Котел-утилизатор Советский патент 1981 года по МПК F22B1/18 F22B31/02 

(54) КОТЕЛ-УТИЛИЗАТОР

1

Изобретение относится к устройствам для генерирования пара посредством использования тепла горячих газов, преимущественно технологических газов с высоким и сверхвысоким давлением, например при производстве аммиака, слабой азотной кислотой, метанола и др.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является котел-утилизатор, содержащий соединенные вертикальными трубопроводами горизонтальные барабаны, а между последними размещены вертикальные теплообменные секции, выполненные в виде закрепленных в трубных досках пучков труб с входными и выходными камерами 1.

Недостатком известной конструкции является большая металлоемкость и низкая надежность при работе на больших нагрузках по газу.

Цель изобретения - повышение надежности и снижение металлоемкости.

Поставленная цель достигается тем, что котел-утилизатор снабжен газовыми коллекторами, установленными соосно в барабанах и подключенных соответственно к входным и выходным камерам секций, и каждая из последних размещена с образованием кольцевого зазора в вертикальных трубопроводах, соединяющих барабаны.

При этом в каждом кольцевом зазоре между секцией и вертикальным трубопроводом дополнительно установлена обечайка, образующая с секцией и трубопроводом сообщающиеся между собой кольцевые полости, и в каждом вертикальном трубопроводе дополнительно установлена кольцевая перегородка, плотно скрепленная с его стенками и размещенная над нижней трубной доской секции, а каждая кольцевая перегородка плотно скреплена с нижним торцом обечайки.

На чертеже показан предлагаемый котел-утилизатор, продольный разрез.

Котел-утилизатор содержит нижний и верхний горизонтальные барабаны 1 и 2, соединенные вертикальными трубопроводами 3. Барабаны 1 и 2 подключены соответственно опускными трубами 4 и подъемными трубами 5 к сепаратору 6. В вертикальных трубах 3 с образованием кольцевого зазора 7 размещены теплообменные сек2ий 8, выполненные в виде трубкых пучков 9 закрепленных в досках 10, установленных во входных и выходных камерах .11 и 12 секций 8. В барабанах Ги 2 соосно установлены газовые коллекторы 13 и 14, под ключенные соответственно через Гтатрубкй 15 и б к входным и выходным камерам II н 12. Коллектор 13 снабжен патрубком 17 для подвода газа, а коллектор 14 снабжен патрубком 18 для отвода газа.. В каждом кольцевом зазоре 7 между секцией 8 и тру,бопроводом 3 размещена обечайка 19, об разующая сообщающиеся между собой KoJit цевые полости 20 и 21. В каждом трубопроводе 3 установлена кольцевая перегородка 22,плотно скрепленная с его стенками и нижним торцом обечайки 19, разменхенная над нижней трубной доской 10. Патрубок 18 подключен к газотрубному подогревателю 23,установленному параллельно трубопроводам 3. Котел-утилизатор работает следующим образом. Технологические газы по патрубку 17 поступают в коллектор 13, затем по патрубкам 15 направляются в теплообменные секции 8, где охлаждаются, отдавая свое тепло воде. Из секций 8 газы по патрубкам 16 направляются в коллектор 14, затем через патрубок 18 поступают в подогреватель 23 и далее на дальнейшую технологическую перегородку. Вода, воспринимая тепло газов, частично превращается в пар. Пароводяная смесь поднимается н из барабана 2 по трубам 5 поступает в сепаратор 6, где пар отделяется от воды н направляется на технологические нужды или после подогрева в подогревателе 23 на Турбину. Вода по опускным 4 опускается в барабан 1. Опускные трубы 4, барабан I, вертикальные трубопроводы 3, барабан 2, подъемные трубы 5 и сепаратор 6 образуют циркуляционный контур. Этот контур может быть как с естественной циркуляцией так и с принудительной, В последнем случаеца опускных трубах 4 устанавлнвают циркуляционный насос (не показан). Питательная воде., поступающая в сепаратор 6, при необходимости предварительно подогревают в подогревателе 23. Для повышения надежности циркуляции в цнркуляДионном контуре, в вертикальных трубах 3 размещены обечайки 19. На выходе из кольцевой полости 2 в верхней части вертикальных трубопроводов 3 из пароводяной смеси частично сепарируется води, которая рециркулирует в нижнюю часть вертикальных трубопроводов 3 по кольцевой полости 20. Это приводит к тому, что через опускные трубы 4 и подъемные трубы 5, а также барабаны 1 н 2 преходит меньше воды, что снижает сопротивление тракта по воде н повышает полезный напор циркуляционного контура. Для предотвращения отложений шлама ад нижними трубными досками 10 размеена кольцевая перегородка 22. Вода, поднимаясь из барабана 1 по кольцевой полоси 21, обтекает кольцевую перегородку 22, зменяя направление движения с вертикального на горизонтальное, .захватывает шлам, выпавший на трубную доску 10, уносит его в барабан 2 и далее в сепаратор 6 или в арабан 1 совместно с рециркулируемой воой. Подогреватель 23 повышает степень утиизации тепла газов. Размещение его под барабаном 2 способствует компактности всего устройства. Выполнение поверхности нагрева в виде секций 8, параллельно подключенных к коллекторам 13, 14 и размещение их в вертикальных трубопроводах 3, позволяет выполнять газовые камеры II н 12, трубные доски 10, а также барабаны 1, 2 и вертикальные трубопроводы 3 с минимальными диаметрами и, следовательно, с минимальными толщинами стенок, что обеспечивает высокую надежность котла-утилнзатора и снижает его металлоемкость. Формула изобретения 1.Котел-утилизатор, содержащий соединенные вертикальными трубопроводами горизонтальные барабаны, а между последними размещены вертикальные теплообменные секции, выполненные в виде закрепленных в трубных досках лучков труб с входными и выходными камерами, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и снижения металлоемкости, он снабжен газовыми коллекторами, установленными соосно в барабанах и подключенных соответственно к входным и выходным камерам секций, и каждая нз последних размещена с образованием кольцевого зазора в вертикальных трубопроводах, соединяющих барабаны. 2.Котел-утилизатор по п. 1, отличающийся тем, что в каждом кольцевом зазоре меж.ду секцией н вертикальным трубопроводом дополнительно установлена обечайка, образующая с секцией и трубопроводом сообщающиеся между собой кольцевые п,олости. 3.Котел-утидизатор по п. I, отличающийся тем, что в каждом вертикальном трубопроводе дополнительно установлена кольцевая перегородка, плотно скрепленная с его стенками и размещенная нг:д нижней трубной доской секции. 4.Котел-утилизатор по п. 3, отличающийся тем, что каждая кольцевая перегородка плотно скреплена с нижним торцом обечайИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе I. Патент США № 2229Г,5-, кл. 122-32, опублик. 1938.

V

. 2

//