Водогрейный котел

 

Применение: теплоэнергетика. Сущность изобретения: водогрейный котел содержит корпус с патрубком подвода воды и размещенную в корпусе топку с фронтовым, задним и боковыми обрамляющими трубчатыми экранами, подключенными к верхним и нижним коллекторам, последние из которых установлены на вершине постамента, а также промежуточные трубчатые экраны, подключенные к своим нижним и верхним коллекторам и расположенные между корИзобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в котлах, работающих в системах отопления и горячего водоснабжения. Известны котлы, содержащие теплообменные секции, установленные над топочным пространством и включенные в контур нагреваемой среды, и постамент, образующий своими наружными стенками газоходы и выполненный из металлических жестко скрепленных коробчатых теплообменных 2 пусом и боковыми экранами с образованием вертикальных конвекти&ных газоходов, сообщенных с отводящими газоходами Отличительной особенностью котла является то, что он дополнительно содержит пространственный змеевик с входной и выходной камерами, размещенный в центральной верхней части топки. Верхний коллектор боковых экранов выполнен из двух камер, установленных с образованием продольной полости, в концевых участках которой расположены входная и выходная камеры пространственного змеевика, к первой из которых подключен патрубок подвода воды. Верхние коллекторы промежуточных экранов установлены с плотным примыканием друг к другу, а промежуточные экраны и их нижние коллекторы расположены соответственно с зазорами относительно постамента и на уровне основания последнего с образованием отводящих газоходов. По стамент выполнен в виде установленных ярусами водоохлаждаемых камер коробчатой формы и включен по воде между промежуточными и боковыми экранами. 1 з.п.ф-лы, 4 ил. элементов, пред включенных по нагреваемой среде к теплообменным секциям. Недостатком известных котлов является низкая теплопроизводительность вследствие невозможности подогрева воды до высокой температуры перед подачей в теплообменнике секции. Наиболее близким к предлагаемому является водогрейный котел, содержащий корпус с патрубком подвода воды и размещенную в корпусе топку с фронтовым, засл с XJ СЛ О X сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (1 Ц (si)s F 24 H 1/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ..

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ8У

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в котлах, работающих в системах отопления и горячего водоснабжения.

Известны котлы, содержащие теплообменные секции, установленные над топочным пространством и включенные в контур нагреваемой среды, и постамент, образующий своими наружными стенками газоходы и выполненный из металлических жестко скрепленных коробчатых теплообменных элементов, предвключенйых по нагреваемой среде к теплообмейным секциям.

Недостатком известных котлов является низкая теплопроиэводительность вследствие невозможности подогрева воды до высокой температуры перед подачей в теплообменнике секции.

Наиболее близким к предлагаемому является водогрейный котел, содержащий корпус с патрубком подвода воды и размещенную в корпусе топку с фронтовым, за1 -:.:.-.: . - ..:: 2 (21) 4835366/06 . :: пусом и боковыми экранами с образовани(22) 11.04.90 ., ".. eM we é e HbIx конвехтивнйх rýçÎxo oe, (46) 23.08.92. Бюл. ¹ 31 .:: .: : :.. сообщенных с отводящими газоходами, От(71) Центральный научно-исследователь- . личительной особенностью котла является скийипроектно-экспериментальныйинсти- — - то, что он дополнительно Содержйт" протут инженерного оборудования городов, странственный змеевик с входной и выходжилых и общественных зданий .::: ной камерами, размещенный в центральной (72) А.Е,Школьник, А.Н.Голицин, А.И.Куна- верхней части топки. Верхний коллектор бохович, Г.Л.Лемпа и B.Â.Båíåäèêòîâ ковых экранов выполнен из двух камер, ус(56) Авторское свидетельство СССР, тановленных с образованием продольной

¹ 1315753, кл, F 24 Н 1/32, 1985,: полости, в концевых участках которой расАвторское свидетельство СССР . положены входная и выходная камеры npo¹ 1437630, кл. F 24 Н 1/14, 1987, . странственного змеевика, к первой из которых подключен riàòðóáîê подвода воды. (54) ВОДОГРЕЙНЫЙ КОТЕЛ:: Верхние коллекторы промежуточных экра(57) Применение: теплоэнергетика. Сущ- нов установлены с плотным примыканием ность изобретения; водогрейный котел со- друг к другу, а промежуточные экраны и их держит корпус с патрубком подвода воды и . нижние коллекторы расположены соответразмещенную в корпусе топку с фронтовым, ственно с заэорамй относительно постамензадним и боковыми обрамляющими трубча- та и на уровне основания последнего с тыми экранами, подключенными к верхним образованием отводящих газоходов, Пои нижним коллекторам, последние из кото- . стамент выполнен в виде установленных рых установлены на вершине постамента, а ярусами водоохлаждаемых камер коробчатакже промежуточные трубчатые экраны, той формы и включен по воде между промеподключенные к своим нижним и верхним жуточнымиибоковымиэкранами.1з,п.ф-лы, коллекторам и расположенные между кор- 4 ил. дним и боковыми обрамляющими трубчатыми экранами, подключенными к верхнему и нижним коллекторам, последние из которых установлены на вершине постамента, а также промежуточные трубчатые экраны, подключенные к своим нижним и верхним коллекторам и расположенные между корпусом и боковыми экранами с образованием вертикальных конвективных газоходов, 10 сообщенных с отводящими газоходами

Недостатками известного котла является низкая скорость циркуляции воды, отсутствие возможности подогрева воды до высокой температуры на начальной стадии ее циркуляции, высокая температура уходя- 15 щих газов, а также сложность проведения монтажных и ремонтных работ, в частности, при замене трубчатых экранов в случае их пережога или иного повреждения, что в це20 лом не обеспечивает высокой теплопроизводительности котла и надежности его работы.

Целью изобретения является повышение экономичности путем увеличения тепJI0hроизводительности и надежности, а также упрощения монтажа и ремонта.

Поставленная цель достигается тем, что водогрейный котел, содержащий корпус с патрубком подвода воды и размещенную в

30 корпусе топку с фронтовым, задним и боковыми обрамляющими трубчатыми экранами, подключенными к верхнему и нижним коллекторам. последние из которых установлены на вершине постамента, а также промежуточные трубчатые экраны, подключенные к своим нижним и верхним коллекторам и расположенные между корпусом и боковыми экранами с образованием вертикальных конвективных газоходов, сообщенный с газоходами, дополнительно содержит пространственный змеевик с входной и выходной камерами, размещенный в центральной верхней части топки, верхний коллектор боковых экранов выполнен из которой расположены входная и выходная камеры пространственного змеевика, к первой из которых подключен укаэанный патру50 бок подвода воды,. при этом верхние коллекторы промежуточных экранов установлены с плотным примыканием друг к другу, а промежуточные экраны и их нижние коллекторы расположены соответственно с образованием отводящих газоходов.

Кроме того, постамент выполнен в виде установленных ярусами водоохлаждаемых камер коробчатой формы и включен по воде между промежуточными и боковыми экранами. двух камер, установленных с образованием 45 продольной полости, в концевых участках

Предлагаемый котел позволяет за счет увеличения поверхности нагрева при прежних габаритах и изменения схемы циркуляции воды увеличить скорость циркуляции воды и уменьшить температуру уходящих продуктов сгорания, что повышает теплопроизводительность предложенного котла, надежность его работы и увеличивает срок службы. Одновременно обеспечивает возможность автономной циркуляции воды через каждый экран и блок постамента, что позволяет без значительных трудовых и материальных затрат производить монтаж и ремонт или замену любого экрана, пространственного змеевика и блока постамента в случае их пережога или других повреждений.

На фиг.1 показан котел, общий вид, продольный разрез, на фиг.2 — разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 — разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 — схема циркуляции воды через котел.

Водогрейный котел содержит корпус 1 с патрубком 2 подвода воды, В корпусе 1 размещена топка 3 с фронтовым, задним и боковыми обрамляющими трубчатыми экра- . нами 4 — 7 соответственно и колосниковой решеткой 8.

Фронтовой экран 4 подключен к верхним коллекторам 9 и 10 и нижним коллекто-. рам 11 и 12. Задний экран 5 подключен к. верхним коллекторам 13 и 14 и нижним коллекторами15 и 16. Боковые экраны 6 и 7 автономно подключены по воде к своим верхним коллекторам 17 и 18 и нижним коллекторам 19 и 20.

Между корпусом 1 и боковыми экранами 6 и 7 с образованием вертикальных конвективных газоходов 21 и 22 установлены промежуточные трубчатые экраны 23 и 24.

Промежуточные экраны 23 и 24 автономно подключены по воде к своим верхним коллекторам 25, 26 и нижним коллекторам 27 и

28.

Верхние коллекторы 17 и 18 боковых экранов 6 и 7 установлены с образованием продольной полости 29. В торцах полости 29 расположены входная и выходная камеры

30 и 31, к которым подключен пространственный змеевик 32, размещенный в центральной верхней части топки 3, К входной камере 30 подключен патрубок 2 подвода воды в котел. Нижние коллекторы 19 и 20 боковых экранов 6 и 7 опираются на вершину постамента 33, выполненного в виде двух примыкающих друг к другу блоков из установленных ярусами водоохлаждаемых камер 34 коробчатой формы. Блоки постамента 33 подключены по воде автономно между собою, а постамент 33 включен по воде между промежуточным

1756745 экранами 23 и 24 и боковыми экранами 6 и 7.

Коллекторы 9-20. 25-28 также имеют коробчатую форму, Верхние коллекторы 25 и 26 промежуточных экранов 23 и 24 установлены с плотным примыканием друг к другу, а нижние коллекторы 25 и 26 экранов 23 и 24 установлены на уровне основания постамента 33, который образует с промежуточными экранами 23 и 24 отводящие гэзоходы 35 и 36.

Во фронтовый экран 4 включен водоохлаждаемый короб 37, образованный плотно примыкающими друг к другу коробчатыми камерами 38 и 39, Нижние коллекторы 11.и

12 экрана плотно примыкают торцами друг к другу и также опираются на вершину постамента 33.

К коробу 37 примыкает загрузочная

20 дверца 40

Коллекторы-17 — 29 боковых экранов 6 и

7 снабжены поперечными перегородками

41, разделяющими экраны 6 и 7 на подъемные и опускные участки. Причем число труб, 25 входящих в подъемные участки, на одну больше, чем число труб, входящих в опускные участки. Постамент 33 одновременно образует своим внутренним обьемом воздухоподводящий канал 42. сообщенный с атмосферой.

Котел работает следующим образом.

Через дверцу 40 на колосниковую решетку 8 загружают твердое топливо. При сжигании топлива на колосниковой решетке

8 образовавшиеся продукты сгорания поднимаются в верхнюю часть топки 3, омывая при этом поверхности боковых экранов 6,7 и поверхность пространственного змеевика

32. Одновременно обсгреваются фронтовой сгорания направляются двумя потоками в конвективные газоходы 21 и 22, а затем поступают в отводящие газоходы 35 и 36, после чего удаляются из котла. Проходя по отводящим газоходам 35 и 36, продукты сгорания интенсивно передают тепло нижний участкам промежуточных экранов 23 и 24 и двум блокам постамента 33, значительно охлаждаясь при этом, 45

Предназначенная для нагрева вода циркулирует через поверхности нагрева котла (фиг.4), Вода подается во входную камеру.ЗО и далее в пространственный змеевик 32 и выходную камеру 31. При этом в змеевик 32 вода подается с высокой скоростью, что позволяет змеевику 32 отбирать до 30-25% тепла, выделяемого в топке 3 при сжигании топлива и защищать от пережогэ экраны 4-7, Из камеры 31 вода направляется двумя параллельными потоками в верхи задний экраны 4 и 5. Из топки 3 продукты 40 ние коллекторы 9 и 10 фронтового экрана 4. а затем параллельными потоками поступает в нижние коллекторы 11 и 12 экрана 4, предварительно пройдя через камеры 38 и 39 короба 37. Далее вода поступает в нижние коллекторы 19 и 20 боковых экранов 6 и 7 поднимается в их верхние коллекторы 17 и

18. Благодаря наличию поперечных перегородок 41 в коллекторах 17 и 20 вода в экранах 6 и 7 совершает последовательное подъемно-опускное движение. Причем, так кэк число труб в подьемных участках экранов 6 и 7 на одну больше, чем в опускных участках этих экранов, то обеспечивается увеличение скорости в опускных участках и поддержание высокой скорости циркуляции воды через экраны 6 и 7 с одновременным увеличением теплосъема.

Пройдя экраны 6 и 7, вода через коллекторы 17 и 18 параллельными потоками перетекает в верхние коллекторы 13 и 14 заднего экрана 5 и опускается по нему, направляясь в его нижние коллекторы 15 и 16, Из коллекторов 15 и 16 вода двумя потоками поступает в блоки постамента 33 и проходит через его камеры 34.

От постамента 33 вода двумя параллельными потоками отводится в нижние коллекторы 27 и 28 промежуточных экранов

23 и 24, э затем поступает в верхние коллекторы 25 и 26 этих экранов и отводится иэ котла к потребителю. Водоохлэждаемые камеры 34 постамента 33 обеспечивают одновременно подогрев дутьевого воздуха в канапе 42, идущего на.поддержание горения топлива, что интенсифицирует процесс сгорания топлива, увеличивая экономичность.

В случае пережога или какого-либо повреждения любого йэ экранов 4-7, 23 и 24, а также змеевика 32 или блоков постамента

ЗЗ они легко заменяются на новые, так как каждая из перечислеййых поверхностей нагрева охлаждается автономно и не требуется значительных затрат"для их монтажа и ремонта. Для проведения монтажных и ремонтных работ, йапример замены любых поверхностей нагрева достаточно снять не более половины обмуровки корпуса 1 и свободно извлечь и заменить поврежденную поверхность нагрева, что также повышает экономичность эксплуатацйи котла.

Таким образом, наличие в топке 3 пространственного змеевика 32, к которому подключен патрубок 2 подвода воды, размещение верхних коллекторов 17 и 18 экранов

6 и 7 с образованием продольной полости

29 с размещением в ней входной, выходной камер 30 и 31 и установка верхних коллекторов 25 и 26 экранов 23 и 24 с плотным >J6745 примыканием друг к другу. а также установка нижних коллекторов 19 и 20 экранов 6 и

7 на вершине постамента 33 и нижних коллекторов 27 и 28 экранов 23 и 24 на уровне основания постамента 33, образующего с экранами 23 и 24 отводящие газоходы 35 и

36 позволяет развить поверхности нагрева, существенно улучшить схему циркуляции воды, обеспечивающую увеличение скорости циркуляции воды, теплосъема и теплопроизводительности, а также снизить температуру уходящйх продуктов сгорания и упростить монтаж и ремонт поверхностей нагрева, что в целом повышает экономичность работа котла.

Формула изобретения

1. Водогрейный котел, содержащий корпус с патрубком подвода воды и размещенную в корпусе топку с фронтовым, задним и боковыми обрамляющими трубчатыми экранами, подключенными к верхнему и нижним коллекторам, последние из которых установлены на вершине постамента, а также промежуточные трубчатые экрайй, пбдклю- ченные к своим нижним i» верхнйм коллекторам и расположенные между корпусом и боковыми экранами с образованием веотиА кал.ных конвективных газоходов, сообщенных с отводящими Газоходами, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения эффективности путем увеличения теплопроизводительности, надежности и упрощейия монтажа и демонтажа, он дополнительно содержит пространственный змеевик с входной и выходной камерами. размещенный в центральной верхней части топки, верхний коллектор боковых экранов выполнен из двух камер, установленных с образованием продольной полости, в концевых участках последней расположены входная и выходная камеры пространственного змее-. вика, к первой из к,торых подключен указанный патрубок подвода воды, при этом верхние коллекторы промежуточных экранов установлены с плотным примыканием друг к другу, а промежуточные экраны и их нижние коллекторы расположены соответственно с зазором относительно постамента и на уровне основания последнего с образованием отводящих газоходов, 2. Котел по и. 3, отличающийся тем, что постамент выполнен в виде установленных ярусами водоохлаждаемых камер коробчатой формы и включен по воде между промежуточными и боковыми экранами, б

A -А

t0 б 85 ГУЛ о

II

Составитель Б. Травин

Редактор M. Бланэр Техред M.Moðãåíòàë Корректор A Долинич

Заказ 3082 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101