Водогрейный котел

 

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

СОЮЗ GOBETCHHX

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОЬРИЕНИЯМ И 0ТНРЫГИЯМ

flPH ГННТ СССР, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H flATEHTV

1 (21) 4850720/06 (22} 08.08.90 (й6) 07.09.92. баюл. 1" 33 (76) Д.И. Черепанов и ДЯ. Черепанов (56) Авторское свидетельство СССР

М 1437630, кл. 7 24 Н 1/14, 1987. (54) В000ГРИНМЙ КОТЕЛ (57) Использование: в энергетике в промышленных и жилищно-коммунальных котельных установках. Сущность изобретения: водогрейный котел содержит вертикальный корпус. В корпусе размещена топка, потолочный экран иэ труб (12) и боковые экраны (2) из радиационных и конвективных панелей. Конвективная панель выполнена из опускных (6) и подъемных (7) труб. 0пускные (6) трубы соединены по высоте между собой ребрами с образованием мембранных экранов. Нижние концы опускных (6) труб подключены к коллекторам-грязеИзобретение 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 s трубах водогрейных котлов образуется твк называемый газовый дисперсный "чулок" (дисперсная пленка), который резко понижает теплопроводность от стенки трубы к жидкости, циркулирующей в трубах,.

»5U 1760997 А3

2 викам (5). Подъемные (7) и опускные (6) трубы чередуются между собой. Каждые две смежные подъемные и опускные трубы тангенциальными патрубками (10, 11) подключены к соответствующей близлежащеи трубе рариационной панели.

Патрубки (10, 11) расположены ярусами, Между корпусом и конвективной панелью образован канал с постоянным поперечным сечением для прохода продуктов сгорания. Для подачи воды котел снабжен верхними раздающими коллекторами (9} по обе стороны экранов (2).

Трубы (12) потолочного экрана соединены тангенциальными патрубками (14) с концевыми участками {15) подъемных (7) труб конвективной панели, Концевые участки (15) расположены над трубами (12) потолочного экрана, один конец которых заглушен. Трубы (12) соединены с отводящим коллектором (13).

1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Наличие дисперсного "чулка" (пленки) требует увеличения поверхности С нагрева котлов, т„е. металлоемкости на единицу выработанной котлом про- О дукции и строительного объема котла, вызывает повышение температуры стенок труб, требует обязательного умягчения фв подпиточной и питательной воры, вызывает накипеобраэование на внутренних поверхностях нагрева труб, При умягчении воды расходуется и безвозвратно теряется большое коли- . чество чистой неумягченной воды, которая после вэрыхления и отмывки сульфоугля в фильтрах выбрасывается в реки

176099 и озера загрязненной солями кальция, магния и натрия, что приводит к ухудшению экологической ситуации.

Целью изобретения является повыше5 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- 15 вективные поверхности нагрева, подключенными к отводящей системе и тангенциальными подводящими патрубками к отводящей системе с обеспечением перемещения воды в экране сверху вниз с 20 вращающимся ротоком воды, снабжен потолочным радиационным экраном и коллекторами-грязевиками, причем вертикальные водяные экраны выполнены в виде установленных друг против друга ря-25 дами по меньшей мере двух групп вертикальных труб, герметично соединенных по высоте ребрами с образованием мембранных экранов и присоединенных нижними концами к коллекторам-грязе- 30 викам, 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 групп вертикальных труб экранов с образованием постоянного предназначенного для прохода топочных газов вниз зазора между трубами, образующими экран, и 4р 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 каж1 друга, один конец каждой из которых соединен с коллектором, выдающим в сеть воду, а другой заглушен, подключенных тангенциальными патрубками дых двух смежных ярусов отводящий пат-5р рубок верхнего яруса расположен над одводящим патрубком нижнего яруса.

Потолочный экран образован двумя горизонтальными рядами труб, установленных с зазором друг относительно 55

4 к системе труб, 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 ис" пользования тепла уходящих газов до нормы.

На фиг. 1 показан продольный разрез водогрейного котла, на фиг. 2разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3— разрез по Б-Б на фиг. 2.

В корпусе водогрейного котла размещена топка 1, 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 3, герметично соединенных по выcoie ребрами 4 с образованием мембранных экранов и присоединенных ниж" ними концами к коллекторам-гряэевикам 5. Ребра 4 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 чис" лу групп вертикальных труб 3 экраноч

2. Между трубами 3, образующими экран

2, и трубами 6 и 7 образован постоянный зазор 8 (вертикальные газоходы) для прохода топочных газов вниз. Зазор 8 сообщается с полостью топки 1 через верхнюю часть экрана. Опускные

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

Лля каждых двух смежных ярусов отво-. дящий патрубок 10 верхнего яруса расположен над подводящим патрубком ll нижнего яруса.

Потолочный экран котла образован двумя рядами труб 12, установленных горизонтально с зазором друг относительно друга. Один конец каждой труры 12 соединен с коллектором 13, выдающим в сеть воду. Другой конецо997

Формула

5

176 заглушка„ Трубы 12 подключены тангенциальными патрубками 14 к системе труб 15, которые расположены над трубами потолочного экрана и соединены с подъемными 7 трубами, являясь их продолжением.

Котел снабжен зкономайзером 16, с которым соединены раздаточные коллекторы 9 котла. 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. Из раздаточных коллекторов 9 вода опускается по опускным 6 трубам, иэ 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. Иэ труб 3 по твнгенциальным патрубкам 10 вода отводится в подъемные отводящие

7 трубы, а затем в трубы 15, из которых тангенциальными патрубками 14 подается 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 динамический 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 вводится в экранные трубы и отводится по 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. То нущие и плавающие включения в силу разницы давления, вызванной центробежным эффектом, транспортируются в 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 шламоосадитепь, установленный на всасе циркуляционного насоса„ Благодаря тому, что патрубки расположены яру сами, в каждой трубе. экрана по высоте имеется как бы несколько поверхностей нагрева, в пределах каждой из которых вращающийся столб жидкости эффективно нагревается до расчетной температуры. Высота яруса, диаметр трубы. напор воды выбираются расчетным путем. Конструкция обеспечивает простоту доступа к наибогее теплонапряженным элементам и возможность их замены в случае необходимости„ изобретения

1. Водогрейный котел, содержащий размещенную в вертикальном корпусе топку с потолочным и боковыми экранами иэ труб, сообщенными с подводящим и отводящим коллектором, причем боковые экраны выполнены из радиационных и конвективных ганелей, последние из которых выполнены иэ 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 коллскторами по обе стороны боковых экранов, а трубы потолочного экрана. подключены одним концом к отводящему коллектору, при этом в конвективной поверхности происходит перемещение воды сверху вниз, о т л и ч а ю55 шийся тем, что, с целью повыше ния эффективности теплообмена путем удаления накипи со стен теплообменных труб, подъемные и опускные трубы кан вективной панели расположены с иере1760997

Вбил

Ямб/

Л7фелд ф/770дЮ дованием между собой и каждые две смежные подьемная и опускная трубы подключены посредством тангенциальных патрубков к соответствующей близлежа- 5 щей трубе радиационной панели, причем упомянутые патрубки расположены ярусами, при этом в каждых двух смежных ярусах отводящий патрубок верхнего яруса расположен над подводящим пат- 1О .1убком нижнего яруса, кроме того, трубы потолочного экрана соединены тангенциальными патрубками с концевыми участками подьемных труб конвективной панели, расположенными над упомянутыми трубами потолочного экрана, свободные концы которых заглушены.

2. Котел по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что он снабжен экономайзером, который соединен с верхними раздающими коллекторами.

1760997

1J g

7 б Риг, Р

Составитель

Техред И. Иоргентал

Корректор .О.Юрковецкая

Редактор

Заказ 3573 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета .по изобретенияи и открытияи при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, j àóøñêàÿ наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул, Гагарина, 101