продолжением

Котел снабжен экономайзером 16, с которым соединены раздаточные коллекторы 9 котла о Циркуляция воды в котле осуществляется циркуляционным насосом Водогрейный котел работает следующим образом

Циркуляционным насосом вода подается в нижнюю часть водяного экономайзера 16, поднимается вверх и затем поступает в левый и правый раздаточные коллекторы 9 о Из раздаточных коллекторов 9 вода опускается по опускным 6 трубам, из которых через тангенциальные патрубки 11, расположенные ярусами, на равных расстояниях по высоте каждой трубы, она поступает тангенциально в трубы 3

В трубах 3 вода нагревается сжигаемым в топке 1 котла топливом Из труб 3 по тангенциальным патрубкам 10 вода отводится в подъемные отводящие 7 трубы, а затем в трубы 15, из которых тангенциальными патрубками Ik по- дается в трубы 12 потолочного экрана, где происходит дополнительный нагрев воды После этого нагретая вода пос- тупает через коллектор 13 в сеть.

При таком выполнении котла обеспечивается возможность получения неограниченно развитой радиационной и конвективной поверхности нагрева Под действием центробежного эффекта вращающейся жидкости по оси вращения дина

мическии напор равен нулю, а у стенок труб динамика имеет максимальное значение, В силу этого явления возникает перепад давления под воздействием которого пар, газ и взвешенные частицы движутся от стенок труб, воспринимающих тепло поверхностей нагрева, к центру последних Этот центробежный эффект обусловлен тем, что вода вво5

0

среднюю часть вращающейся в трубе жидкости

В экранных трубах, установленных вертикально, столб жидкости движется одновременно аксиально и тангенциально - вращаясь, опускается.

Нижние концы вертикальных экранных труб вварены в коллекторы-грязевики, верхние заглушены, поэтому при аксиальном движении жидкости вся накипь перемещается в коллекторы-грязевики и непрерывно удаляется перфораторами в шламоосадителъ, установленный на всасе циркуляционного насоса„ Благодаря тому, что патрубки расположены яру- сами, в каждой трубе экрана по высоте имеется как бы несколько поверхностей нагрева9 в пределах каждой из которых вращающийся столб жидкости эффективно нагревается до расчетной темпера- турьи Высота яруса, диаметр трубы. напор воды выбираются расчетным путем Конструкция обеспечивает простоту доступа к наиболее теплонапряжен-1 ным элементам и возможность их замены в случае необходимости

Формула изобретения

5

1„ Водогрейный когел, содержащий размещенную в вертикальном корпусе топку с потолочным и боковыми экранами из труб, сообщенными с подводящим и отводящим коллектором, причем боковые экраны выполнены из радиационных и конвективных панелей, последние из

которых выполнены из опускных и подъемных труб, а трубы первых герметично соединены между собой по высоте ребрами с образованием мембранных экранов, ограничивающих топку, нижние концы которых подключены к коллекторам-грязевикам, панели образуют канал

с постоянным поперечным сечением для прохода продуктов сгорания, поступающих через верхнюю часть экранов, для подачи воды он снабжен верхними раздающими коллекторами по обе стороны

Использование: в энергетике в промышленных и жилищно-коммунальных котельных установкахо Сущность изобретения: водогрейный котел содержит вертикальный корпусо В корпусе размещена топка, потолочный экран из труб (12) и боковые экраны (2) из радиационных и конвективных панелей Конвективная панель выполнена из опускных (6) и подъемных (7) труб„ Опускные (6) трубы соединены по высоте между собой ребрами с образованием мембранных экранов. Нижние концы опускных (6) труб подключены к коллекторам-грязе викам (5К Подъемные (7) и опускные

дится в экранные трубы и отводится по 50 боковых экранов, а трубы потолочного

тангенциальным патрубкам В силу этого на стенках, воспринимающих тепло труб, накипь не задерживается, так как дисперсные пузырьки не образуются на стенках поверхностей нагрева, их смывает потоком закрученной воды, To-j нущие и плавающие включения в силу разницы давления, вызванной центробежным эффектом, транспортируются в

экрана подключены одним концом к отводящему коллектору, при этом в конвективной поверхности происходит перемещение воды сверху вниз, отличаю- 55 Ш и и с я тем, что, с целью повыше ния эффективности теплообмена путем удаления накипи со стен теплообменных труб, подъемные и опускные трубы кон вективной панели расположены с чередованием между собой и каждые две смежные подъемная и опускная трубы подключены посредством тангенциальных патрубков к соответствующей близлежащей трубе радиационной панели, причем упомянутые патрубки расположены ярусами, при этом в каждых двух смежных ярусах отводящий патрубок верхнего яруса расположен над подводящим патрубком нижнего яруса, кроме того, труВыходВоды

Горелймое устройство

бы потолочного экрана соединены тан- ренциэльными патрубками с концевыми участками подъемных труб конвективной панели, расположенными над упомянутыми трубами потолочного экрана, сво™ бодные концы которых заглушены.

2 „ Котел по п„ 1, отличающийся тем, что он снабжен экономайзером, который соединен с верхними раздающими коллекторами„

15