Выносной блочный экономайзер котла

Авторы патента:

F28D7/16 - с каналами, параллельно расположенными в пространстве (F28D 7/02-F28D 7/10 имеют преимущество)

F22B1/18 - теплоносителем является горячий газ, например выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания (общие вопросы утилизации отходящего тепла двигателей внутреннего сгорания F02)

Владельцы патента RU 2772675:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") (RU)

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в котлах малой мощности, сжигающих твердое, жидкое и газообразное топлива с возможностью подогрева воды, а также воды и воздуха. В выносном блочном экономайзере, включающем входную и выходную газовые камеры с патрубками для подвода дымовых газов от котла и отвода дымовых газов к дымовой трубе и расположенный между ними теплообменник, выполненный из нескольких блоков, на противоположных сторонах которых расположены трубные доски с закрепленными в них перпендикулярно направлению движения газов трубами, теплообменник содержит один или несколько теплообменных блоков, трубы в которых выполнены гладкими, и снабжен входной и выходной камерами со съемными крышками и патрубками для подвода и отвода воды, соединенными между собой перекидными трубами. Технический результат – повышение КПД и надежности работы котла. 2 ил.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и промышленной энергетики, в частности, к котлам малой мощности (0,1-10 МВт), сжигающих твердое, жидкое и газообразное топлива, и позволяет повысить КПД и. надежность работы котла.

Известен многоходовой жаротрубный водогрейный котел, включающий в себя корпус котла с водяным объемом, жаровую топочную трубу первого хода, дымогарные трубы второго хода и третьего хода продуктов сгорания, охватывающие жаровую топочную трубу, первый перепускной короб, связанный с жаровой топочной трубой, второй перепускной короб, связанный с дымогарными трубами второго хода, выпускную камеру продуктов сгорания, связанную с дымогарными трубами третьего хода, выносной экономайзер, соединенный перепускным газоходом с выпускной камерой продуктов сгорания котла и включающий в себя корпус, в котором размещен теплообменник с теплоносителем, соединенный с размещенными в корпусе экономайзера входным коллектором для ввода теплоносителя и выходным коллектором для подачи теплоносителя в водяной объем котла, при этом теплообменник разделен горизонтальной перегородкой для обеспечения движения продуктов сгорания в корпусе экономайзера в два хода, кроме того корпус экономайзера снабжен патрубком для отвода продуктов сгорания (патент RU 177320 U1, публ. 15.02.2018).

К недостаткам данного водогрейного котла можно отнести технологическую сложность изготовления змеевиковых трубок теплообменной поверхности, сложность очистки внутренней поверхности змеевиковых трубок от отложений, наличие разделительной перегородки и отсутствие возможности подогрева воздуха.

Известен жаротрубный-дымогарный котел с тремя ходами по направлению движения газов, включающий корпус с крышками и штуцерами для отвода воды и дымовых газов, размещенный в корпусе первый ход газов в виде жаровой трубы с газовой камерой, соединенной с дымогарными трубами второго хода, вторую газовую камеру, размещенную на противоположных концах труб и соединенную с третьим ходом, при этом штуцер для отвода газов корпуса котла расположен в зоне второй газовой камеры, третий ход газов выполнен в виде вынесенного за пределы корпуса прямоугольного газохода (экономайзера) со штуцером для подвода газов, соединенным со штуцером для отвода газов корпуса котла, две противоположные стенки прямоугольного газохода выполнены в виде трубных решеток с закрепленными в них перпендикулярно направлению движения газов трубами с прямоугольными, кольцевыми или спиральными ребрами и снабжены крышками со штуцерами для подвода и отвода воды (патент RU 2187040 С1, публ. 10.08.2002).

К недостаткам известного решения можно отнести использование в выносном газоходе (экономайзере) оребренных труб, что делает неэффективным их использование при сжигании твердых топлив и тяжелых жидких топлив (мазут, сырая нефть) из-за высокой вероятности заноса (загрязнения) оребренной поверхности теплообмена, а также сложностью очистки теплообменной поверхности от отложений, низкой ремонтопригодностью и отсутствию возможности подогрева воздуха.

Техническая задача, на решение которой направлено заявляемое устройство, состоит в создании выносного блочного экономайзера, утилизирующего теплоту уходящих дымовых газов котлов малой мощности (0,1-10 МВт), предназначенных для сжигания твердого, жидкого и газообразного топлива.

Технический эффект, достигаемый при реализации заявляемого устройства, состоит в повышении КПД котла за счет применения выносного блочного экономайзера, предназначенного для котлов, сжигающих твердое, жидкое (в том числе мазут и сырую нефть) и газообразное топливо, снижения стоимости изготовления, обслуживания и ремонта.

Поставленная техническая задача решается тем, что в известном выносном блочный экономайзере котла, включающем в себя входную и выходную газовые камеры с патрубками для подвода дымовых газов от котла и отвода дымовых газов к дымовой трубе и расположенный между ними теплообменник, на противоположных сторонах которого расположены трубные доски с закрепленными в них перпендикулярно направлению движения газов трубами, согласно полезной модели, теплообменник содержит один или несколько теплообменных блоков, трубы в которых выполнены гладкими, и снабжен входной и выходной камерами со съемными крышками и патрубками для подвода и отвода воды, соединенными между собой перекидными трубами.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид экономайзера. Представлены вариант исполнения выносного блочного экономайзера с тремя теплообменными блоками для подогрева воды (фиг.1а) и вариант исполнения выносного блочного экономайзера с четырьмя теплообменными блоками для подогрева воды и воздуха (фиг.1б). На фиг.2 показано в разных ракурсах выполнение теплообменного блока.

Выносной блочный экономайзер для подогрева воды (фиг.1а) содержит входную 1 и выходную 2 газовые камеры, между которыми расположены один или несколько теплообменных блоков 3. По греющей среде газовые камеры 1, 2 и теплообменные блоки 3 соединены между собой разъемными фланцевыми соединениями 4 с уплотнением. По обогреваемой среде теплообменные блоки 3 могут быть соединены перекидными трубами 5. Теплообменный блок (фиг.2) содержит трубы 6, закрепленные в трубных досках 7. патрубки для подвода и отвода обогреваемой среды 8, входную и выходную камеры обогреваемой среды 9, фланцы 10, боковые стенки 11, съемные крышки 12.

Выносной блочный экономайзер для подогрева воды и воздуха (фиг.1б) работает следующим образом. Дымовые газы после котла (газоход от котла к экономайзеру на фиг.1б не показан) попадают во входную газовую камеру 1 (фиг.1а, фиг.1б) после чего последовательно проходят через теплообменные блоки 3, поперечно омывая снаружи трубы 6 (фиг.2), затем попадают в выходную газовую камеру 2 (фиг.1а. 1б) и эвакуируются в дымовую трубу (газоход от экономайзера к дымовой трубе на фиг.1б не показан). По трубопроводу 13 (на фиг.1б) осуществляется подвод воды в теплообменные блоки через патрубок 8 (фиг.2) во входную камеру 9, где раздается по трубам 6,закрепленным в трубных досках 7. Вода, проходя по трубам 6, нагревается за счет охлаждения поперечно омывающих трубы снаружи дымовых газов и попадает в выходную камеру 9, после чего через патрубок 8 по перекидной трубе 5 попадает в следующий теплообменный блок. Из последнего по ходу воды теплообменного блока осуществляется отвод воды 14 (фиг.1б), которая через патрубок 8 по трубопроводу (на фиг.2 не показан) подается в котел или другому потребителю. За счет последовательного включения теплообменных блоков как по газам, так и по воде организуется схема движения обогреваемой и обогревающей сред, близкой к противотоку, что повышает эффективность теплообмена. Для подогрева воздуха используется один или несколько теплообменных блоков, аналогичных или близких по конструкции теплообменным блокам для подогрева воды, которые могут быть соединены по воздуху параллельно или последовательно с помощью перекидных труб 5 (фиг.1б). По трубопроводу (на фиг.1б) осуществляется подвод воздуха 15 в теплообменные блоки через патрубок 8 (фиг.2) во входную камеру 9, где раздается по трубам 6. Воздух, проходя по трубам 6, нагревается за счет охлаждения поперечно омывающих трубы снаружи дымовых газов и попадает в выходную камеру 9, после чего через патрубок 8 осуществляется отвод воздуха 16, который по трубопроводу (на фиг.1б не показан) подается в котел или другому потребителю.

Очистка труб выносного блочного экономайзера от наружных отложений осуществляется в разобранном состоянии, что позволяет получить удобный доступ к трубам теплообменных блоков. Очистка труб от внутренних отложений легко осуществляется при снятых крышках 12 (фиг.2). Ремонт выносного блочного экономайзера осуществляется либо за счет заглушки неисправных труб, либо замены теплообменного блока.

Поставленная техническая задача достигается за счет того, что в качестве теплообменной поверхности используют теплообменные блоки с трубами, выполненными гладкими, что позволяет применить предлагаемую конструкцию для котлов, сжигающих твердое и тяжелое жидкое (мазут и сырую нефть) топливо. При этом обеспечены простота и технологичность изготовления, унификация производства и простота обслуживания и ремонта. Возможность реализации в экономайзере кроме подогрева воды дополнительного подогрева воздуха позволяет снизить температуру уходящих газов (повысить КПД) и использовать подогретый воздух для обогрева котельной или интенсификации процесса горения.

Выносной блочный экономайзер котла, включающий в себя входную и выходную газовые камеры с патрубками для подвода дымовых газов от котла и отвода дымовых газов к дымовой трубе и расположенный между ними теплообменник, на противоположных сторонах которого расположены трубные доски с закрепленными в них перпендикулярно направлению движения газов трубами, отличающийся тем, что теплообменник содержит один или несколько теплообменных блоков, трубы в которых выполнены гладкими, и снабжен входной и выходной камерами со съемными крышками и патрубками для подвода и отвода воды, соединенными между собой перекидными трубами.

Похожие патенты:

Теплообменник // 2770261

Изобретение относится к области теплотехники и может использоваться в теплообменниках, как с жидким, так и газообразным теплоносителем. В теплообменнике, содержащем расположенный в кожухе пучок теплообменных элементов, выполненных из параллельно-пространственных спиральных змеевиков с одинаковыми геометрическими характеристиками, заведенными между витками смежных змеевиков, расположенными по равносторонней треугольной сетке, на входных участках которых установлены дросселирующие устройства, при этом входные участки защищены общим экраном или индивидуальными экранами или фальш-трубной доской с заполнением зазоров между ней и теплообменными элементами теплоизолирующим материалом.

Кожухотрубный теплообменник // 2770086

Изобретение относится к теплообменной технике и может быть использовано в кожухотрубных теплообменных аппаратах. В кожухотрубном теплообменнике, состоящем из трубного и межтрубного пространств, трубное и межтрубное пространства организуются посредством продольных и поперечных перегородок, предусматривают несколько ходов прохождения горячего либо холодного потока обрабатываемой среды с цилиндрическими гладкими трубами, количество и диаметр которых определяются свойствами проходящего потока, например плотностью или вязкостью, и изменяются от хода к ходу, по крайней мере один из ходов выполнен с переменным шагом поперечных перегородок.

Кожухотрубный теплообменник // 2770086

Энергетическая установка // 2760853

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в энергетических установках. Энергетическая установка состоит из паровой турбины, рекуператора с поверхностью теплообмена, промежуточными перегородками и коллекторами подвода и отвода конденсата, конденсатора пара с конденсатно-питательным насосом, паропровода от турбины к конденсатору.

Энергетическая установка // 2760853

Теплообменник // 2755857

Изобретение относится к энергетическому машиностроению и криогенным системам и может быть использовано в парогенерирующих системах и устройствах. В теплообменнике, содержащем входной коллектор, соединенный с входами в параллельные каналы различной длины, обогреваемые внешним теплоносителем, выходы параллельных каналов соединены с выходным коллектором для смешения отдельных струек рабочего продукта и длина первой половины параллельных каналов отличается от длины второй половины параллельных каналов на половину длины волны собственных колебаний давления рабочего продукта в параллельных каналах, при этом внутренние объемы всех параллельных каналов одинаковые.

Кожухотрубный теплообменник // 2752121

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в кожухотрубных теплообменниках. В теплообменнике, содержащем: внешний корпус, размещенную в нем по меньшей мере одну диафрагму, через сквозные отверстия которой проходят множество газоходов для направления газа сгорания, причем по меньшей мере некоторые из этих сквозных отверстий представляют собой широкое сквозное отверстие (одно отверстие), через которое могут совместно проходить два или более газоходов, а диафрагмы: главная диафрагма, первая диафрагма и вторая диафрагма плотно соединены с внутренней периферийной поверхностью внешнего корпуса таким образом, чтобы теплофикационная вода не могла протекать между наружными периферийными поверхностями главной диафрагмы, первой диафрагмы и второй диафрагмы и внутренней периферийной поверхностью внешнего корпуса, и тем самым обеспечивая протекание теплофикационной воды по пути, проходящему через центральное отверстие первой диафрагмы, широкие сквозные отверстия главной диафрагмы мимо газоходов, окруженных указанными широкими сквозными отверстиями, и центральное отверстие второй диафрагмы.

Кожухотрубный теплообменник // 2752121

Устройство охлаждения твердого теплоносителя, предназначенное для точного контроля температуры, подходящее для применения в эндотермическом или экзотермическом процессе // 2751165

Изобретение относится к теплообменному устройству с твердым теплоносителем в псевдоожиженном состоянии, позволяющему контролированный теплообмен твердого теплоносителя, использующегося в эндотермическом или экзотермическом процессе, имеющем по меньшей мере одну реакционную зону, причем указанное устройство состоит из пучка теплообменных трубок, погруженных в псевдоожиженный слой твердой фазы, и указанный псевдоожиженный слой находится в камере, сообщающейся с реакционной зоной через по меньшей мере одну линию ввода твердой фазы, и причем указанный пучок теплообменных трубок состоит из совокупности продольных трубок, сгруппированных по 4: одна трубка (8)/(9) байонетного типа, содержащая центральную трубку и трубку, коаксиальную центральной трубке и окружающую ее, и 3 трубки, параллельные байонетной трубке (8)/(9) и расположенные симметрично относительно указанной байонетной трубки (8)/(9), образуя в виде сверху симметричную структуру в форме трилистника, называемую модулем пучка теплообменных трубок, причем различные модули, образованные байонетной трубкой (8)/(9) и тремя трубками (10), параллельными байонетной трубке (8)/(9), расположены с треугольным шагом, чтобы как можно полнее занимать сечение указанного теплообменного устройства, причем плотность модулей, образованных из байонетных трубок (8)/(9) и 3 трубок, параллельных байонетной трубке (8)/(9), составляет от 10 до 40 на 1 м2 поверхности теплообменного устройства, причем диаметр центральной трубки составляет от 30 до 150 мм, а диаметр трубок, коаксиальных трубке, и 3 трубок, параллельных байонетной трубке (8)/(9), составляет от 40 до 200 мм.

Установка для сжижения природного газа // 2751049

Предложена установка для сжижения природного газа, содержащая С3-охладитель, способный охлаждать природный газ, и сжижающий хладагент, предназначенный для сжижения природного газа, с помощью простой конфигурации. Установка (1) для сжижения природного газа содержит охладители (31) и (37), использующие пропан или пропилен в качестве хладагента, и компрессор (35) для сжатия парообразного хладагента, вытекающего из С3-охладителей (31) и (37).

Теплообменник с обеззараживанием нагреваемого воздуха // 2737922

Изобретение относится к области теплотехники и может использоваться в отопительных системах транспортных средств. Теплообменник с обеззараживанием нагреваемого воздуха, выполненный в форме стакана, внутри которого установлена горелка, в дно стакана встроен испаритель с трубкой для подачи воды и коллектором пара и, по меньшей мере, один пароперегреватель с паропроводом, соединенный с коллектором пара испарителя, причем испаритель и пароперегреватель выполнены в виде глухих патрубков, а паропровод выполнен в виде трубки, частично погруженной в пароперегреватель и направленной в зону стерилизации потока воздуха, нагреваемого теплообменником, причем кожух горелки размещен внутри стакана теплообменника с образованием зазора для прохода продуктов сгорания.