Котел-утилизатор Советский патент 1981 года по МПК F22B1/18 

Изобретение.относится к конструкциям котлов-утилизаторов, преиму- . щественно для высокотемпературных токсичных газов, находящихся под высоким давлением, и может быть исполь зовано в химической и нефтехимической промышленности. Известны котлы-утилизаторы, содер жащие горизонтальный цилиндрический корпус с последовательно размещенными в нем по ходу газа вертикальными рядами водоохлаждаемых труб с параллельными средними участками и радиальными концами, присоединенными к кольцевому коллектору, и газотрубным пучком, закрепленным в трубных досках, а также барабан-сепаратор, подключенный подъемными и опускншш; трубами к водяному тракту газотрубно го пучка jlj . Недостатком данных устройств является недостаточная надежность, так как вследствие большой жесткости водоохлаждаемых труб при термических расширениях последних возникают большие напряжения в коллекторе. Коридорное расположение водоохлаждаемых труб приводит к повышенному эррозионному износу трубной доски. Кроме того, данному устройству присуща малая тепловоспринимающая поверхность . Цель изобретения - повышение надежности и увеличение тепловоспринимающей поверхности устройства. Это достигается тем, что средние участки водоохлаждаемых труб изогнуты под тупым углом, причем трубы в каждой .паре смежных рядов зеркально расположены относительно вертикальной оси корпуса по отношению к трубам смежного ряда, а группы труб каждой пары зеркально развернуты относительяо горизонтальной оси корпуса по отношению к группам труб смежных пар. Кроме того, коллектор водоохлаждаемых труб Образован кольцевым, зазором между корпусом и дополнительной обечайкой, установленной в зоне водоохлаждаемах труб, и коллектор сообщен нижней частью с водяным объемом газотрубного пучка, а верхней - с ба-. рабаном-сепаратором. На фиг. 1 изображен котел-ухилизатор (продольный разрез), общий. вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1, на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1. Котел-утилизатор содержит горизонтальный цилиндрич еский корпус 1 с последовательно размещенными в нем по

.ходу газа вертикальными рядами водоохлаждаемых труб 2 с параллельными cpe«HHNra участками 3 и радиальными концами 4, подсоединенными к кольцевому коллектору 5, и газотрубным пучком 6, закрепленным в трубных досках 7 и 8, а также барабан-сепаратор 9, подключенный подъемными и опускными трубами 10 и 11 к водяному тракту 12 газотрубного пучка 6. Корпус снабжен патрубками 13 и 14 для подвода и отвода газа. Средние участки 3 ,водоохлаждаемых труб 2 изогнуты под тупым углом, причем трубы 2 каждой пары смежных рядов зеркально расположены относительно вертикальной оси корпуса 1 по отношению к трубам 2 смежного ряда/ а группы труб каждой пары зеркально развернуты относительно горизонтальной оси корпуса 1 по отношению к группам труб 2 смежных пар. Коллектор 5 водоохлаждаемых труб 2 образован кольцевым зазором 1 между корпусом 1 и дополнительной обечайкой 16, установленной в зоне водоохлаждаемых труб 2. Коллектор 5 сообщен нижней частью с водяным объемом 12 газотрубного пучка 6 отверстием 17, а верхней - с барабаномсепаратором 9 трубой 18.

Котел-утилизатор работает следующим образом.

Высокотемпературные технологические газы поступают через патрубок 13 в зону водоохлаждаемых труб 2 корпуса 1, где отдают часть своего тепла, проходят по газотрубному пучку б и охлажденные выходят через патрубок 14 Тепло, воспринятое трубами 2 и газотрубным пучком 6, передается воде, в результате чего образуется пар, который в виде пароводяной смеси поднимается по трубам 10 и 18 в барабан-сепаратор 9, где происходит отделение воды от пара. Пар из барабана-сепаратора 9 отводится, а вода (в том числе и подпиточная) по трубам 11 поступает в водяной объем 12 газотрубного пучка б, образуя при этом контур естественной циркуляции. Част воды из объема 12 через отверстие 17 перетекает в коллектор 5, обеспечивая охлаждение стенок дополнительной обечайки 16 и труб 2.

Выполнение среднего участка 3

труб 2 изогнутым под тупым УГЛОМ с

зерксшьным расположением труб смежных рядов в каждой паре относительно вертикальной оси корпуса 1 и зеркального разворота группы труб 2

каждой пары относительно горизонтальной оси корпуса 1 по отношению к группам труб 2 смежных пар, позволяет организовать пространственную рещетку, которая формирует газовый поток перед входом в тру,бный пучок 6. уменьшая тем самым эррозионное воздействие газов на трубную доску 7 и уменьшая на нее излучение газа, что повышает надежность котла. Кроме того, выполнение среднего участка 3 труб 2 изогнутым обеспечивает самокомпенсацию их при нагреве, а также позволяет увеличить длину, без увеличения габаритов корпуса 1, что повышает тепловоспринимающую поверхность котла.

Формула изобретения

1.Котел-утилизатор, содержащий горизонтальный цилиндрический корпус с последовательно размещенными в нем по ходу газа вертикальными рядами водоохлаждаемых труб с параллельными средними участками и радиальньош концами, подсоединенными к кольцевому коллектору, и газотрубньаи пучком, закрепленным в трубных досках, а также барабан-сепаратор, подключенный подъемными и опускными трубами

к водяному тракту газотрубного пучка отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и увеличения тепловоспринимающей поверхности, средние участки водоохлаждаемых труб изогнуты под тупым углом, причем трубы в каждой паре смежных рядов зеркально расположены относительно вертикальной оси корпуса по отношению к трубам смежного ряда, а группы труб каждой пары зеркально развернуты относительно горизонтальной оси корпуса по отношению к группам труб смежных пар.

2.Котел по п. 1, отличающий- с я тем, что коллектор водоохлаждаемых труб образован кольцевым зазором между корпусом и дополнительной обечайкой, установленной в зоне водоохлаждаемых труб,.и коллектор сообщен нижней частью с водяным объемом газотрубного пучка, а верхней - с барабаном-сепаратором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР п заявке № 2687826, кл. f 22 В 1/18, 22.11.78. wv «

16