Водотрубный вертикальный паровой котел Советский патент 1931 года по МПК F22B21/34 

Изобретение относится к водотрубным вертикальным паровым котлам с топками, стенки которых образованы водонагревательными трубками, с подводом пылевидного , топлива через свод топки в направлении сверху вниз, с завихрением потока топлива на пути,с поворотом продуктов горения вверх в нижней части топки и обогреванием ими па пути паронагревателя и подогревателя воздуха.

С целью упрощения как системы направления газов, так и общей конструкции, в предлагаемом котле топочные газы делают только один оборотный поворот в конце камеры горения и текут общим потоком через перегревательную часть трубчатой системы и через расположенный над перегревательной частью воздухонагреватель.

На чертеже фиг. 1 изображает вертикальный вид котла; фиг. 2 и 3-поперечные разрезы его; фиг. 4-поперечный разрез воздухонагревателя; фиг. 5-вертикальный разрез свода камеры горения; фиг. 6, 7 и 8-устройство системы водонагревательных трубок; фиг. 9-поперечный разрез части стенки, ограничивающей камеру горения; фиг. 10-поперечный разрез свода.

; От фундамента до крыши идут двутавровые балки (стойки) 7, поддержиI вающие ферму крыши 7, к KOTOpoii подвешены все существенные части па; рового котла. Расположенный снаружи I камеры горения 1 кольцевой дымопой I канал разделен на сегменты А, В, С и I т. д., в которых поперечно развешены 1 чередующиеся секции 8 для первичного i и 9-для вторичпого перегрева. Секции состоят из отдельных змеевиков, висящих на двойном поддерживающем кольце 10. которое с одной стороны подвешено при помощи циркуляционных для охлаждающего их воздуха трубок 11 к ферме крыши 7 а с другой стороны прикреплено на стойках 7. Содержащие перегреватели сегменты открываются кверху в камеры для подогрева воздуха, к которым примыкают отводящие продукт горения трубы 4, сходящиеся в виде купола и входящие в дымовую трубу 5.

Паровой котел не имеет внутренней паровой кладки, при чем для уменьшения потерь от лучеиспускания и теплопроводности, части сегментов, содержащие перегревательные элементы, ограничены снаружи обмуровкой, состоящей из отдельных железобетонных плит 12, так устроенных, что они могут выниматься сбоку. Чтобы использовать остаточную теплоту, которая еще проходит сквозь обмуровку, а также ту, которая проникает наружу из подогревателейвоздуха, плиты 12 снабжены с наружной стороны воздушными рубашками 13, через которые проходит холодный воздух, предназначенный для горения, раньше, чем этот воздух попадает в секции 3 воздухонагревателя. Из секций 3 воздухонагревателей сильно нагретый воздух направляется в кольцевую камеру 14, из которой он Б качестве первичного воздуха проходит по трубкам 15 к форсункам, установленным в отверстиях 15, и отапливаемым угольной пылью, а в качестве вторичного воздуха вводится непосредственно в топочное пространство. Осаждающаяся зола осаждается в зольниковой воронке 16 после того, как предварительно охладится на трубчатых петлях 17, 18 (фиг. 1), с (фиг. 6), образованных водонагревательными трубками, выполненными в форме змеевиков, кольцеобразно расположенными вокруг камеры горения. Продукты горения отводятся по трубкам 4, соединяющимся с дымовой трубой 5, внизу которой установлен вентилятор 6 для воспроизведения искусственной тяги. Для выделения из дымовых газов увлекаемой ими летучей золы в дымовой трубе 5, заставляют их изменить направление и уменьшить скорость. С этой целью труба 5 перегорожена коническим дефлектором 19 и снабжена боковыми отверстиями 20, через которые отклонившиеся газы вступают в камеру 21. Вследствие резкого уменьшения скорости летучая зола выпадает, собирается в воронках 23 и отводится продувкой. Дымовые газы снова проходят в дымовую трубу через отверстия 22 и отводятся в атмосферу. Циркуляция поддерживается еще тем, что часть горящих дымовых газов отводится через открытый снизу кольцеобразный канал 24 к установке, подготовляющей уголь, где используется для целей высушивания. Направление тяги в канале 24 противоположно направлению тяги в дымо вой трубе, благодаря чему вызываете желаемое изменение направления и уменьшение скорости.

Устройство воздухонагревателя показано на фиг. 4, К секциям 3 воздухонагревателя прикреплены посредством дырчатых перегородок 25 угольники 26, на которые надвинуты чугунные плиты 27, держащиеся на угольниках крючкообразными придатками 28. Плиты 27 вдвигаются сверху и удерживаются в надлежащем положении собственным весом. Дырчатые перегородки 25 образуют вокруг камеры 1 пространство, содержащее сильно нагретый воздух, предназначенный для подвода по трубкам 15 к форсункам, помещенным в отверстиях 15 в своде 40. Подведение вторичного воздуха в топочное пространство происходит через поворотные сопла 29, вставленные в чугунные плиты 27. Сопла 29 щарнирно соединены со, стержнем 30, который можно поворачивать посредством перестанавливающего приспособления. При помощи этих поворачивающихся сопел возможно регулировать степень завихрения горячей смеси в топочном пространстве.

Укрепление сопел в стенках воздухособирательных камер может иметь такое устройство, что через эти сопла можно одновременно наблюдать за состоянием топки, для чего в наружной оболочке котла помещены смотровые окна, ось которых при некоторых определенных положениях сопла совпадает с осью последнего.

Водонагревательпые трубки (фиг. 6-3) так расположены в камере горения 1, что сплошь окружают ее, будучи отделены друг от друга лишь небольшими промежутками (фиг. 9). С нарул ной стороны камера горения ограничена оболочкой 31, составленной из чугунных плит, прикрепленных к водонагревательным трубкам хомутами или т. п. средствами.

Для удобства устройства отдельных элементов, из которых собирается система водонагревательных трубок, выполненных в виде змеевиков, последние не представляют собой одну непрерывную изогнутую взад и вперед трубку, но делаются из двух трубок, концы которых

соединены друг с другом. Подымающиеся и опускающиеся ветви изогнутой трубки отогнуты от плоскости изгиба по крайней мере на толщину одной трубки, так что между каждыми двумя параллельными ветвями остается место для второй трубки. Оба согнутые таким образом трубочные элемента потом вдвигаются друг в друга, так что получается один элемент, трубки которого плотно прилегают друг к другу. Петли труб, расположенные в радиальных плоскостях котла, имеют различной величины изгибы; часть петель имеет небольшие изгибы а (фаг. 6, 7, 8), часть-изгибы средней величины 1 и часть очень большие изгибы с. Петли с и с служат для охлаждения, а именно нижние петли с-для охлаждения осаждающейся золы, а верхняя петля с--для охлаждения потолочного свода, как описано ниже. Петли а и b предназначены для подвешивания всей трубочной системы к неподвижной опоре. На подвеске 32 (фиг. 5) висит поддерживающее кольцо 33, к которому подвешиваются водонагревательные трубки и которое опирается посредством кольца 34 на стойки крыши 7. На кольце 34 укреплена посредством тяги 35 поддержка 36, на которой висят нагревательные трубчатые элементы, опирающиеся на нее с одной стороны наружными сторонами петель я и с другой стороны - внутренними сторонами петель Ь. К поддержке 35 прикреплены также, при помощи; промежуточных планок, изогнутые балки 37, подвешенные к кольцам 33 и 34 и поддерживающие кирпичи 38 свода 40, замыкающего сверху шахту котла. Балка 37 снабл ена выступами 39, входящими в соответствующие выемки кирпичей 38. Под балками 37 проходят петли c водогрейных трубок (фиг. 10). Таким образом, балка 37 с трех сторон окрулсена кирпичами, а со стороны камеры горения 1 заслонена петлей трубки с , по которой циркулирует вода, благодаря чему балка защищена от действия жара, развиваемого топкой.

Верхушка свода образована грибовидной переставной частью 40, также имеющей опору наверху и подвешенной на тягах 41; свод 40 снабжен отверстиями 15 для помещения в них форсунок и может быть поднят помощью подъемных винтов 45 для возможности ззкекшповрежденных камней и ремонта форсунок.

Над сводом 40 помещено устройство, распределяющее пар и воду, в которое по трубке 42 (фиг. 1 и 5) подводится от питательного насоса питательная вода, входящая в отделение 43 распределительной камеры 44, из которого вода распределяется по отдельным водонагревательным трубкам. Пройдя по последним, вода превращается в пар, который подводится к распределительной камере и отсюда по общему паропроводу направляется к дроссельному клапану, в котором давление уменьшается от рабочего давления. От дроссельного клапана идет паропровод, направленный обратно к распределительной камере 44, от которой проведены трубки к пароперегревателям. От противоположных концов перегревателей пар ведется по трубкам снова к распределительной камере 44, от которой уже направляется через магистральный паропровод 47 на силовую станцию. Если силовая станция работает с промежуточным перегревом, то предназначенный для вторичного перегревания пар проходит по общему паропроводу к распределителю 44, отсюда распределяется по отдельным сегментам промежуточного перегревателя, затем возвращается в распределитель и от него идет по общему паропроводу обратно к машине. Такое устройство имеет целью получить равномерное распределение пара на все части трубчатой системы; последнее обстоятельство особенно важно, когда паровой котел работает без резерва.

Под крышей 7 помещен круговой рельсовый путь 46 для движения тележки подъемного крана, который обслуживает все части котла, что дает возможность легко заменять поврежденные части.

Топливные газы камеры горения 1, делая только один обратный поворот на нижнем конце камеры 1, вступают в подогреватели 2, проходят через воздухонагреватель 3 и переходят через отводящие продукты горения трубы 4 в дымовую трубу 5. Надлежащая циркуляция газов поддерживается вентилятором.