Утилизационный водонагреватель

 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в котельных и на тепловых электростанциях для снижения температуры уходящих газов с получением горячей воды для хозяйственных нужд. Описываемый утилизационный водонагреватель содержит вертикальный цилиндрический корпус, внутри которого установлен газоходный ствол с отверстиями, кольцевые распылитель и диски. Газоходный ствол через верхний и нижний фланцы связан пневматически с обводным газоходом, имеет радиальные отверстия, диаметры которых уменьшаются по его высоте, а снаружи прикреплены к стволу кольца с установленными попарно и наклонно плоскими кольцевыми дисками, имеющими концентрические отверстия с увеличением их диаметров в сторону уклона, противоположные концы кольцевых дисков вмонтированы в кольца, установленные на кольцевых полках, прикрепленных к внутренней поверхности корпуса, причем кольцевой распылитель, установленный на крышке ствола, на косынках, гидравлически сообщен с системой водоподачи через трубопровод. В таком водонагревателе за счет встречного движения горячих газов и холодной воды имеет место эффективный теплообмен. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в котельных и ТЭЦ для снижения температуры уходящих газов с получением горячей воды для хозяйственных нужд.

Известен контактно-поверхностный водонагреватель, содержащий топку, топливосжигающие устройства, насадку основную и дополнительную, коллектор с форсунками для распыления холодной воды. Слив нагретой воды осуществляется через патрубок в бак-аккумулятор (В.А.Спейшер. Сжигание газа на электростанциях и в промышленности. М.: Энергия, 1967, стр.167, рис.9-16).

Известный водонагреватель сложный по конструкции, использует тепло сжигаемого газа.

Известен утилизатор тепла, содержащий контактный водонагреватель, подключенный к газоходу котла перед дымососом, снабженный обводным газоходом, имеющим заслонку (а.с. 1128063, F 24 H 1/10, F 22 B 33/18, 1984).

Известный утилизатор тепла сложный по конструкции водонагревателя и его подключения к газоходам.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является многомембранный плунжер, выполненный в виде цилиндра, плунжера и набора кольцевых мембран, соединенных жестко попарно (а.с. СССР 375430, F 16 J 1/00, F 16 J 7/00, БИ 16, 1973).

Конструкция многомембранного плунжера не предназначена использовать горячие газы с получением горячей воды.

На фиг.1 представлен утилизационный водонагреватель в разрезе; на фиг.2 показана схема установки его на обводном газоходе котлоагрегата.

Сущность изобретения состоит в том, что в утилизационном водонагревателе, содержащем вертикальный цилиндрический корпус, внутри которого установлен газоходный ствол с отверстиями, кольцевые распылитель и диски, газоходный ствол через верхний и нижний фланцы связан пневматически с обводным газоходом, имеет радиальные отверстия, диаметры которых уменьшаются по его высоте, а снаружи прикреплены к стволу кольца с попарно установленными наклонно плоскими кольцевыми дисками, имеющими концентрические отверстия с увеличением их диаметров в сторону уклона, противоположные концы кольцевых дисков вмонтированы в кольцах, установленных на кольцевых полках, прикрепленных к внутренней поверхности корпуса, причем кольцевой распылитель, установленный на крышке ствола, на косынках, гидравлически сообщен с системой водоподачи через трубопровод, а внутреннее пространство водонагревателя через отверстия в нижней части корпуса - с промежуточной емкостью и патрубком с баком-аккумулятором.

Кроме того, кольца, установленные на кольцевых полках корпуса, и пазы колец, прикрепленные к наружной поверхности ствола, имеют термостойкий пластичный материал, например термостойкую резину, а наружные и внутренние концы дисков отогнуты для лучшего попарного контакта между собой и термостойким пластичным материалом.

Утилизационный водонагреватель содержит цилиндрический металлический корпус 1, верхнюю крышку 2 с патрубком 3 и фланцем 4 и нижнюю крышку 5 с патрубком 6. В центре корпуса 1 расположен газоходный ствол 7 с радиальными отверстиями 8, диаметры которых уменьшаются по его высоте. Сверху ствол 7 закрыт крышкой 9, на которой на косынках 10 установлен кольцевой распылитель 11, сообщенный с системой водоподачи (не показана) трубопроводом 12. К наружной поверхности ствола 7 прикреплены кольца 13, пазы которых заполнены термостойким пластичным материалом, например термостойкой резиной. В кольцах 13 попарно закреплены плоские кольцевые диски 14, имеющие концентрические отверстия (не показаны), диаметры которых уменьшаются от кольца 13 при подъеме к кольцу 15 и увеличиваются при опуске (уклоне) к кольцу 15. Кольца 15 выполнены из термостойкого пластического материала, установлены на кольцевых полках 16, прикрепленных к внутренней поверхности корпуса 1. В нижней части корпуса 1 образована промежуточная емкость 17, гидравлически сообщенная с пространством 18 с помощью отверстий 19, а с баком-аккумулятором (не показан) с помощью патрубка 6. Внизу ствол 7 имеет фланец 20.

Плоские кольцевые диски 14 имеют снаружи и внутри отгибы для размещения их в кольцах 13 и 15. Удлинение, коробления дисков 14 компенсируется термостойким пластичным материалом, заполняющим кольца 13 и выполненными целиком кольца 15. Уменьшение диаметров отверстий 8 ствола 7 снизу вверх позволяет горячим газам равномерно выйти из него и встретиться с каплями (струйками) воды.

Выполнение концентричных отверстий в дисках 14 разных диаметров позволяет и принуждает воду зигзагообразно опускаться вниз, а горячим газам зигзагообразно подниматься вверх, отдавая максимально возможно свое тепло.

Корпус 1 утилизационного водонагревателя (см. фиг.2) установлен вертикально на обводном газоходе 21 с помощью фланцев 23 и 24 под каплеуловителем 25. Основной газоход 26 горячих газов связан с дымососом 27 через заслонку 28.

Предлагаемый водонагреватель работает следующим образом.

На основном газоходе 26 заслонку 28 ставят в вертикальное положение при включенном дымососе 27. Открывают холодную воду, которая по трубопроводу 12 поступит в кольцевой распылитель 11. Струи воды будут падать на верхний кольцевой диск 14 и стекать по нему вниз к стволу 7, к отверстиям с большими диаметрами. Покинув верхний диск 14, вода попадает на второй сверху диск и опять стечет уже в сторону внутренней поверхности корпуса 1, и цикл дальше продолжится. Горячие газы, войдя в отверстия 8, будут двигаться зигзагообразно вверх, навстречу стекающей воде, отдавая ей свое тепло. В каплеуловителе 25 газы осушаются, имея минимальную температуру, засасываются через обводной газоход 21 дымососом 27 и выбрасываются в трубу.

Нагретая вода через отверстия 19 попадает в емкость 17, откуда самотеком через патрубок 6 поступает в бак-аккумулятор.

Встречное движение горячих газов и холодной воды, противоток, является самым эффективным способом передачи тепла, а потому предлагаемый утилизационный водонагреватель будет иметь высокий КПД. Простота устройства, продолжительный межремонтный период, изготовление деталей из дешевого материала позволят использовать водонагреватель в различных отраслях народного хозяйства страны.

Формула изобретения

1. Утилизационный водонагреватель, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, внутри которого установлен газоходный ствол с отверстиями, кольцевые распылитель и диски, отличающийся тем, что газоходный ствол через верхний и нижний фланцы связан пневматически с обводным газоходом, имеет радиальные отверстия, диаметры которых уменьшаются по его высоте, а снаружи прикреплены к стволу кольца с попарно установленными наклонно плоскими кольцевыми дисками, имеющими концентрические отверстия с увеличением их диаметров в сторону уклона, противоположные концы кольцевых дисков вмонтированы в кольца, установленные на кольцевых полках, прикрепленных к внутренней поверхности корпуса, причем кольцевой распылитель, установленный на крышке ствола, на косынках, гидравлически сообщен с системой водоподачи через трубопровод, а внутреннее пространство водонагревателя через отверстия в нижней части корпуса - с промежуточной емкостью и патрубком с баком-аккумулятором.

2. Водонагреватель по п.1, отличающийся тем, что кольца, установленные на кольцевых полках корпуса, и пазы колец, прикрепленных к наружной поверхности ствола, имеют термостойкий пластичный материал, например, термостойкую резину.

3. Водонагреватель по пп.1 и 2, отличающийся тем, что концы дисков, наружные и внутренние, отогнуты для лучшего попарного контакта между собой и термостойким пластичным материалом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2