Конденсационный водогрейный котел


 


Владельцы патента RU 2527824:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" (RU)

(57) Изобретение предназначено для нагрева воды и может быть использовано для отопления. Котел содержит радиационную часть, состоящую из установленных концентрично внутреннего и внешнего цилиндров и из внутренней крышки с патрубком с горелкой, внешней крышки с цилиндрической обечайкой с патрубком, трубной решетки с центральным отверстием и отверстиями, расположенными по периферии, к краям которых прикреплены ∩-образные дымогарные трубы. Под трубной решеткой расположена водяная рубашка с фланцем. К трубной решетке снизу между концами каждой дымогарной трубы прикреплены внешнее и внутреннее днища с фланцем. Диаметр нижнего основания внутреннего днища обеспечивает доступ к сварным швам крепления дымогарных труб и внутреннего цилиндра к трубной решетке. Во внешнем днище имеются отверстия, перепускными трубками сообщающиеся с отверстиями во фланце. Котел содержит контактно-рекуперативную часть, расположенную параллельно радиационной части. Радиационная и контактно-рекуперативная части сообщены между собой посредством закрытого сборника жидкости. К корпусу контактно-рекуперативной части прикреплена труба возврата конденсата, введенная другим концом в закрытый сборник жидкости. Изобретение обеспечивает повышение ремонтопригодности установки, упрощение и удешевление радиационной части. 1 ил.

 

Изобретение относится к отопительной технике и горячему водоснабжению, а именно к области водогрейных котлов малой и средней теплопроизводительности, и может быть использовано для теплоснабжения жилых, общественных и промышленных зданий и сооружений.

Известны контактно-поверхностные водогрейные котлы, в частности водогрейный котел, содержащий радиационную часть, состоящую из внутреннего цилиндра с внутренним днищем и кольцевой верхней трубной решеткой, к которой сверху прикреплена внутренняя крышка, имеющая патрубок с горелкой, снабженной патрубками подачи топлива и воздуха, и внешнего цилиндра, установленного концентрично внутреннему цилиндру с образованием межстеночного кольцевого зазора, при этом внешний цилиндр снабжен кольцевой нижней трубной решеткой с внешним днищем, имеющим патрубок подвода отопительной воды, и внешней крышкой с цилиндрической обечайкой, герметично связанной с патрубком горелки и имеющей патрубок отвода отопительной воды, при этом в межстеночном кольцевом зазоре, образованном внешним и внутренним цилиндрами, установлен пучок дымогарных труб для прохождения продуктов сгорания противотоком по отношению к восходящему потоку нагреваемой воды на отопление, и контактно-рекуперативную часть, расположенную параллельно по отношению к радиационной части и состоящую из расположенных друг под другом внутри отдельного корпуса патрубка отвода топочных газов, каплеуловителя, трубчатого теплообменника для прохождения нагреваемой воды для горячего водоснабжения противотоком по отношению к двухфазному газожидкостному восходящему потоку, опорно-распределительной решетки и коллектора с форсунками, при этом радиационная и контактно-рекуперативная части сообщены между собой посредством закрытого сборника жидкости, снабженного патрубком, соединенным с линией подачи жидкости, причем закрытый сборник жидкости имеет патрубок отвода излишка жидкости, кроме того, корпус контактно-рекуперативной части связан с закрытым сборником жидкости посредством по меньшей мере одной трубы возврата конденсата (см. патент РФ 2270405, МПК 7 F24H 1/00, 1/10, 2006 г.) - аналог.

Недостатками известных котлов являются большие габариты, недостаточно высокие интенсивность конвективного теплообмена в радиационной части и надежность водогрейного котла.

Наиболее близким аналогом к заявляемому решению является водогрейный котел, содержащий радиационную часть, состоящую из внутреннего цилиндра, внешнего цилиндра, установленного концентрично внутреннему с образованием межстеночного кольцевого зазора, при этом к верхнему краю внутреннего цилиндра жестко прикреплена внутренняя крышка с осевым патрубком, заканчивающимся разъемно установленной горелкой, снабженной патрубками подачи топлива и воздуха, а к верхнему основанию внешнего цилиндра жестко прикреплена внешняя крышка с осевым отверстием, к краям которого сверху жестко прикреплена цилиндрическая обечайка, герметично связанная с патрубком горелки, на боковой поверхности цилиндрической обечайки в верхней ее части жестко закреплен патрубок отвода отопительной воды, причем внешняя и внутренняя крышки, а также цилиндрическая обечайка и патрубок горелки образуют межстеночное пространство, при этом к нижним основаниям внутреннего и внешнего цилиндров жестко прикреплена кольцевая трубная решетка, диаметр центрального отверстия которой равен диаметру внутреннего цилиндра, а отверстия, расположенные по периферии кольцевой трубной решетки, выполнены по концентрическим окружностям, причем в межстеночном кольцевом зазоре распределены равномерно по окружности ∩-образные дымогарные трубы, одним концом жестко прикрепленные к краям отверстий, расположенных ближе к центру кольцевой трубной решетки, а другим концом жестко прикрепленные к краям отверстий, расположенных по периферии кольцевой трубной решетки, кроме того, к кольцевой трубной решетке снизу жестко прикреплено внешнее днище с осевым патрубком подвода отопительной воды, а также под кольцевой трубной решеткой расположено внутреннее днище, причем верхние края внешнего и внутреннего днищ герметично связаны с кольцевой трубной решеткой между концами каждой дымогарной трубы, а внешнее и внутреннее днища образуют межстеночное пространство, сообщающееся с межстеночным кольцевым зазором, и контактно-рекуперативную часть, расположенную параллельно по отношению к радиационной части и состоящую из расположенных друг под другом внутри отдельного корпуса жестко прикрепленных к корпусу патрубка отвода продуктов сгорания, каплеуловителя, трубчатого теплообменника и опорно-распределительной решетки, а также разъемно прикрепленного к корпусу коллектора с форсунками, причем на трубчатом теплообменнике контактно-рекуперативной части сверху жестко закреплен патрубок для подвода холодной воды, а снизу - патрубок для отвода нагретой воды на горячее водоснабжение, при этом радиационная и контактно-рекуперативная части сообщены между собой посредством разъемно прикрепленного снизу к кольцевой нижней трубной решетке и к нижней части корпуса контактно-рекуперативной части закрытого сборника жидкости, снабженного патрубком, соединенным с линией подачи жидкости, содержащей насос, связанной с вышеупомянутым коллектором, причем закрытый сборник жидкости имеет патрубок отвода излишка жидкости, кроме того, к корпусу контактно-рекуперативной части в районе верхней части трубчатого теплообменника одним концом жестко прикреплена, по меньшей мере, одна труба возврата конденсата, введенная другим концом в закрытый сборник жидкости (см. патент РФ 2378582, МПК 7 F24H 1/00, 2008 г.) - прототип.

С существенными признаками изобретения совпадает следующая совокупность признаков прототипа: водогрейный котел, содержащий радиационную часть, состоящую из внутреннего цилиндра и внешнего цилиндра, установленного концентрично внутреннему с образованием межстеночного кольцевого зазора, при этом к верхнему краю внутреннего цилиндра жестко прикреплена внутренняя крышка с осевым патрубком, заканчивающимся разъемно установленной горелкой, снабженной патрубками подачи топлива и воздуха, а к верхнему основанию внешнего цилиндра жестко прикреплена внешняя крышка с осевым отверстием, к краям которого сверху жестко прикреплена цилиндрическая обечайка, герметично связанная с патрубком горелки, на боковой поверхности цилиндрической обечайки в верхней ее части жестко закреплен патрубок отвода отопительной воды, причем внешняя и внутренняя крышки, а также цилиндрическая обечайка и патрубок горелки образуют межстеночное пространство, при этом к нижним основаниям внутреннего и внешнего цилиндров жестко прикреплена кольцевая трубная решетка, диаметр центрального отверстия которой равен диаметру внутреннего цилиндра, а отверстия, расположенные по периферии кольцевой трубной решетки, выполнены по концентрическим окружностям, причем в межстеночном кольцевом зазоре распределены равномерно по окружности ∩-образные дымогарные трубы, одним концом жестко прикрепленные к краям отверстий, расположенных ближе к центру кольцевой трубной решетки, а другим концом жестко прикрепленные к краям отверстий, расположенных по периферии кольцевой трубной решетки, кроме того, к кольцевой трубной решетке снизу жестко прикреплено внешнее днище, а также под кольцевой трубной решеткой расположено внутреннее днище, причем верхние края внешнего и внутреннего днищ герметично связаны с кольцевой трубной решеткой между концами каждой дымогарной трубы, а внешнее и внутреннее днища образуют межстеночное пространство, сообщающееся с межстеночным кольцевым зазором, и контактно-рекуперативную часть, расположенную параллельно по отношению к радиационной части, и состоящую из расположенных друг под другом внутри отдельного корпуса жестко прикрепленных к корпусу патрубка отвода продуктов сгорания, каплеуловителя, трубчатого теплообменника и опорно-распределительной решетки, а также разъемно прикрепленного к корпусу коллектора с форсунками, причем на трубчатом теплообменнике контактно-рекуперативной части сверху жестко закреплен патрубок для подвода холодной воды, а снизу - патрубок для отвода нагретой воды на горячее водоснабжение, при этом радиационная и контактно-рекуперативная части сообщены между собой посредством закрытого сборника жидкости, снабженного патрубком, соединенным с линией подачи жидкости, содержащей насос, связанной с вышеупомянутым коллектором, причем закрытый сборник жидкости имеет патрубок отвода излишка жидкости, кроме того, закрытый сборник жидкости разъемно прикреплен к нижней части корпуса контактно-рекуперативной части, при этом к корпусу контактно-рекуперативной части в районе верхней части трубчатого теплообменника одним концом жестко прикреплена, по меньшей мере, одна труба возврата конденсата, введенная другим концом в закрытый сборник жидкости.

Недостатками известного решения являются: низкая ремонтопригодность, так как нет прямого доступа к сварным швам в устьях дымогарных труб и соединениям дымогарных труб с трубными решетками, и для доступа к сварным швам необходимо разрушение жестких креплений внешнего и внутреннего днищ к кольцевой трубной решетке; сложная и дорогая конструкция радиационной части в целом.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что в водогрейном котле, содержащем радиационную часть, состоящую из внутреннего цилиндра и внешнего цилиндра, установленного концентрично внутреннему с образованием межстеночного кольцевого зазора, при этом к верхнему краю внутреннего цилиндра жестко прикреплена внутренняя крышка с осевым патрубком, заканчивающимся разъемно установленной горелкой, снабженной патрубками подачи топлива и воздуха, а к верхнему основанию внешнего цилиндра жестко прикреплена внешняя крышка с осевым отверстием, к краям которого сверху жестко прикреплена цилиндрическая обечайка, герметично связанная с патрубком горелки, на боковой поверхности цилиндрической обечайки в верхней ее части жестко закреплен патрубок отвода отопительной воды, причем внешняя и внутренняя крышки, а также цилиндрическая обечайка и патрубок горелки образуют межстеночное пространство, при этом к нижним основаниям внутреннего и внешнего цилиндров жестко прикреплена кольцевая трубная решетка, диаметр центрального отверстия которой равен диаметру внутреннего цилиндра, а отверстия, расположенные по периферии кольцевой трубной решетки, выполнены по концентрическим окружностям, причем в межстеночном кольцевом зазоре распределены равномерно по окружности ∩-образные дымогарные трубы, одним концом жестко прикрепленные к краям отверстий, расположенных ближе к центру кольцевой трубной решетки, а другим концом жестко прикрепленные к краям отверстий, расположенных по периферии кольцевой трубной решетки, кроме того, к кольцевой трубной решетке снизу жестко прикреплено внешнее днище, а также под кольцевой трубной решеткой расположено внутреннее днище, причем верхние края внешнего и внутреннего днищ герметично связаны с кольцевой трубной решеткой между концами каждой дымогарной трубы, а внешнее и внутреннее днища образуют межстеночное пространство, сообщающееся с межстеночным кольцевым зазором, и контактно-рекуперативную часть, расположенную параллельно по отношению к радиационной части и состоящую из расположенных друг под другом внутри отдельного корпуса жестко прикрепленных к корпусу патрубка отвода продуктов сгорания, каплеуловителя, трубчатого теплообменника и опорно-распределительной решетки, а также разъемно прикрепленного к корпусу коллектора с форсунками, причем на трубчатом теплообменнике контактно-рекуперативной части сверху жестко закреплен патрубок для подвода холодной воды, а снизу - патрубок для отвода нагретой воды на горячее водоснабжение, при этом радиационная и контактно-рекуперативная части сообщены между собой посредством закрытого сборника жидкости, снабженного патрубком, соединенным с линией подачи жидкости, содержащей насос, связанной с вышеупомянутым коллектором, причем закрытый сборник жидкости имеет патрубок отвода излишка жидкости, кроме того, закрытый сборник жидкости разъемно прикреплен к нижней части корпуса контактно-рекуперативной части, при этом к корпусу контактно-рекуперативной части в районе верхней части трубчатого теплообменника одним концом жестко прикреплена, по меньшей мере, одна труба возврата конденсата, введенная другим концом в закрытый сборник жидкости, согласно предлагаемому решению диаметр кольцевой трубной решетки равен диаметру внешнего цилиндра, под кольцевой трубной решеткой расположена кольцевая водяная рубашка, верхнее основание внешней стенки которой жестко прикреплено к наружному краю кольцевой трубной решетки, а верхнее основание внутренней стенки кольцевой водяной рубашки жестко прикреплено к кольцевой трубной решетке между ее наружным краем и отверстиями, расположенными по периферии кольцевой трубной решетки, при этом высота кольцевой водяной рубашки меньше высоты внешнего днища, кроме того, к нижним основаниям внешней и внутренней стенок кольцевой водяной рубашки жестко прикреплен присоединительный фланец, диаметр центрального отверстия которого равен диаметру нижнего основания внутренней стенки кольцевой водяной рубашки, а во внешней стенке кольцевой водяной рубашки имеется отверстие, к краям которого жестко прикреплен патрубок подвода отопительной воды, в присоединительном фланце между внешней и внутренней стенками кольцевой водяной рубашки имеется, по меньшей мере, одно отверстие, причем суммарная площадь этих отверстий в присоединительном фланце равна площади отверстия во внешней стенке кольцевой водяной рубашки, при этом внутреннее днище жестко прикреплено к кольцевой трубной решетке, внешнее и внутреннее днища представляют собой усеченные конусы с основаниями меньшего диаметра, расположенными внизу, причем диаметр нижнего основания внутреннего днища сопоставим с высотой внутреннего днища и обеспечивает доступ к сварным швам крепления концов ∩-образных дымогарных труб к краям отверстий, расположенных ближе к центру кольцевой трубной решетки, и к сварным швам крепления внутреннего цилиндра к кольцевой трубной решетке, кроме того, к краям нижних оснований внешнего и внутреннего днищ жестко прикреплен фланец, к которому снизу разъемно прикреплена плоская крышка, кроме того, в нижней части внешнего днища имеется, по меньшей мере, одно отверстие, причем количество и диаметр отверстий в нижней части внешнего днища равны количеству и диаметру отверстий в присоединительном фланце, расположенных между внешней и внутренней стенками кольцевой водяной рубашки, а соответствующие отверстия в нижней части внешнего днища и в присоединительном фланце сообщаются между собой посредством перепускных трубок, жестко прикрепленных к их краям, при этом закрытый сборник жидкости разъемно прикреплен к присоединительному фланцу.

Задачей изобретения является обеспечение требуемой ремонтопригодности за счет обеспечения доступа ко всем без исключения сварным швам и в случае необходимости их герметизации, а также упрощение и удешевление радиационной части в целом.

Для решения поставленной задачи, согласно предлагаемому решению, диаметр кольцевой трубной решетки равен диаметру внешнего цилиндра, под кольцевой трубной решеткой расположена кольцевая водяная рубашка, верхнее основание внешней стенки которой жестко прикреплено к наружному краю кольцевой трубной решетки, а верхнее основание внутренней стенки кольцевой водяной рубашки жестко прикреплено к кольцевой трубной решетке между ее наружным краем и отверстиями, расположенными по периферии кольцевой трубной решетки, при этом высота кольцевой водяной рубашки меньше высоты внешнего днища, кроме того, к нижним основаниям внешней и внутренней стенок кольцевой водяной рубашки жестко прикреплен присоединительный фланец, диаметр центрального отверстия которого равен диаметру нижнего основания внутренней стенки кольцевой водяной рубашки, а во внешней стенке кольцевой водяной рубашки имеется отверстие, к краям которого жестко прикреплен патрубок подвода отопительной воды, в присоединительном фланце между внешней и внутренней стенками кольцевой водяной рубашки имеется, по меньшей мере, одно отверстие, причем суммарная площадь этих отверстий в присоединительном фланце равна площади отверстия во внешней стенке кольцевой водяной рубашки, при этом внутреннее днище жестко прикреплено к кольцевой трубной решетке, внешнее и внутреннее днища представляют собой усеченные конусы с основаниями меньшего диаметра, расположенными внизу, причем диаметр нижнего основания внутреннего днища сопоставим с высотой внутреннего днища и обеспечивает доступ к сварным швам крепления концов ∩-образных дымогарных труб к краям отверстий, расположенных ближе к центру кольцевой трубной решетки, и к сварным швам крепления внутреннего цилиндра к кольцевой трубной решетке, кроме того, к краям нижних оснований внешнего и внутреннего днищ жестко прикреплен фланец, к которому снизу разъемно прикреплена плоская крышка, кроме того, в нижней части внешнего днища имеется, по меньшей мере, одно отверстие, причем количество и диаметр отверстий в нижней части внешнего днища равны количеству и диаметру отверстий в присоединительном фланце, расположенных между внешней и внутренней стенками кольцевой водяной рубашки, а соответствующие отверстия в нижней части внешнего днища и в присоединительном фланце сообщаются между собой посредством перепускных трубок, жестко прикрепленных к их краям, при этом закрытый сборник жидкости разъемно прикреплен к присоединительному фланцу.

Внутреннее днище, диаметр нижнего основания которого обеспечивает доступ к сварным швам крепления концов ∩-образных дымогарных труб к краям отверстий, расположенных ближе к центру кольцевой трубной решетки, и к сварным швам крепления внутреннего цилиндра к кольцевой трубной решетке, а также разъемное крепление плоской крышки к фланцу, жестко прикрепленному к краям нижних оснований внешнего и внутреннего днищ, позволяют осуществлять выполнение указанных выше сварных швов в процессе ремонта котла без разрушения жестких креплений, что упрощает и удешевляет ремонт котла, а, кроме того, организация подвода отопительной воды в кольцевую водяную рубашку с последующим перепуском ее в межстеночное пространство, образованное внешним и внутренним днищами, посредством перепускных труб позволяет исключить необходимость обеспечения коаксиального расположения патрубка подвода отопительной воды и отверстия для указанного патрубка в стенке закрытого сборника жидкости, а также обеспечения водо- и газоплотности конструкции закрытого сборника жидкости в месте пересечения его стенки патрубком подвода отопительной воды, что упрощает и удешевляет конструкцию радиационной части и водогрейного котла и также упрощает монтаж и демонтаж радиационной части при ремонте.

Предлагаемый конденсационный водогрейный котел показан на фиг.1. Конденсационный водогрейный котел содержит радиационную часть 1, состоящую из внутреннего цилиндра 2 и внешнего цилиндра 3, установленного концентрично внутреннему цилиндру 2 с образованием межстеночного кольцевого зазора 4. К верхнему краю внутреннего цилиндра 2 жестко прикреплена, например, сваркой, внутренняя крышка 5 с осевым патрубком 6, заканчивающимся разъемно установленной, например, на болтах, горелкой 7. К верхнему основанию внешнего цилиндра 3 жестко прикреплена, например, сваркой, внешняя крышка 8 с осевым отверстием, к краям которого сверху жестко прикреплена, например, сваркой, цилиндрическая обечайка 9, герметично связанная с патрубком 6 горелки 7, например, кольцевой крышкой (не обозначена). Крышка снабжена патрубком отвода отопительной воды 10, жестко закрепленным, например, сваркой, на боковой поверхности цилиндрической обечайки 9 в верхней ее части. Внешняя 8 и внутренняя 5 крышки, а также цилиндрическая обечайка 9 и осевой патрубок 6 образуют межстеночное пространство для прохождения отопительной воды снизу вверх. К нижним основаниям внутреннего цилиндра 2 и внешнего цилиндра 3 жестко прикреплена, например, сваркой, кольцевая трубная решетка 11, диаметр которой равен диаметру внешнего цилиндра 3. Диаметр центрального отверстия кольцевой трубной решетки 11 равен диаметру внутреннего цилиндра 2, а отверстия, расположенные по периферии кольцевой трубной решетки 11, выполнены по концентрическим окружностям. В межстеночном кольцевом зазоре 4 распределены равномерно по окружности ∩-образные дымогарные трубы 12, одним концом жестко прикрепленные, например, сваркой, к краям отверстий, расположенных ближе к центру кольцевой трубной решетки 11, а другим концом жестко прикрепленные, например, сваркой, к краям отверстий, расположенных по периферии кольцевой трубной решетки 11. Под кольцевой трубной решеткой 11 расположена кольцевая водяная рубашка 13, верхнее основание внешней стенки 14 которой жестко прикреплено, например, сваркой, к наружному краю кольцевой трубной решетки 11, а верхнее основание внутренней стенки 15 кольцевой водяной рубашки 13 жестко прикреплено, например, сваркой, к кольцевой трубной решетке 11 между ее наружным краем и отверстиями, расположенными по периферии кольцевой трубной решетки 11. К нижним основаниям внешней 14 и внутренней 15 стенок кольцевой водяной рубашки 13 жестко прикреплен, например, сваркой, присоединительный фланец 16, диаметр центрального отверстия которого равен диаметру нижнего основания внутренней стенки 15 кольцевой водяной рубашки 13, а во внешней стенке 14 кольцевой водяной рубашки 13 имеется отверстие, к краям которого жестко прикреплен, например, сваркой, патрубок подвода отопительной воды 17. В присоединительном фланце 16 между внешней 14 и внутренней 15 стенками кольцевой водяной рубашки 13 имеется, по меньшей мере, одно отверстие, причем суммарная площадь этих отверстий в присоединительном фланце 16 равна площади отверстия во внешней стенке 14 кольцевой водяной рубашки 13. К кольцевой трубной решетке 11 снизу жестко прикреплены, например, сваркой, внешнее 18 и внутреннее 19 днища, верхние края которых герметично связаны с кольцевой трубной решеткой 11 между концами каждой дымогарной трубы 12. Внешнее 18 и внутреннее 19 днища представляют собой усеченные конусы с основаниями меньшего диаметра, расположенными внизу, причем диаметр нижнего основания внутреннего днища 19 сопоставим с высотой внутреннего днища 19 и обеспечивает доступ к сварным швам крепления концов ∩-образных дымогарных труб 12 к краям отверстий, расположенных ближе к центру кольцевой трубной решетки 11, и к сварным швам крепления внутреннего цилиндра 2 к кольцевой трубной решетке 11. К краям нижних оснований внешнего 18 и внутреннего 19 днищ жестко прикреплен, например, сваркой, фланец 20, к которому снизу разъемно прикреплена, например, болтами и газоплотной обмазкой, плоская крышка 21. В нижней части внешнего днища 18 имеется, по меньшей мере, одно отверстие, причем количество и диаметр отверстий в нижней части внешнего днища 18 равны количеству и диаметру отверстий в присоединительном фланце 16, расположенных между внешней 14 и внутренней 15 стенками кольцевой водяной рубашки 13, а соответствующие отверстия в нижней части внешнего днища 18 и в присоединительном фланце 16 сообщаются между собой посредством перепускных трубок 22, жестко прикрепленных, например, сваркой, к их краям. Внешнее 18 и внутреннее 19 днища образуют межстеночное пространство для прохождения отопительной воды снизу вверх, которое сообщается с межстеночным кольцевым зазором 4. Указанное сообщение может быть выполнено, например, при помощи отверстий, расположенных в кольцевой трубной решетке 11 между верхними краями внешнего 18 и внутреннего 19 днищ. Конденсационный водогрейный котел содержит контактно-рекуперативную часть 23, расположенную параллельно по отношению к радиационной части 1 и состоящую из расположенных друг под другом внутри отдельного корпуса 24 жестко прикрепленных, например, сваркой, к корпусу 24 патрубка отвода продуктов сгорания 25, каплеуловителя 26, трубчатого теплообменника 27, выполненного, например, в виде трубного пучка, и опорно-распределительной решетки 28, а также разъемно прикрепленного, например, болтами, к корпусу 24 коллектора 29 с форсунками 30. На трубчатом теплообменнике 27 сверху жестко закреплен, например, сваркой, патрубок для подвода холодной воды 31, а снизу - патрубок для отвода нагретой воды на горячее водоснабжение 32. Такое расположение обеспечит прохождение воды для горячего водоснабжения в трубчатом теплообменнике 27 противотоком по отношению к двухфазному газожидкостному восходящему потоку. Радиационная 1 и контактно-рекуперативная 23 части сообщены между собой посредством разъемно прикрепленного, например, болтами, снизу к присоединительному фланцу 16 и к нижней части корпуса 24 закрытого сборника жидкости 33, снабженного патрубком 34 для подвода конденсата из закрытого сборника жидкости 33 в линию подачи жидкости, выполненную в виде всасывающего и напорного трубопровода 35 с насосом 36 и связанную с коллектором 29. Закрытый сборник жидкости 33 имеет патрубок отвода излишка жидкости 37, жестко закрепленный на нем, например, сваркой, на высоте, соответствующей необходимому уровню жидкости в закрытом сборнике жидкости 33. К корпусу контактно-рекуперативной части 23 в районе верхней части трубчатого теплообменника 27 одним концом жестко прикреплена, например, сваркой, по меньшей мере, одна труба возврата конденсата 38, введенная другим концом в закрытый сборник жидкости 33.

Конденсационный водогрейный котел работает следующим образом. Закрытый сборник жидкости 33 предварительно заполняется технической водой из любого источника, которая в процессе работы агрегата замещается непрерывно вырабатываемым в контактно-рекуперативной части 23 конденсатом водяных паров, а в радиационную часть 1 через патрубок подвода отопительной воды 17 подается отопительная вода, например обратная сетевая вода из обратного теплопровода системы отопления. Одновременно с этим в трубный пучок трубчатого теплообменника 27 через патрубок для подвода холодной воды 31 подается холодная вода. Далее в горелку 7 подается топливо, например природный газ, которое сгорает в атмосфере воздуха и одновременно с этим включается насос 36 для подачи технической воды из закрытого сборника жидкости 33 в коллектор 29. Продукты сгорания топлива сначала проходят по внутреннему цилиндру 2, при этом они осуществляют нагрев отопительной воды посредством радиационного теплообмена. Далее продукты сгорания топлива совершают разворот на 180° в полости, образованной внутренним днищем 19 и плоской крышкой 21, и поступают в ∩-образные дымогарные трубы 12 через отверстия, расположенные в кольцевой трубной решетке 11 ближе к центру. Проходя по ∩-образным дымогарным трубам 12, продукты сгорания осуществляют нагрев отопительной воды посредством конвективного теплообмена. Отопительная вода из патрубка подвода отопительной воды 17 поступает в кольцевую водяную рубашку 13, образованную внешней 14 и внутренней 15 стенками, а затем через отверстия в присоединительном фланце 16, расположенные между внешней 14 и внутренней 15 стенками кольцевой водяной рубашки 13 поступает в перепускные трубы 22, посредством которых вода, поступает в межстеночное пространство, образованное внешним 18 и внутренним 19 днищами и фланцем 20. Оттуда через перепускные отверстия кольцевой трубной решетки 11 вода поступает в межстеночный кольцевой зазор 4, образованный внешним 3 и внутренним 2 цилиндрами, и проходит его снизу-вверх. Далее, проходя в межстеночном пространстве, образованном внутренней 5 и внешней 8 крышками, а также осевым патрубком 6 и цилиндрической обечайкой 9, горячая вода охлаждает стенки внутренней крышки 5 и осевого патрубка 6 и, нагретая до требуемой температуры прямой отопительной воды, через патрубок 10 направляется теплопотребителю. Продукты сгорания, пройдя ∩-образные дымогарные трубы 12, выходят через отверстия, расположенные по периферии кольцевой трубной решетки 11, снизу радиационной части 1 и попадают в закрытый сборник жидкости 33, пройдя через который, поступают в контактно-рекуперативную часть 23, где они вначале контактируют с каплями конденсата водяных паров в факелах форсунок 30 и, увлекая часть конденсата, переносят его на опорно-распределительную решетку 28. На последней происходит инверсия фаз: газ из сплошной фазы (под решеткой) превращается в дисперсную (над решеткой), а конденсат, наоборот - из дисперсной (под решеткой) становится сплошной (над решеткой).

Таким образом, над решеткой формируется эмульсионный двухфазный восходящий поток газ-конденсат, который омывает внешнюю поверхность труб трубчатого теплообменника 27, передавая физическую теплоту продуктов сгорания и теплоту конденсации содержащихся в них водяных паров нагреваемой воде для горячего водоснабжения, подаваемой через патрубок 31 в трубчатый теплообменник 27 и проходящей в последний противотоком по отношению к потоку продуктов сгорания.

Далее происходит сепарация конденсата из газового потока: конденсат по трубе возврата конденсата 38 возвращается в закрытый сборник жидкости 33, а продукты сгорания, освободившись в каплеуловителе 26 от капель конденсата, удаляются из аппарата через патрубок отвода продуктов сгорания 25 корпуса 24. Из закрытого сборника жидкости 33 конденсат через патрубок 34 насосом 36 вновь подается по линии 35 в коллектор 29 с форсунками 30, а излишек конденсата удаляется из аппарата через патрубок отвода излишка жидкости 37. Горячая вода для горячего водоснабжения, нагретая в трубчатом теплообменнике 27 контактно-рекуперативной части 23, через патрубок 32 подается потребителю.

Предлагаемый водогрейный котел по сравнению с прототипом выигрывает в том, что за счет измененной конструкции повышается ремонтопригодность аппарата. При демонтаже и ремонте радиационной части не требуется производить разрушение ее элементов, так как имеется доступ ко всем без исключения сварным швам. Обновленная конструкция ведет к упрощению и удешевлению радиационной части в целом.

Конденсационный водогрейный котел, содержащий радиационную часть, состоящую из внутреннего цилиндра и внешнего цилиндра, установленного концентрично внутреннему с образованием межстеночного кольцевого зазора, при этом к верхнему краю внутреннего цилиндра жестко прикреплена внутренняя крышка с осевым патрубком, заканчивающимся разъемно установленной горелкой, снабженной патрубками подачи топлива и воздуха, а к верхнему основанию внешнего цилиндра жестко прикреплена внешняя крышка с осевым отверстием, к краям которого сверху жестко прикреплена цилиндрическая обечайка, герметично связанная с патрубком горелки, на боковой поверхности цилиндрической обечайки в верхней ее части жестко закреплен патрубок отвода отопительной воды, причем внешняя и внутренняя крышки, а также цилиндрическая обечайка и патрубок горелки образуют межстеночное пространство, при этом к нижним основаниям внутреннего и внешнего цилиндров жестко прикреплена кольцевая трубная решетка, диаметр центрального отверстия которой равен диаметру внутреннего цилиндра, а отверстия, расположенные по периферии кольцевой трубной решетки, выполнены по концентрическим окружностям, причем в межстеночном кольцевом зазоре распределены равномерно по окружности ∩-образные дымогарные трубы, одним концом жестко прикрепленные к краям отверстий, расположенных ближе к центру кольцевой трубной решетки, а другим концом жестко прикрепленные к краям отверстий, расположенных по периферии кольцевой трубной решетки, кроме того, к кольцевой трубной решетке снизу жестко прикреплено внешнее днище, а также под кольцевой трубной решеткой расположено внутреннее днище, причем верхние края внешнего и внутреннего днищ герметично связаны с кольцевой трубной решеткой между концами каждой дымогарной трубы, а внешнее и внутреннее днища образуют межстеночное пространство, сообщающееся с межстеночным кольцевым зазором, и контактно-рекуперативную часть, расположенную параллельно по отношению к радиационной части и состоящую из расположенных друг под другом внутри отдельного корпуса жестко прикрепленных к корпусу патрубка отвода продуктов сгорания, каплеуловителя, трубчатого теплообменника и опорно-распределительной решетки, а также разъемно прикрепленного к корпусу коллектора с форсунками, причем на трубчатом теплообменнике контактно-рекуперативной части сверху жестко закреплен патрубок для подвода холодной воды, а снизу - патрубок для отвода нагретой воды на горячее водоснабжение, при этом радиационная и контактно-рекуперативная части сообщены между собой посредством закрытого сборника жидкости, снабженного патрубком, соединенным с линией подачи жидкости, содержащей насос, связанной с вышеупомянутым коллектором, причем закрытый сборник жидкости имеет патрубок отвода излишка жидкости, кроме того, закрытый сборник жидкости разъемно прикреплен к нижней части корпуса контактно-рекуперативной части, при этом к корпусу контактно-рекуперативной части в районе верхней части трубчатого теплообменника одним концом жестко прикреплена, по меньшей мере, одна труба возврата конденсата, введенная другим концом в закрытый сборник жидкости, отличающийся тем, что диаметр кольцевой трубной решетки равен диаметру внешнего цилиндра, под кольцевой трубной решеткой расположена кольцевая водяная рубашка, верхнее основание внешней стенки которой жестко прикреплено к наружному краю кольцевой трубной решетки, а верхнее основание внутренней стенки кольцевой водяной рубашки жестко прикреплено к кольцевой трубной решетке между ее наружным краем и отверстиями, расположенными по периферии кольцевой трубной решетки, при этом высота кольцевой водяной рубашки меньше высоты внешнего днища, кроме того, к нижним основаниям внешней и внутренней стенок кольцевой водяной рубашки жестко прикреплен присоединительный фланец, диаметр центрального отверстия которого равен диаметру нижнего основания внутренней стенки кольцевой водяной рубашки, а во внешней стенке кольцевой водяной рубашки имеется отверстие, к краям которого жестко прикреплен патрубок подвода отопительной воды, в присоединительном фланце между внешней и внутренней стенками кольцевой водяной рубашки имеется, по меньшей мере, одно отверстие, причем суммарная площадь этих отверстий в присоединительном фланце равна площади отверстия во внешней стенке кольцевой водяной рубашки, при этом внутреннее днище жестко прикреплено к кольцевой трубной решетке, внешнее и внутреннее днища представляют собой усеченные конусы с основаниями меньшего диаметра, расположенными внизу, причем диаметр нижнего основания внутреннего днища сопоставим с высотой внутреннего днища и обеспечивает доступ к сварным швам крепления концов ∩-образных дымогарных труб к краям отверстий, расположенных ближе к центру кольцевой трубной решетки, и к сварным швам крепления внутреннего цилиндра к кольцевой трубной решетке, кроме того, к краям нижних оснований внешнего и внутреннего днищ жестко прикреплен фланец, к которому снизу разъемно прикреплена плоская крышка, кроме того, в нижней части внешнего днища имеется, по меньшей мере, одно отверстие, причем количество и диаметр отверстий в нижней части внешнего днища равны количеству и диаметру отверстий в присоединительном фланце, расположенных между внешней и внутренней стенками кольцевой водяной рубашки, а соответствующие отверстия в нижней части внешнего днища и в присоединительном фланце сообщаются между собой посредством перепускных трубок, жестко прикрепленных к их краям, при этом закрытый сборник жидкости разъемно прикреплен к присоединительному фланцу.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится теплоэнергетике, а именно к конструкции водогрейных котлов, предназначенных для выработки теплоносителя в систему отопления и горячего водоснабжения.

Изобретение относится к энергетике и может использоваться в проточных водогрейных котлах, где сжигание водорода происходит внутри котла. Согласно изобретению способ преобразования энергии горения водорода в тепловую энергию воды водяного котла заключается в том, что давление водорода и кислорода на входе устройства устанавливается одновременным регулированием согласно требуемым пропорциям и давлению, после чего газы поступают в две герметичные изменяющегося объема несвязанные между собой камеры, где смешиваются, поочередно сжимаются, воспламеняются, а полученная в результате горения тепловая энергия в виде пара непрерывно поступает в воду котла.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в котельных агрегатах. Водогрейный котел содержит корпус с днищем и крышкой, в центральной части которой выполнено отверстие для установки горелки.

Изобретение относится к теплоэлектроэнергетике и может быть использовано для получения электрической энергии в процессе теплопередачи в трубчатых аппаратах (теплогенераторах, теплообменниках, отопительных приборах).

Изобретение относится к подогревателям нефти и может быть использовано для нагрева нефти при их транспортировке и промысловой подготовке. Подогреватель нефти включает корпус, подогреватель теплоносителя, трубопроводы циркуляции теплоносителя, трубчатые змеевики протекания нефти в виде ряда горизонтально вытянутых параллельных участков труб с изогнутыми участками труб в местах поворота.

Теплогенератор-утилизатор предназначен для использования в деревообрабатывающей отрасли при сушке пиломатериалов, а также в теплоэнергетике для отопления жилых и производственных помещений.

Изобретение относится к области электротехники. Техническим результатом является повышение надежной защиты от перегрева, точности и единообразности срабатывания.

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к устройствам газификации твердого топлива, используемым для обеспечения потребителя теплом и горячим водоснабжением.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для отопления и горячего водоснабжения. Конденсационный водогрейный котел содержит радиационную, адиабатную и контактно-рекуперативную части.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано при изготовлении котлов малой мощности. Универсальный котел содержит топочное устройство, ограниченное стенами из огнеупорных материалов, радиационные и конвективные поверхности нагрева, состоящие из пакета коллекторов, соединенных трубами, с общими коллекторами входа и выхода, причем верхние коллекторы панелей конвективных поверхностей нагрева установлены под углом к горизонту, а плоскости панелей установлены под углом к вертикали в обе стороны с образованием полости расширения нижней части пакета панелей, при этом боковые панели пакета поверхностей нагрева являются опорами для установки теплоизоляции.

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно - к области средств генерирования тепловой энергии, и может быть использовано в промышленности, сельском хозяйстве, жилищно-коммунальном хозяйстве, на транспорте и других областях техники. Пиролизный котел содержит вертикально ориентированный корпус с входом для подачи топлива и выходом для отработанных газов, в нижней части корпуса расположена камера горения, сообщенная с входом для подачи топлива, и расположенные над ней две камеры дожига, при этом камеры образованы горизонтально ориентированными перегородками, в которых выполнены щели. В средней части корпуса размещен блок подачи вторичного воздуха в нижнюю камеру дожига, а также теплообменный блок, при этом все стенки корпуса выполнены двойными с внешней изоляцией. Объем верхней камеры дожига составляет от 8 до 20% от объема нижней камеры дожига. Объем нижней части камеры дожига составляет от 8 до 20% объема камеры горения. Для подачи вторичного воздуха в нижнюю камеру дожига использованы инжекторы, подключенные к блоку подачи вторичного воздуха. Технический результат, получаемый при реализации котла, состоит в повышении эффективности генерирования тепловой энергии. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к энергетическому машиностроению и может использоваться для автономного обеспечения потребителей различными видами энергии. Изобретение позволяет достигнуть высоких экологических показателей при получении горячей воды и снизить энергопотребление при ее нагреве, расширить диапазон автономного и мобильного обеспечения потребителей различными видами энергии. Указанный технический результат достигается тем, что система содержит источники кислорода и водорода, парогенератор, пароводяной эжектор с активным и пассивным контурами, источник воды и потребитель горячей воды, где парогенератор снабжен трубопроводами подвода кислорода, водорода, балластировочной воды, отвода пароводяной смеси и включает объединенный узел устройства зажигания и форсунок, причем трубопроводы подвода кислорода и водорода к парогенератору оснащены каждый краном и жиклером и подключены на входе к источникам кислорода или водорода, притом к активному контуру эжектора на входе подключен трубопровод отвода пароводяной смеси от парогенератора, пассивный контур эжектора на входе соединен трубопроводом с источником воды, а выход эжектора подключен к потребителю горячей воды. Дополнительно система содержит регуляторы давления и гидротурбину, соединенную валом с потребителем мощности, выход эжектора подключен к потребителю горячей воды через гидротурбину, краны сделаны запорными, регуляторы давления установлены в трубопроводах подвода кислорода и водорода между кранами и жиклерами. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к оборудованию для нагрева воды путем сжигания твердых видов топлива и может быть использовано в теплоэнергетике. Водогрейный твердотопливный котел содержит корпус, загрузочный бункер для топлива, соединенный с барабаном и имеющий на радиальной поверхности каналы для размещения порций топлива, ориентированные вдоль оси барабана, топочную камеру, колосниковую решетку для вывода золы из топочной камеры, механизм подачи воздуха топочную камеру. Расположение каналов по окружности на радиальной поверхности барабана выполнено в два ряда, один напротив другого, между ними имеется плоский участок цилиндрической поверхности, каждый ряд начинается с краю барабана, при этом каждый канал одного ряда направлен под острым углом к заданному направлению вращения барабана и ограничен по высоте поверхностью корпуса, огибающего барабан, при этом один конец колосниковой решетки направлен ближе к плоскому участку цилиндрической поверхности барабана навстречу заданному направлению вращения барабана, а другой конец крепится к корпусу. Техническим результатом является снятие теплонапряженности барабана за счет перемещения сжигания топлива в топочную камеру и снижение количества горючих материалов, спадающих вместе с золой. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области отопления, а именно к конструкции отопительных устройств для обогрева бытовых, технических и промышленных помещений. Котел содержит цилиндрический корпус котла, кожух котла, установленный с зазором на корпус котла, цилиндрический теплообменник, установленный в верхней части корпуса котла с зазором, камеру сгорания, установленную в нижней части корпуса котла и в которой выполнено отверстие для подачи топлива, дверной проем, средство подачи воздуха. В камеру сгорания топлива установлена наклонная испарительная площадка таким образом, что верхний край наклонной испарительной площадки установлен со стороны дверного проема. Отверстие для подачи топлива выполнено со стороны дверцы котла, в которое установлена трубка подачи топлива. Трубка подачи топлива установлена непосредственно на верхний край наклонной испарительной площадки, а средство подачи воздуха выполнено в виде вентилятора, закрепленного на корпусе котла. Использование заявленного изобретения позволяет обеспечить увеличение КПД котла и повысить пожарную безопасность. 6 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области энергетики, в частности, к котлам наружного размещения, и может быть использовано в автономных системах отопления с принудительной и естественной циркуляцией теплоносителя. Технический результат сводится к возможности появления циркуляционного давления естественной циркуляции теплоносителя за счет использования всей высоты теплообменника. Котел наружного размещения состоит из корпуса, внутри которого установлен теплообменник с двумя прямыми и обратной линиями, при этом в прямой линии теплообменника установлен автоматический клапан с постоянно открытым соплом, а внутри теплогидроизолированного корпуса установлены деаэрационно-расширительный бак, содержащий регулируемый предохранительный клапан, шаровый кран, манометр и циркуляционный насос, соединенный с деаэрационно-расширительным баком, при этом циркуляционный насос соединен через трехходовой кран подающей линией с прямой линией теплообменника после автоматического клапана, одновременно трехходовой кран - с теплообменником, при этом первая прямая линия соединяет верхнюю часть теплообменника с деаэрационно-расширительным баком 10, а вторая прямая линия - с системой отопления, причем автоматический клапан с постоянно открытым соплом установлен во второй прямой линии до циркуляционного насоса. 1 ил.

Изобретение относится к тепловой технике и может быть использовано для обогрева жилых и производственных помещений, индивидуальных теплиц и других объектов. Техническим результатом является повышение эффективности работы устройства. Технический результат достигается отопительным котлом, характеризующимся тем, что его топочное пространство, обрамленное п-образным корпусом, включает газогорелочное устройство, регулятор поступления вторичного воздуха, теплообменные элементы, выполненные в виде полых пластин, герметично соединенных с внутренними сторонами боковых стенок корпуса котла и прилегающих поочередно к передней или задней стенке, сообщающихся при этом через полое пространство с теплообменным элементом, выполненным полым п-образным и герметично закрепленным с внешней стороны стенки корпуса, а также установленный в верхней части тягостабилизатор, включающий люки в его нижней и верхней стенках для прохода продуктов сгорания топлива, затвор, установленный над люком нижней стенки, предотвращающий аварийное погасание горелок, шторку откидную, стабилизирующую тягу в дымоходе и термодатчик, отключающий подачу горючего газа при задувании пламени в котле. 13 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 ил.

Изобретение относится к водонагревателям. Проточный газовый водонагреватель, содержащий автоматику безопасности, теплообменник с основной газовой горелкой и отводящую трубу горячей воды, при этом в него дополнительно введены приемник воды, эжектор и стравливающий воздух клапан, при этом эжектор размещен в нижней части отводящей трубы горячей воды в приемнике воды и выполнен с потоком воды через его отверстия, соответствующим минимальному потоку, при котором автоматика безопасности отключает основную газовую горелку, приемник воды выполнен в виде охватывающего отводящую трубу горячей воды закрытого бака, в верхней части которого размещен стравливающий воздух клапан. Заявленное изобретение направлено на повышение надежности и увеличения срока службы проточного газового водонагревателя. 1 ил.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в водогрейных котлах для отопления и горячего водоснабжения. Технический результат - при существующих габаритных размерах повысить тепловую производительность котла за счет повышения эффективности теплообмена. Технический результат достигается за счет того, что водогрейный жаротрубный котел содержит цилиндрический корпус с установленными на нем патрубками для подвода и отвода воды, закрытый спереди днищем с отверстием и горловиной для установки горелки, сзади - днищем с отверстием для выхода дымовых газов, внутри которого соосно с ним расположена жаровая труба, закрытая передним и задним днищами, снабженная водотрубной конвективной частью. Водяной тракт котла представляет из себя кольцевое пространство, заключенное между жаровой трубой и цилиндрическим корпусом, разделенное одно- или многозаходной винтовой перегородкой с постоянным либо переменным шагом на отдельные каналы, размеры которых обеспечивают расчетную скорость теплоносителя. Для создания циркуляции теплоносителя в трубах конвективной части в каналах установлены перегородки. 1 ил.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано для отопления зданий коммунального бытового и производственного назначения, имеющих систему отопления с теплоносителем. Котел водогрейный содержит топку, заднюю и переднюю стенки, газоход и водотрубный теплообменник. Теплообменник образован горизонтальными оребренными трубами. Трубы теплообменника расположены параллельно друг другу непосредственно в топке по окружности и снабжены отводами, коллекторами обратки и подачи, а также патрубками обратки и подачи. В задней части котла трубы теплообменника жестко закреплены на задней стенке, а в передней части закреплены на крепежной пластине. Крепежная пластина выполнена с возможностью свободного перемещения по шпилькам относительно передней стенки котла. Трубы теплообменника расположены в два слоя и попарно соединены отводами, разворачивающими поток из труб внутреннего слоя в трубы наружного слоя. Трубы наружного слоя соединены с коллектором обратки, а внутреннего - с коллектором подачи. Изобретение позволяет увеличить эффективность работы котла водогрейного. 9 ил.

Изобретение относится к области производства водогрейных котлов, в частности к модульным котлам наружного размещения, которые выполнены с возможностью присоединения к автономной системе отопления. Технический результат сводится к повышению безопасности эксплуатации котлов наружного размещения и выполнению их модульными. Котел наружного размещения состоит из гидротеплоизолированного корпуса, внутри которого расположен жаротрубный теплообменник, содержащий газогорелочное устройство, дымовую трубу, прямую и обратную линию, при этом внутри корпуса установлен деаэрационно-расширительный бак, соединенный с жаротрубным теплообменником с помощью патрубка, циркуляционный насос соединен с деаэрационно-расширительным баком, за циркуляционным насосом установлен автоматический трехходовой кран, соединенный с прямой линией и с жаротрубным теплообменником, причем деаэрационно-расширительный бак в верхней части снабжен автоматическим обратным клапаном с возможностью срабатывания давления большим, чем гидростатическое давление в отопительной системе, а в нижней части - краном для удаления шлама. 1 ил.
Наверх