Водогрейный котел

 

1. ВОДОГРЕЙНЫЙ КОТЕД, содержащий скрепленные меиаду собою теплообменные секции с каналами, имэюшими радиационные и конвективные стен ки, подключенными к верхней и нижней коллекторным камерам, в последней из которых установлень сопла, направленные на радваиионные стенки каналов, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и эффективности теплообмена путем уса раяения застойных зон, в верхней коллекторной камере установлены дополнительные дросселирующие сопла, напра ленные на конвективные стенки каналов, 2.Котел по п. 1, отличающийся тем, что дросселирующие сопла выполнены в виде изогнутых пат рубков.. 3.Котел по п. 1, о т л и ч а ю (Л щ и и с я темжчто дросселирующие сопла выполнены конфузорного профиля. с 4.Котел по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что дросселирующие сопла вьшолнены в виде лотков. ю со | О)

„„SU„„1023176

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК

ЭБР; F 24 Н 1/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСИОММ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 33827 10/29-06 (22.) 08.01.82 (46) 15.06.83. Бюл. ¹ 22 (72) B. В. Мазур, И. И. Дрейшев, М. И. Брагин, Б. Я. Каменецкий, В. Д. Шкурский, М. Д. Климов, H. Ф. Лосева, С. Г. Иванищев и П. Н. Самусенко (71) Научно-исследовательский институт санитарной техники (53) 697.326.6 (088.8) (56) 1. Киселев Н. А. Котельные установки. М., "Высшая школа, 1975, .с. 129, рис. 72.

2. Авторское свидетельство СССР № 225408, кл. Р 24 Н 1/38, 1967.

3. Авторское свидетельство СССР . по заявке № 2960132, кл. F 24 Н 1/32, 1980. (54) (57) 1. ВОДОГРЕЙНЫЙ КОТЕД, содержащий скрепленные между собою теплообменные секции с. каналами, имвюшими радиационные и конвективные стенки, подключенными к верхней и нижней коллекторным камерам, в последней из которых установлены дросселирующие сопла, направленные на раднационные, стенки каналов, от л ичающийс я тем, что, с целью повышения. надежности и эффективности тецлообмена путем устранения застойных зон, в верхней коллекторной камере установлены дополнительные дросселирующие сопла, направ- . ленные на конвективные стенки каналов.

2. Котел по и. 1, о т а и ч а юшийся тем, что дросселирующие сопла выполнены в виде изогнутых пач рубков 3

3. Котел по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем что дросселирующие сопла выполненй конфузорного профиля.

4. Котел по п. 1, о т л и ч а ю - . шийся тем, что дросселирующие Я сопла выполнены в виде лотков.

1023176

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в отопительных водогрейных котлах.

Известны отопительные котлы, содержащие пакеты чугунных секций, в которых подвод и отвод теплоносителя (воды) осуществляется через ниппельнйе отверстия крайних секций пакетов, причем все секции подключены параллель но по.ходу воды. Ь7

Такое подключение секций приводит к относительно низким значениям скоростей циркуляции теплоносителя и к недостаточному охлаждению поверхности нагрева, особенно со стороны радиационной стенки. В котлах с такой схемой секции часто разрушаются из-за нагрева и черезмерных напряжений в местах, воспринимающих наибольшие тепловые потоки, . Известны также водогрейные котлы, содержащие скрепленные стяжными болтами секции, имеющие каналы с радиационными и конвективными стенками, соединенные ниппелями, вставленными в ниппельные отверстия, которые образуют верхние и нижние коллекторные камеры, причем ниппели снабжены шайбами для создания последовательного движения воды по секциям f23.

Такое выполнение котла приводит к увеличению скоростей теплоносителя so всех каналах его секций, причем по одним секциям происходит подъемное дви жение теплоносителя, а по другимопускное. JIpm этом конвективная составляющая скорости потока в опускных каналах секций вдоль радиационной стенки противодействует напорной составляющей; что уменьшает скорости в опускной секции вдоль самой теплонапряженной радиационной стенки. Кроме того, параллельное движение воды вдоль радиационных и конвективных стенок каналов приводит к тому, что поток воды в канале со стороны конвективной стенки нагревается меньше. Поэтому для получения необходимой температуры на выходе иэ секции воду со стороны радиационной стенки канала приходится перегревать выше необходимой температуры.

Иэ-за перепада температур в секции создаются термические напряжения, а иэ-за несовпадения конвективной и напорной составляющей потока в опускных секциях возникают локальные перегревы, что вызывает отложение накипи и огра5

25 ничивает надежность и долговечность котла

Наиболее близким к предлагаемому является водогрейный котел, содержащий скрепленные между собою теплообменные секции с каналами, имеющими радиационные и конвективные стенки, подключенными к верхней и Нижней коллекторным камерам, в последйей из которых установлена раздающая труба с дросселирующими соплами, направленными на радиационные стенки каналов (37 .

Интенсивное смывание радиационной стенки струей теплоносителя позволяет снизить ее температуру и термические напряжения в секции, Однако со стороны конвективной стенки каналов и под раздающей трубой возможно образование застойных зон, выпадение шлама, для удаления которого требуется продувка котла, что неудобно при эксплуатации.

Наличие застойных зон приводит в длительной эксплуатации к локальному выпадению накипи, снижению коэффициен/ та теплопередачи и ограничению долговечности иэ- за неравномерного поля тем.. ператур теплоносителя.

Цель изобретения - повышение надежности и эффективности теплообмена путем устранения застойных эон.

Цель достигается тем, что в водо рейном котле, содержащем скрепленные между собою теплообменные секции с каналами, имеющими радиационные и конвективные стенки, подключенными к верхней и нижней коллекторным камерам, в последней из которых установлены дросселирующие сопла, направленные на радиационные стенки каналов, в верхней коллекторной камере установлены дополнительные дросселирующие сопла, направленные на конвективные стенки каналов.

Причем сопла могут быть выполнены либо в виде изогнутых патрубков, либо

-в виде лотков и могут иметь конфуэорный профиль.

На фиг.1 изображен котел, общий вид; на фиг. 2 — схематичное изображение секций котла продольный разрез; на фиг. 3 - то.же, поперечный разреэ,.-. на фиг. 4 - секции котла, с вариантом крепления дросселирующих, сопл йа стяжном болте, продольный разрез; на фиг. 5 - вариант сопла с конфузорным профилем; на фиг. 6 - вариант выполне» ния сопла в виде патрубка с боковым

3 1023176 выпускным отверстием; на фиг. 7 - то ве .же, в виде изогнутого патрубка. CT

Котел содержит один или два пакета чугунных секций, с каналами 1, имею- PG шими радиационные и конвективные g cT стенки 2 и 3 соответственно. Секции со могут быть скреплены стяжнвпни бол- ны тами.4 и соединены ниппелямй 5, встав- с

" ленными в.отверстия 6, образующие с верхнюю и нижнюю коллекторные каме-. 10 ры 7 и 8 соответственно, в которых дв установлены дросселирующие сопла 9, с входные участки которых примыкают к р входным участкам ниппельных отверстий лы

6, выходные — установлены с зазором 15 те относительно последующих ниппельных., ны

- отверстий 6. Сопла 9 верхней коллек- эж торной камеры 7 направлены на конвек- н тивные стенки 3 каналов 1, а нижней п коллекторной камеры 8 — на радиацион- 20 ные стенки 2 каналов 1.

В зависимости от технологических возможностей могут быть предусмотрены варианты выполнения дросселирующих сопел 9: в виде изогнутого патрубка (фиг. 7), в виде лотка (фиг,l и 3,), в виде патрубка с боковым отверстием (фиг.6) и с конфуэорным профилем (фиг.5), Сопла 9 могут быть закреп лены на стяжком болте 4 (фиг.4), на ниппеле 5 и могут быть выполнены заодно о ницпелем 5 (фиг,5):Работа котла осуществляется следующим образом..

Теплоноситель, истекая из нижних и верхних сопел 9, направляется соответстнно на радиационные и конвективные енки 2 и 3 каналов 1 секций.

При этом струи из нижних сопел 9 спространяются вдоль радиационных . енок 2 (подъемный ток), а иэ верхних пел 9 направляются вдоль конвективх стенок 3 (отпускной ток). Интенивное облучение радиационной стенки 2 оздает конвективный ток, который совадает с направлением принудительного ижения теплоносителя. Струи теплоньителя, истекающие из сопел 9, эжектиуют теплоноситель, заполняющий кана1 секций и приводят его во вращальное движение, образуя циркуляционй ток, причем наиболее интенсивно ектирует струя, истекающая иэ иэогутого сопла 9, имеющего конфузорный рофиль (фиг.5).

Благодаря возникающим циркуляционным токам интенсифицируется внутренняя, теплоотдача, снижается температура радиационных стенок каналов секций, выравнивается поле температур теплоноси25 теля, что уменьшает температурный перепад в теле секций и снижает напряжения. Отсутствие застойных зон теплоносителя, интенсивное струйное омыва ние наиболее теплонапряженных радиа3р ционных стенок секций с повышенными скоростями вдоль них, вымывание шлама при вращательном движении воды, только подъемный ток в радиационных и спуск ной в конвективных каналах при последовательном движении по секциям предопределяет высокую надежность и долговечность предлагаемого котла.

1023176

- 023 176

Я

IpgC4

1023176

Подписное

Заказ 4191/26 Тираж 783

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-З5, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Н. Колесникова

Редактор Н. Кишгулинец Техред Ж, Кастелевич . Корректор С екмар