Водогрейный котел

Изобретение предназначено для нагрева воды и может быть использовано в теплоэнергетике. Водогрейный котел содержит корпус с трубчатыми теплообменными элементами, расположенными внутри корпуса параллельно его продольной оси и пропущенными через трубные доски и поперечные перегородки с сегментными вырезами. На одном конце корпуса установлена камера сгорания, содержащая инжекционную горелку, снабженную выходным насадком, представляющим собой глухой патрубок, соединенный с двумя кольцевыми коллекторами, в которых выполнены отверстия для выхода газовоздушной смеси, запальное устройство, расположенное перпендикулярно оси камеры сгорания. На другом конце корпуса установлена дымовая труба. Во входной части камеры сгорания может быть расположен узел регулирования вторичного воздуха. Изобретение должно улучшить технические характеристики водогрейного котла. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение предназначено для нагрева воды и может быть использовано в теплоэнергетике.

Одной из проблем, стоящих в настоящее время в данной области техники, является проблема эффективности котлов, повышение их КПД и надежности работы.

Известен водогрейный котел, содержащий теплообменник с водяной емкостью, топочную камеру, соединенную с газоходом для отвода продуктов сгорания, устройства розжига и контроля пламени и установленную в топочной камере при помощи узла крепления газовую радиационную горелку с распределительной камерой, снабженную газопроницаемой вставкой, закрепленной между стенками распределительной камеры, отличающийся тем, что топочная камера образована внутренней стенкой теплообменника и газопроницаемой вставкой горелки, а узел крепления горелки в топочной камере выполнен теплопроводным с возможностью соединения по периметру внешней стенки теплообменника со стенками распределительной камеры горелки в зоне крепления в ней газопроницаемой вставки (патент РФ №2379593, МПК: F24H 1/00, 26.12.2008 - прототип).

Указанный водогрейный котел работает следующим образом.

При розжиге котла происходит подача газообразного топлива и воздуха в газовую радиационную горелку, где образуется газовоздушная смесь, близкая к стехиометрическому составу. Образовавшаяся газовоздушная смесь заполняет распределительную камеру горелки и через керамическую газопроницаемую вставку поступает в топочную камеру, где осуществляется ее воспламенение устройствами розжига и контроля пламени и горение с выделением тепла. Выделившееся тепло поглощается через внутреннюю стенку теплообменника водой, протекающей в его водяной емкости. Охлажденные продукты сгорания отводятся из топочной камеры через газоход. Нагретая вода поступает потребителю. По мере выхода на заданный режим работы водогрейного котла возрастают температуры его узлов и элементов, особенно стенок распределительной камеры горелки в зоне крепления в ней газопроницаемой вставки. Узел крепления горелки в топочной камере передает теплоту со стенок распределительной камеры горелки на внешнюю стенку теплообменника. При этом температура стенок распределительной камеры снижается до безопасного по вероятности проскока пламени уровня. Охлаждение стенок распределительной камеры в зоне крепления в ней газопроницаемой вставки приводит к снижению термических напряжений и деформаций, что повышает надежность работы горелки по проскоку пламени по стенке распределительной камеры и крепления в ней газопроницаемой вставки.

Основными недостатками данного водогрейного котла являются низкая эффективность, связанная с недостаточностью развитости поверхности нагрева, а также значительные габариты и вес.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, улучшение технических характеристик и расширение функциональных возможностей водогрейного котла.

Решение указанной задачи достигается тем, что предложенный водогрейный котел, согласно изобретению, содержит корпус с трубчатыми теплообменными элементами, расположенными внутри корпуса параллельно его продольной оси и пропущенными через трубные доски и поперечные перегородки с сегментными вырезами, отличается тем, что на одном конце корпуса установлена камера сгорания, содержащая инжекционную горелку снабженную выходным насадком, представляющим собой глухой патрубок, соединенный с двумя кольцевыми коллекторами, в которых выполнены отверстия для выхода газовоздушной смеси, запальное устройство, расположенное перпендикулярно оси камеры сгорания, а на другом конце упомянутого корпуса установлена дымовая труба.

В варианте исполнения во входной части камеры сгорания расположен узел регулирования «вторичного» воздуха.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид водогрейного котла в продольном разрезе, на фиг. 2 - разрез А-А - поперечный разрез камеры сгорания, на фиг. 3 - поперечный разрез кольцевых коллекторов насадка инжекционной горелки, на фиг. 4 - продольный разрез водогрейного котла в варианте исполнения.

Предложенный водогрейный котел содержит корпус 1 с трубчатыми теплообменными элементами 2, расположенными внутри корпуса 1 параллельно его продольной оси и пропущенными через трубные доски 3 и поперечные перегородки с сегментными вырезами 4. На одном конце корпуса 1 установлена камера сгорания 5, содержащая инжекционную горелку 6 и запальное устройство 7, расположенное перпендикулярно оси камеры сгорания 5. Инжекционная горелка 6 снабжена выходным насадком 8, представляющим собой глухой патрубок 9, соединенный с кольцевым коллектором 10 и кольцевым коллектором 11, в которых выполнены отверстия 12 для выхода газовоздушной смеси. На входе в инжекционную горелку 6 установлен патрубок 13, снабженный шайбой 14, имеющей возможность осевого перемещения, и сменными соплами 15. На другом конце упомянутого корпуса 1 установлена дымовая труба 16.

В варианте исполнения во входной части камеры сгорания 5 расположен узел регулирования «вторичного» воздуха 17.

Предложенный водогрейный котел работает следующим образом.

Во внутреннюю полость корпуса 1 подаются вода. Вода равномерно распределяется в полости и движется в межтрубном пространстве в направлении камеры сгорания 5. Поперечные перегородки с сегментными вырезами 4, соединяющие трубчатые теплообменные элементы 2, создают поперечные потоки в межтрубном пространстве, что позволяет интенсифицировать процесс теплопередачи за счет ликвидации застойных зон.

На запальное устройство 7 подается газ. Из системы управления подается команда на розжиг запального устройства 7.

После розжига запального устройства 7 в инжекционную горелку 6 через патрубок 13 и сменное сопло 15 поступает газ. Через шайбу 14, расположенную на патрубке 13, «первичный» воздух поступает в инжекционную горелку 6, а «вторичный» - через входную часть камеры сгорания 5. Количество «первичного» воздуха, поступающего в инжекционную горелку 6, регулируется перемещением шайбы 14. Образовавшаяся в инжекционной горелке 6 газовоздушная смесь через глухой патрубок 9 насадка 8, кольцевой коллектор 10, кольцевой коллектор 11 и отверстия 12 поступает в камеру сгорания 5, где она смешивается с «вторичным» воздухом. Полученная горючая смесь воспламеняется от факела запального устройства 7 и сгорает.

Выделившееся тепло от продуктов сгорания передается через стенки трубчатых теплообменных элементов 2 воде, движущейся в межтрубном пространстве в противоположном направлении. Охлажденные продукты сгорания через дымовую трубу 16 поступают в атмосферу. Нагретая вода поступает потребителю.

В варианте исполнения количество «вторичного» воздуха, поступающего в камеру сгорания 5, регулируется с помощью узла регулирования «вторичного» воздуха 17, расположенного в ее входной части.

Использование предлагаемого изобретения позволит улучшить технические характеристики и расширить функциональные возможности водогрейного котла.

1. Водогрейный котел, характеризующийся тем, что он содержит как минимум корпус с трубчатыми теплообменными элементами, расположенными внутри корпуса параллельно его продольной оси и пропущенными через трубные доски и поперечные перегородки с сегментными вырезами, отличающийся тем, что на одном конце корпуса установлена камера сгорания, содержащая инжекционную горелку, снабженную выходным насадком, представляющим собой глухой патрубок, соединенный с двумя кольцевыми коллекторами, в которых выполнены отверстия для выхода газовоздушной смеси, запальное устройство, расположенное перпендикулярно оси камеры сгорания, а на другом конце упомянутого корпуса установлена дымовая труба.

2. Водогрейный котел по п. 1, отличающийся тем, что во входной части камеры сгорания расположен узел регулирования «вторичного» воздуха.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к теплоэлектроэнергетике и может использоваться для обеспечения тепловой и электрической энергией индивидуальных домов и квартир путем одновременного получения тепловой и электрической энергии в одном аппарате.

Изобретение относится к теплотехническому оборудованию и может быть использовано для отопления помещений, а также получения горячей воды для бытовых нужд. Отопительный котел содержит установленную вертикально и выполненную в виде цилиндра или призмы имеющую двойную наружную стенку с образованием в ней полости для воды камеру сгорания с отверстиями для выхода дыма, загрузки топлива, удаления золы и отверстием для подачи воздуха, в которое вставлена свободно вверх-вниз перемещающаяся телескопическая труба, заканчивающаяся распределителем воздуха, опирающимся на топливо.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в отоплении жилых и производственных помещений. Согласно изобретению межперегородочные призматические каналы камеры приема инфракрасного солнечного излучения имеют по одному оконному перекрытию, причем оконные перекрытия установлены в потолочных и подовых окнах поочередно в шахматном порядке, при этом поверхности облучения перегородок и перекрытий обращены во внутрь каналов с перекрытиями в подовых окнах, а поверхности теплоотдачи перегородок и перекрытий обращены во внутрь каналов с перекрытиями в потолочных окнах, фронтовая стена резервуара и задняя стена бассейна гелионагревателя оснащены верхними и нижними окнами циркуляции теплоносителя, причем верхние окна примыкают к потолочному окну бассейна и соединены между собой верхними каналами, а нижние окна примыкают к подовым перекрытиям резервуара и бассейна и соединены между собой нижними каналами, перфорированная перегородка установлена параллельно подовому перекрытию бассейна с примыканием к его боковым стенам и задней стене между нижними и верхними окнами циркуляции теплоносителя, электронагреватель установлен между подовым перекрытием резервуара и коробом подвода греющего агента.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для тепло- и электроснабжения жилых домов. Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности теплоэлектроснабжения небольших объектов и снижения уровня вредных выбросов в окружающую среду.

Компоновка теплообменника, в частности, для отопительного устройства транспортного средства, содержащая: внутренний корпус (12) теплообменника в виде горшка с первой стенкой (16) дна и с присоединенной к первой стенке (16) дна, охватывающей продольную ось (L) первой стенкой (18) по периферии; внешний корпус (14) теплообменника в виде горшка со второй стенкой (20) дна и с присоединенной ко второй стенке (20) дна, охватывающей продольную ось (L) второй стенкой (22) по периферии; проточное пространство (24) текучей среды, образованное между внутренним корпусом (12) теплообменника и внешним корпусом (14) теплообменника; первую направляющую поток структуру (40), продолжающуюся, по существу, в направлении продольной оси (L) вдоль первой стенки (18) по периферии и второй стенки (22) по периферии, и вторую направляющую поток структуру (42), продолжающуюся, по существу, в направлении продольной оси (L) вдоль первой стенки (18) по периферии и второй стенки (22) по периферии с зазором по окружности к первой направляющей поток структуре (40), причем первая направляющая поток структура (40) и вторая направляющая поток структура (42) делят образованную между первой стенкой (18) по периферии и второй стенкой (22) по периферии часть (28) текучего проточного пространства (24) на первую часть (44) проточного пространства и на вторую часть (46) проточного пространства; по меньшей мере, одно входное отверстие (49) для текучей среды, открытое к первой части (44) проточного пространства, и, по меньшей мере, одно выходное отверстие (51) для текучей среды, открытое ко второй части (46) проточного пространства; структуру (94) прессовой посадки для фиксирования внутреннего корпуса (12) теплообменника относительно внешнего корпуса (14) теплообменника, причем структура (94) прессовой посадки включает первую направляющую поток структуру (40) и вторую направляющую поток структуру (42) и/или структура (94) прессовой посадки предусмотрена в находящейся на расстоянии от первой стенки (16) дна и второй стенки (20) дна конечной области (32) стенок (18, 22) по периферии.

Изобретение относится к области отопления, в частности к водонагревателям, и может быть использовано для отопления жилых помещений и снабжения горячей водой. Твердотопливный отопительный аппарат верхнего горения содержит корпус с продольно гофрированной конвективной стенкой, образующей полость с патрубками подвода и отвода теплоносителя, съемной крышкой, камерой сгорания с дымоходом, вертикальной топкой и зольником.

Изобретение относится к теплообменным устройствам для подогрева жидких или газообразных сред и может быть использовано в нефтегазовой и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в системах теплоснабжения производственных и жилых зданий. Котел содержит корпус с топкой и соосной с ней конвективной камерой.

Изобретение относится к теплоэлектроэнергетике и может быть использовано для получения электрической энергии в процессе транспортирования в трубах различных теплоносителей (газов, жидкостей) путем непосредственной трансформации части их тепловой энергии в электрическую.

Изобретение относится к области производства водогрейных котлов, в частности к котлам наружного размещения, и может быть использовано в автономных системах отопления с принудительной и естественной циркуляцией теплоносителя.

Водогрейный котел с встроенным тепловым насосом относится к области производства водогрейных котлов, использующих скрытую теплоту в дымовых газах, и содержит основной теплообменник, совмещенный с топкой, дополнительный теплообменник с частями испарителей не менее одного теплового насоса, конденсаторы которых имеют возможность передавать тепло для отопления помещений, при этом основной и дополнительный теплообменники соединены в одном корпусе. Тем самым обеспечивается компактность системы котел - тепловой насос, удобство и простота монтажа, обеспечивается согласование между собой режимов работы котла и теплового насоса с обеспечением высокоэффективной совместной работы котла и теплового насоса. При изменении теплопроизводительности котла КПД устройства может намного превысить КПД конденсационного котла. 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к устройствам для сжигания твердого топлива, преимущественно с зоной нижнего горения, и может быть использовано в теплоэнергетике, химической и других областях промышленности. Технической задачей является обеспечение регулирования мощности работы котла в широком диапазоне от 5% до 100% мощности при сохранении оптимальных условий горения топлива и высокого КПД. Поставленная задача решается топливным котлом, содержащим собственно топку, присоединенную к ней камеру для теплообменника с дымовой трубой и расположенный вне зоны горения в нижней части топки колосник с выполненными в нем щелями для удаления золы в расположенный под колосником зольный ящик, отличающимся тем, что колосник состоит из наклоненной в сторону выхода газов из топки неподвижной металлической плиты, в средней и нижней частях которой расположены два или более рядов вваренных в нее отрезков труб длиной 3-4 см со сквозными отверстиями, накрытых сверху вдоль оси колосника защитными уголками для предотвращения попадания в отверстия топлива и золы, а с обратной стороны плиты выполнено устройство для механического перекрытия прохода воздуха через отрезки труб. 2 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к способу включения экранов кольцевой топки в пароводяной тракт котла с кольцевой топкой. Способ включения экранов кольцевой топки 1 в пароводяной тракт котла с кольцевой топкой 1 с принудительной циркуляцией включает подачу всей питательной воды первым ходом через экономайзер 5, расположенный в газоходе 4 котла, через нижние входные коллекторы 8 внутренних экранов 2 и через трубы всех внутренних экранов 2. Весь образовавшийся пар собирают в верхних сборных коллекторах 9 внутренних экранов 2, направляют весь собранный пар в верхних сборных коллекторах внутренних экранов 9 в нижние входные коллекторы 11 первой половины наружных экранов 3, далее его пропускают вторым ходом через трубы этой первой половины наружных экранов 3, далее весь пар собирают в верхние сборные коллекторы 12 этой первой половины наружных экранов 3, затем его подают в нижние входные коллекторы второй половины наружных экранов 3 и далее пропускают его третьим ходом через трубы второй половины наружных экранов 3, после чего весь пар собирают в верхние сборные коллекторы 15 второй половины наружных экранов 3 и далее направляют в последующие поверхности нагрева котла. Изобретение направлено на повышение тепловой и гидравлической надежности работы пароводяного тракта котла с кольцевой топкой с принудительной циркуляцией при умеренном его гидравлическом сопротивлении. 2 ил.

Изобретение относится к способу контактного теплообмена и котлу водогрейному для осуществления способа. Способ контактного теплообмена, включающий теплообмен между газообразными продуктами сгорания топлива и поверхностью жидкости, при котором теплообмен организуют путем контакта теплового поля факела с водой в капельном состоянии посредством первичного аккумулирования всей энергии факела в испарении капель части воды в объеме ~4,7% от суммарной массы нагреваемой воды и последующего интенсивного энергообмена образовавшейся парогазовой смеси адгезионно-конденсационным теплообменом с каплями основной массы воды в объеме ~94,3%. Котел водогрейный для осуществления способа включает горелочное устройство, устройство подачи питательной воды, камеру сгорания, которая содержит камеру смешения, завихритель, камеру орошения, сепаратор-водоотделитель. Изобретение направлено на интенсификацию теплообмена с повышением КПД котла. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

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. Техническим результатом является упрощение конструкции. Пиролизный котел с верхним слоевым сжиганием топлива содержит корпус, дверцу для загрузки топлива, загрузочный бункер, герметичный сверху и ограниченный снизу колосниковой решеткой, теплообменник, располагаемый за загрузочным бункером. При этом в полости загрузочного бункера производится сжигание топлива. Воздух для сжигания топлива подается по воздуховодам, установленным на разных уровнях загрузочного бункера, и вводится в загрузочный бункер по соплам, установленным в каждом воздуховоде. При этом перед соплами в каждом воздуховоде установлены заслонки. Воздуховоды загрузочного бункера сведены в коллектор, располагаемый на задней стороне котла. При этом, воздуховод, установленный на верхнем уровне загрузочного бункера, имеет разветвление: одно из разветвлений соединено с коллектором, а другое - с дымо-отводящим каналом, в каждом разветвлении воздуховода загрузочного бункера установлена заслонка. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к котлам наружного размещения с дутьевой горелкой. Котел наружного размещения состоит из теплогидроизолированного корпуса 1, внутри которого установлен трехходовой теплообменник 2 с наружной поверхностью 7 третьего хода, выполненной без тепловой изоляции, дутьевая горелка 3, расположенная соосно с трехходовым теплообменником 2, дымоотводящий патрубок 4, на котором смонтирована дымовая труба 5. Теплогидроизолированный корпус 1 содержит также воздухозаборную решетку 6. На неизолированную наружную поверхность 7 теплообменника по винтовой спирали навита по меньшей мере одна газовая подводка 8, выполненная из гибкой гофрированной тонкостенной трубы. Изобретение направлено на дополнительный подогрев газа, поступающего на сгорание, снижение расхода газа. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к установкам промысловой подготовки нефти для нагрева нефтяной продукции скважин и воды с использованием тепла, полученного при сгорании природного, попутного нефтяного газа или их смеси. Способ использования органического цикла Ренкина (ORC-модуля) для обеспечения тепловой энергией объектов установки промысловой подготовки нефти заключается в том, что для нагрева сырой нефти, товарной нефти, воды для установки обессоливания и обезвоживания, а также воды для бытовых нужд в термомасляном котле, путем сжигания природного или попутного нефтяного газа, нагревают промежуточный теплоноситель, направляют его в установку на основе органического цикла Ренкина для нагрева рабочей жидкости до парообразного состояния, нагревают им охлажденную воду, поступившую в установку на основе органического цикла Ренкина с объектов установки промысловой подготовки нефти, направляя обратно уже нагретую воду по циклическому контуру, и, кроме того, направляют пар горячей рабочей жидкости на колесо турбины установки на основе органического цикла Ренкина, приводящей в действие электрогенератор для выработки электроэнергии. Изобретение направлено на повышение степени надежности обеспечения тепловой энергией объектов установки промысловой подготовки нефти. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к водогрейным котлам для нужд отопления и горячего водоснабжения объектов коммунального, бытового и производственного назначения. Водогрейный котел характеризуется наличием теплообменника, который образован отдельными проточными в одном направлении трубками. Каждая трубка имеет продолговатое поперечное сечение, продолговатые стороны которого задают расположенные напротив друг друга продолговатые теплообменные поверхности, одна из которых обращена к горелке, а другая – к боковой стенке корпуса котла. При этом трубки расположены так, что обращенная к горелке продолговатая теплообменная поверхность каждой трубки по меньшей мере частично перекрыта соседней трубкой. Обращенная к горелке теплообменная поверхность каждой трубки и перекрывающая ее соседняя трубка своей обращенной к боковой стенке корпуса теплообменной поверхностью образуют непрерывный проходной канал для прохода дымовых газов из камеры сгорания в окружной канал для дымовых газов, образованный между теплообменником и боковой стенкой корпуса котла. Изобретение направлено на повышение тепловой мощности и простоту технического обслуживания. 3 ил.

Изобретение относится к области теплоснабжения. Водогрейный котел, включающий топку, заднюю и переднюю торцевые стенки, газоход и водотрубный теплообменник, образованный горизонтальными оребренными трубами, расположенными параллельно друг другу непосредственно в топке, а также патрубки подачи и обратки, причем в задней части котла трубы теплообменника жестко закреплены к задней стенке, а в передней части закреплены на крепежной пластине, выполненной с возможностью свободного перемещения по шпилькам относительно передней стенки котла, трубы теплообменника снабжены спиральными турбулизаторами, а газоход расположен в верхней части. Теплообменник котла состоит из задней поворотно-распределительной камеры и передней поворотной камеры, причем трубы теплообменника расположены по ходу движения уходящих газов в нижней и средней частях котла в один или два ряда, а в верхней части до пяти рядов в зависимости от мощности котла и требуемой максимальной температуры нагрева теплоносителя, при этом трубы сообщаются между собой через переднюю поворотную и заднюю поворотно-распределительную камеры. Изобретение направлено на повышение КПД водогрейного котла с одновременным повышением ремонтопригодности. 6 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к водогрейным котлам, в частности к котлам наружного размещения. Котел наружного размещения состоит из теплогидроизолированного корпуса 1, внутри которого установлен жаротрубный теплообменник 2 с топкой 3. Жаротрубный теплообменник 2 содержит дутьевую горелку 4, основание дымовой трубы 5, прямую и обратную линии 6 и 7 соответственно, а внутренняя поверхность топки 3 покрыта огнеупорным керамическим волокном 8. Котел снабжен отражательной пластиной 9 размером не более 1/2 сечения топки, изолированной огнеупорным керамическим волокном и установленной в верхней 1/3 части топки 3. Изобретение направлено на увеличение длины пути газового факела до соприкосновения с жаротрубным теплообменником с полным дожиганием газа. 1 ил.

Изобретение предназначено для нагрева воды и может быть использовано в теплоэнергетике. Водогрейный котел содержит корпус с трубчатыми теплообменными элементами, расположенными внутри корпуса параллельно его продольной оси и пропущенными через трубные доски и поперечные перегородки с сегментными вырезами. На одном конце корпуса установлена камера сгорания, содержащая инжекционную горелку, снабженную выходным насадком, представляющим собой глухой патрубок, соединенный с двумя кольцевыми коллекторами, в которых выполнены отверстия для выхода газовоздушной смеси, запальное устройство, расположенное перпендикулярно оси камеры сгорания. На другом конце корпуса установлена дымовая труба. Во входной части камеры сгорания может быть расположен узел регулирования вторичного воздуха. Изобретение должно улучшить технические характеристики водогрейного котла. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Наверх