Водотрубный котел-утилизатор

Изобретение относится к области энергетики, а именно к теплоэнергетике, и может быть использовано в котлах для утилизации тепла. Водотрубный котел-утилизатор содержит корпус 1 с газоходами 3, в которых расположены обогреваемые трубы 4. Внутри корпуса 1 установлены разделительные перегородки 2, которые в поперечном сечении имеют вид полуколец, расположенных концентрично и направленных открытой частью навстречу друг другу, формируя за счет этого лабиринтную конфигурацию газоходов 3. 1 ил.

 

Техническое решение относится к водотрубным котлам-утилизаторам и может быть использовано в энергетике, теплотехнике, а также в химической промышленности, в частности для создания котлов, предназначенных для утилизации тепла нитрозных газов в процессе производства слабой азотной кислоты.

Известны водотрубные котлы по патентам Японии №4222303, №9280502, №10026303, №11082905, имеющие газоходы, в которых обогреваемые трубы расположены вертикально.

Наиболее близким по своей технической сущности к заявляемому является техническое решение котла по патенту Японии №10300002, содержащего корпус с газоходами в которых расположены обогреваемые трубы, причем газоходы образованы установленными вплотную друг к другу обогреваемыми трубами, а конфигурация газоходов в поперечном сечении имеет вид спирали.

Общим недостатком всех перечисленных устройств является низкое удельное тепловосприятие поверхности нагрева, так как греющие газы омывают только часть поверхности обогреваемых труб.

Задачей заявляемого технического решения является повышение удельного тепловосприятия поверхности за счет включения в теплообмен всей поверхности обогреваемых труб, омываемых греющими газами.

Для достижения указанного технического результата в котле-утилизаторе, содержащем корпус с газоходами, в которых расположены обогреваемые трубы, внутри корпуса установлены разделительные перегородки, формирующие лабиринтную конфигурацию газоходов.

При этом разделительные перегородки в поперечном сечении имеют вид полуколец, расположенных концентрично и направленных открытой частью друг к другу, а обогреваемые трубы в газоходах расположены в шахматном или коридорном порядке.

Основным отличительным признаком предлагаемого устройства является установка внутри корпуса котла разделительных перегородок, формирующих лабиринтную конфигурацию газоходов, что обеспечивает поперечное смывание греющими газами всей поверхности труб и, следовательно, существенно повышает их тепловосприятие.

На чертеже показан поперечный разрез водотрубного котла-утилизатора.

Предлагаемый котел-утилизатор содержит вертикальный цилиндрический корпус 1, внутри которого установлены разделительные перегородки 2, формирующие лабиринтную конфигурацию газоходов 3. Разделительные перегородки крепятся к поперечным пластинам, приваренным к корпусу котла. Наиболее технологично использование разделительных перегородок 2, имеющих вид полуколец, расположенных концентрично и направленных открытой частью навстречу друг другу. Внутри газоходов 3 соосно с корпусом и разделительными перегородками в шахматном или коридорном порядке расположены обогреваемые трубы 4, образующие конвективно обогреваемую поверхность нагрева.

Греющие газы через входной патрубок 5 поступают в газоходы 3, образованные перегородками 2, и поперечно омывают всю обогреваемую поверхность труб 4. Поперечное омывание, создающее условия наиболее интенсивной теплоотдачи, а также включение в теплообмен всей поверхности труб, обеспечивают наибольшее тепловосприятие и максимальное использование поверхности нагрева. Пройдя по газоходам 3, охлажденные греющие газы выходят из котла через выходное окно 6.

Таким образом, за счет лабиринтного движения греющих газов повышается удельное тепловосприятие поверхности, т.е. более эффективно используется поверхность нагрева, что позволяет повысить коэффициент полезного действия котла-утилизатора.

Предлагаемая конструкция компактной тепловоспринимающей поверхности нагрева при ее вертикальной компоновке позволяет, в частности, создать паровой водотрубный котел-утилизатор с естественной циркуляцией для утилизации тепла нитрозных газов.

Необходимая в этом случае компактность установки, вызванная высоким давлением нитрозных газов, обеспечивается достаточно высоким удельным, а значит, и общим тепловосприятием поверхности нагрева, а естественная циркуляция - вертикальной установкой тепловоспринимающих труб этой поверхности.

1. Водотрубный котел-утилизатор, содержащий корпус с газоходами, в которых расположены обогреваемые трубы, отличающийся тем, что внутри корпуса установлены разделительные перегородки, причем разделительные перегородки в поперечном сечении имеют вид полуколец, расположенных концентрично и направленных открытой частью навстречу друг другу, формируя за счет этого лабиринтную конфигурацию газоходов.

2. Водотрубный котел-утилизатор по п.1, отличающийся тем, что обогреваемые трубы расположены в шахматном или коридорном порядке.