Котел с принудительной циркуляцией
Котел предназначен для получения тепла и пара. Котел содержит топку и конвективную часть, выполненные из горизонтальных, преимущественно прямых труб, которые соединены между собой коленами или коллекторами. В топке и конвективной части образуется два параллельных водяных тракта, причем в топке упомянутые тракты размещены симметрично относительно друг друга, при этом на трубах образующих топку установлены два симметричных ребра. Конструкция котла обеспечивает повышение тепловой эффективности котла и уменьшение тепловых и гидравлических разверток в схеме. 3 з.п.ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к области получения тепла или пара и может использоваться при создании прямоточных паровых и водогрейных котлов.
Известны стальные водогрейные котлы с принудительной циркуляцией [1, стр. 249-255, рис. 6-9], имеющие выполненные из стальных труб топочную камеру и конвективную часть. Трубы в топочной камере располагаются вертикально. В конвективной части поверхность нагрева выполнена пакетами, которые набраны П-образно изогнутыми трубами, установленными горизонтально. Трубы вводятся в коллекторы, которые одновременно используются для переброса потоков воды. Недостатками этих котлов являются: сложность конструкции, так как необходимо применение большого количества типоразмеров труб, в том числе изогнутых и специальных труб для переброса потоков воды, при создании других котлов типоразмерного ряда требуется значительная переработка проектной документации; трудности в эксплуатации из-за необходимости применения большого количества воздушников и дренажей, которые нужно открывать при заполнении или опорожнении котла; по тепловой схеме котел не эффективен, т.к. движение потоков воды и дымовых газов в конвективной части не является чисто противоточным, а из-за применения большого количества коротких труб в них имеют место значительные тепловые и гидравлические разветки; значительные металлозатраты, т.к. применяются неоребренные трубы. Из известных технических решений наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству, выбранным в качестве прототипа, является котел с принудительной циркуляцией [2], имеющий выполненные из горизонтальных преимущественно прямых труб топку и конвективную часть. При этом на трубах, образующих топку, установлены продольные элементы-плавники. Продольные плавники, прямые или выполненные в виде дуги, вварены между трубами. Трубы соединяются с помощью фронтовой и задней водяных камер сложной конструкции в два последовательных хода по воде. Так как количество секций небольшое, то соответственно требуется меньшее количество дренажей и воздушников, поэтому котел более прост по конструкции и в эксплуатации. Недостатками прототипа являются: сложность конструкции котла, так как необходимо применение фронтовой и задней водяных камер сложной конструкции, при создании других котлов типоразмерного ряда требуется практически полная переработка проектной документации; из-за большого количества параллельно включенных труб здесь в значительной мере проявятся тепловые и гидравлические разверки; по тепловой схеме котел не эффективен т.к. движение потоков воды и дымовых газов в конвективной части не является чисто противоточным; Целью изобретения является упрощение конструкции котла, проектных и подготовительных работ как при создании собственно котла, так и при проектировании других котлов типоразмерного ряда; повышение тепловой эффективности котла; уменьшение тепловых и гидравлических разверок в схеме. Поставленная цель достигается тем, что в известном котле [2] с принудительной циркуляцией, имеющем выполненные из горизонтальных, преимущественно прямых труб, топку и конвективную часть, причем на трубах, образующих топку, установлены продольные элементы, ориентированные по образующей топки, по предлагаемому изобретению продольные элементы на трубах выполнены в виде двух симметричных ребер, трубы соединены между собой коленами и/или коллекторами с образованием в топке и конвективной части двух параллельных водяных трактов, при этом в топке упомянутые тракты размещены симметрично относительно друг друга. Дополнительно топочная камера располагается над конвективной частью, и вода подается снизу, противоточно по отношению дымовым газам. Кроме того, в каждом тракте поток воды может разветвляться на два или несколько параллельных участков, а ребра могут быть установлены и на трубах конвективной части, при этом они ориентированы по потоку дымовых газов. При выполнении топочной камеры и конвективной части котла по предлагаемому изобретению из однотипных элементов: прямых труб, соединенных коленами и/или коллекторами, существенно упрощается конструкция котла, а так же проектные и подготовительные работы. Причем не только при создании собственно котла, но и при проектировании других котлов типоразмерного ряда. Применение только простейших элементов в совокупности с возможностью их соединения в два одинаковых параллельных водяных тракта, которые в топочной камере и/или в конвективной части могут разветвляться на два или несколько параллельных участков, позволяет не только иметь малые тепловые и гидравлические разверки в схеме, но и при всей простоте проектных и подготовительных работ обеспечить создание сложных конструкций как топочной камеры, так и собственно котла в соответствии с предъявляемыми к ним требованиями. Если на трубах установлены симметрично по два продольных ребра, причем ребра в топке ориентируют по образующей топочной камеры, а в конвективной части - по потоку дымовых газов, то повышается тепловая эффективность котла и упрощается его конструкция. Эти ребра можно приваривать предварительно автоматической сваркой на станках. При этом в предлагаемом котле трубы не взаимосвязаны, их можно легко заменять в ремонте, а при сборке котла требуется минимум сварочных работ. Когда топочная камера располагается над конвективной частью и вода подается снизу, то в предлагаемом котле легко реализуется наиболее эффективная, противоточная по отношению к дымовым газам тепловая схема. На фиг. 1, 2 показан в продольном и поперечном разрезах вариант схемы предлагаемого котла. Предлагаемый котел с принудительной циркуляцией имеет топочную камеру 1 и конвективную часть 2, набранные только из горизонтальных, преимущественно прямых труб 3, соединенных между собой коленами 4 и/или коллекторами 5. На фиг. 2 стрелками 6 показано, что благодаря соединению труб 3 в два одинаковых параллельных тракта воды, вода движется двумя потоками. Это позволяет иметь симметричную трубную систему котла и за счет этого уменьшить тепловые и гидравлические разверки в схеме, которые характерны для котлов с большим числом коротких параллельных участков. Применение однотипных простейших элементов 3, 4, 5 в совокупности с возможностью их соединения в два одинаковых параллельных водяных тракта, которые к тому же в топочной камере и/или в конвективной части могут разветвляться на два или несколько параллельных участков, при всей простоте проектных и подготовительных работ, позволяет легко обеспечить создание таких сложных конструкций, как топочная камера и собственно котел в соответствии с предъявляемыми к ним требованиями. На трубах 3 установлены симметрично по два продольных ребра 7, причем ребра в топке ориентируют по образующей топочной камеры 1, а в конвективной части 2 - по потоку дымовых газов. Благодаря применению ребер повышается тепловая эффективность котла и снижаются металлозатраты. Оребренные трубы не связаны между собой по длине и могут быть легко заменены при ремонте котла. Котел оснащается воздушным 8 и дренажным 9 кранами и подключен к потребителю тепла питательной 10 и отводящей 11 линиями. В предлагаемом исполнении котла достаточно установить только в самых верхней и нижней точках по одному воздушнику 8 и дренажу 9. В изображенном варианте топочная камера 1 располагается над конвективной частью 2, и вода подается снизу, т. е. противоточно по отношению дымовым газам и этим легко, без применения специальных труб для переброса потоков воды реализуется наиболее эффективная противоточная тепловая схема котла. Конструктивно котел обрамляется обмуровкой 12, а котельная установка включает дымосос 13, дымовую трубу 14, горелку 15 и другие элементы. Предлагаемая котельная установка работает следующим образом. Топливо и воздух подаются через горелку 15, и топливо сгорает в топочной камере 1 с выделением тепла. Продукты сгорания охлаждаются, передавая тепло ребрам 7 и трубам 3 в топочной камере 1 и в конвективной части 2, и затем дымососом 13 через дымовую трубу 14 сбрасываются в атмосферу. Обмуровка 12 служит для изоляции котла от внешней среды, устраняет его дымление и тепловые потери. Через трубы 3 тепло воспринимается водой, которая поступает от потребителя тепла по питательной 10 и подается к нему по отводящей 11 линиям. В пределах котла вода движется двумя потоками, как показано стрелками 6 внутри труб 3, колен 4 и коллекторов 5. При эксплуатации котла для заполнения его водой открывают воздушный 8, а для слива воды дренажный 9 краны. Использование предлагаемого котла с принудительной циркуляцией по сравнению с прототипом [2] позволяет: упростить конструкцию котла за счет применения однотипных простейших элементов 3, 4, 5;упростить проектные и подготовительные работы, уменьшить тепловые и гидравлические разверки в схеме и обеспечить создание сложных конструкций топочной камеры и собственно котла в соответствии с предъявляемыми к ним требованиями, но без необходимости применения нескольких типоразмеров сложных фронтовой и задней водяных камер и без глубокой переработки проектной документации, благодаря возможности соединения труб в два одинаковых параллельных водяных тракта, которые к тому же в топочной камере и/или в конвективной части могут разветвляться на два или несколько участков;
повысить эффективность тепловой схемы котла за счет возможности легкого обеспечения чисто противоточного движения потоков воды и дымовых газов в конвективной части. ЛИТЕРАТУРА
1. Роддатис К.Ф. Котельные установки. -М.: "Энергия", 1977. 2. Патент FR N 2296149 от 27.08.1976, МКИ F 24 H 1/44.
Формула изобретения
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2
Похожие патенты:
Нагреватель текучей среды // 2156411
Электродный нагреватель // 2156410
Изобретение относится к технике прямого преобразования электрической энергии в тепловую, а именно к электродным нагревателям жидкости, и может быть использовано для разработки и изготовления различных электронагревательных приборов
Бытовой водонагреватель // 2156409
Изобретение относится к электробытовым нагревательным приборам и может быть использовано с целью нагрева воды для бытовых нужд, например, в ванной комнате или на кухне
Водогрейный чугунный котел // 2156408
Изобретение относится к нагревательным устройствам для отопления индивидуальных жилых домов
Стальной котел на чугунной топке // 2156407
Изобретение относится к нагревательным устройствам для отопления индивидуальных жилых домов
Водонагреватель // 2155915
Система для приготовления горячей воды // 2154773
Изобретение относится к устройствам для приготовления горячей воды и может быть использовано в нефтехимической промышленности в производствах при получении тепла для технологических нужд
Изобретение относится к электроводонагревателям и предназначено для горячего водоснабжения жилых домов, небольших промышленных и сельскохозяйственных предприятий
Устройство для нагрева жидкостей // 2153131
Изобретение относится к теплотехнике, в частности к устройствам для нагрева жидкостей, и может быть использовано в системах отопления зданий и сооружений, для нагрева воды, для производственных и бытовых нужд
Изобретение относится к области теплотехнихи и может быть использовано для получения горячей воды в отопительных системах жилых и производственных помещений, в том числе в качестве резервного теплоснабжения этих систем
Экономайзер котла // 2075007
Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности, к конструкции экономайзера котла, используемого для подогрева питательной или циркуляционной воды перед паровыми или водогрейными котлами
Горизонтальный отопительный котел // 2042878
Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к горизонтальным отопительным котлам для работы на жидком или газообразном топливе, и направлено на повышение их надежности, упрощение конструкции, обеспечение удобства в эксплуатации
Комбинированная поверхность теплообмена // 1620799
Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в качестве конвективных.поверхностей нагрева котл оагрегатов или других теплообменник устройств
Парогенератор // 591656
Паровой котел // 10643
Теплообменник для термокотла // 2465514
Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в водогрейных котлах, работающих на твердом топливе
Изобретение относится к области котлостроения и может быть использовано преимущественно в парогазовых установках тепловых электростанций в качестве испарительной поверхности нагрева частей низкого, среднего и высокого давления (включая сверхкритическое) парового прямоточного котла-утилизатора, использующего теплоту выхлопных газов газовой турбины
Отопительный котел // 2158394
Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для водогрейных котлов, работающих на жидком или газообразном топливе