Патент ссср 413344

 

1 1

ОП И САНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства N

Заявлено 05.V!.1962 (№ 781789/29-14) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 30.!.1974. Бюллетень ¹ 4

Дата опубликования описания 6Л I.1974

М. !(л. F 24h 1/00

Г 2И 3, 02

Государственный комитет

Совета Министров СССР

Па делам изооретений и открытий

УД1(621.18(088.8) Автор изобретения

В. В. Ломакин

Заявитель

ВОДОГРЕЙНЫЙ КОТЕЛ ТГ ЛОМАКИНА

Изобретение касается котлов с принудительной циркуляцией воды, изготовляемых из труб и устанавливаемых в котельных для централизованного теплоснабжения, топочное пространство которых экранировано трубами, расположенными близко к горизонтальному направлению и присоединенными к вертикальным коллекторам, разделенным внутренними перегородками на отдельные камеры.

Известные водогрейные котлы с такими экранами нуждаются в тяжелой обмуровке и футеровке топок огнеупорным кирпичем, металлоемкость и трудоемкость их изготовления велики, а здания котельных для их установки и эксплуатации должны иметь большие площадь и кубатуру.

Цель изобретения — снижение металлоемкости, упрощение изготовления и обеспечение пространственной жесткости и транспортабельности котла без применения специального каркаса. Достигается это тем, что трубы, экранирующие топочное пространство по всем ограничивающим его стенкам, выполнены в форме незамкнутых витков, которые охватывают это пространство в горизонтальной проекции, присоединены к коллекторам, расположенным по фронтальной стенке котла, и связаны между собой и с другими трубами в жесткую конструкцию. Такая конструкция экранов позволяет удачно решать компоновку топки с конвективной шахтой, обеспечивает плотность и полноту экранирования, необходимые для применения малогабаритной, легкой и дешевой натрубной обмуровки, сокра5 щает количество вертикальных коллекторов, уменьшает металлоемкость и трудоемкость изготовления и гидравлическое сопротивление экранов.

Предлагаемый котел можно доставить одно иим транспортабельным блоком с высокой степенью заводской готовности.

В соответствии с изобретением можно создать серию котлов ТГ для приготовления горячей или перегретой воды различных пара15 метров, с различной компоновкой конвективных поверхностей нагрева, разной мощности и для работы на разных видах топлива, Такой котел мощностью до 25 Мвт для работы иа газообразном или легком жидком топливе

20 при перевозке иа открытой платформе вписывается в габарит подвижного состава железных дорог и его вес без обмуровки не превышает установленного для перевозок одним блоком.

25 Опытиыс образцы котла ТГ-3 мощностью

3,5 Мвт для работы иа газовом или легком жидком топливе, изготовленные в соответствии с настоящим изобретением, имеют габариты и вес, позволяющие перевозить их в

Зо собранном виде вместе с обмуровкой на авто

413344

3 машинах грузоподъемностью не менее 7 т или на трейллерах и устанавливать их в соответствующей котельной на месте демонтированных чугунных отопительных котлов. Наладочные испытания показали, что такие котлы могут работать с естественной тягой в существующую дымовую трубу высотой 25 м при значительно более высоких теплопроизводительности и к. п. д., чем чугунные котлы на таком же топливе, имеющие такие жс габариты вместе с обмуровкой.

Все обслуживание котлов ТГ организовано с фронта отметки пола котельной. Устанавливать их можно не только в закрытых, но также в полуоткрытых и передвижных котельных и на крышах зданий и для работы топки как с разрежением, так и под наддувом и с возможностью полной автоматизации работы. Наличие камер после каждого витка экранных труб исключает возможность пережога отдельных участков экрана из-за гидравлической неравномерности циркуляции. По сравнению с водогрейпыми котлами с принудительной циркуляцией воды всевозможных конструкций, имеющих тяжелую обмуровку, обладающую большей тепловой инерцией, предлагаемые котлы менее чувствительны к перебоям в работе циркуляционных насосов.

Из-за малого объема воды в таких котлах они представляют значительно меньшую опасность для окружающих при авариях, происходящих из-за нарушений правил эксплуатации, кроме того, они гораздо более долговечны.

В плане котлы обычно имеют форму прямоугольника, по могут также сужаться. В поперечном разрезе они могут иметь форму квадрата, прямоугольника или неравностороннего шестиугольника, вписывающихся в габарит подвижного состава железных дорог.

На фиг. 1 изображен котел для работы на газообразном или легком жидком топливе, пе образующих липких отложений на конвективпых поверхностях, в компоновке с одноходовой конвективпой шахтой и отводом газов в подпольный боров, продольный разрез; па фиг. 2 — разрез по Л вЂ” Л па фиг. 1.

Котел Tl имеет опорную раму 1, состоящую из правого и левого продольных коллекторов и фронтового, среднего и заднего поперечных коллекторов. К фронтовому поперечному коллектору опорной рамы присоединены два вертикальных коллектора 2 экранов стен топки и поворотной камеры. Правый и левый продольные коллекторы опорной рамы связаны стояками 3, являющимися коллекторами ширмовых змеевиков конвективных поверхностей нагрева. К верхним концам вертикальных фронтовых коллекторов присоединен горизонтальный коллектор 4 потолочного экрана.

Верхние концы стояков присоединены соответственно к правому и левому коллекторам

5, соединенным между собой перепускными трубами 6. Все горизонтальные и вертикальные коллекторы, изготовленные из прочных

3О

65 труб, соединены между собой и образуют скелет котла, распределяющий нагреваемую воду по всем поверхностям нагрева, изготов ленным из труб сравнительно небольших диаметров. Все коллекторы обогреваются и разделены внутренними перегородками на отдельные камеры. Соединение коллекторон между собой выполнено таким образом, что и необходимых местах внутренние полости их соединяются между собой, а в других не соединяются, и циркулирующая в котле вода проходит по всем камерам без образования застойных зон и воздушных пробок.

Незамкнутые витки труб, экрапирующих фронтовую, боковые и задьною стены топочного пространства, присоединены своими концами к коллекторам 2. При этом экранирование вертикальных стен нижней части топки па высоту заднего экрана, отделяющего ее от конвективной шахты, выполнено трубами 7, обхватывающими топку по периметру в горизонтальной проекции, а экранирование вертикальных или наклонных стен топки и поворотной камеры, расположенных выше, выполнено трубами 8, обхватывающими топку вместе с поворотной камерой по периметру в горизонтальной проекции котла.

Для того, чтобы газы из топки не попадали в конвективную шахту, не омывая верхних участков конвективных поверхностей, задний экран топки, образованный витками труб, экранирующих стены нижней части топки, выполнен газонепроницаемым.

К верхнему горизонтальному коллектору 4 присоединены трубы 9, экранирующие своими горизонтальными участками потолок топки и поворотной камеры, а вертикальными участками, концы которых присоединены к заднему поперечному коллектору опорной рамы, — задгною стену конвективной шахты котла.

В котлах для сжигания мазута, образующего трудно удаляемые липкие отложения па конвективных поверхностях, потолок над конвективной шахтой не закрывается экраном и конвективные пучки выполняются более разреженными, над конвективпой шахтой устанавливается шахта дробоочистки, а задняя стена конвективной шахты экранируется поиному.

Выход газов из топки в конвективную шахту, которая может быть и многоходовой, организуют по-разному, в том числе через фестоны, образованные трубами, экранирующими стены топочного пространства без дополнительного гнутья.

Все трубы наружных экранов котла расположены с относительным шагом, допускающим применение дешевой и легкой натруоной обмуровки.

Нижний подовый экран топки образован прямыми трубами 10, присоединенными концами к фронтовому и среднему поперечным коллекторам опорной рамы. Наружная поверхность этого экрана обогревается теплом, отраженным от кирпичного пода. Значитель413344

65 ного снижения температуры за экраном нс требуется, поэтому он выполнен с относительным шагом, допускающим радиальное присоединение прямых труб к коллекторам в один ряд. 1 рубы наружных экранов соединены между

СО6ОИ цс ПоЛЬКО КОЛЛЕКтОраМИ, НО ll,дИСтаициониру1ощими уголками, обсспсчива1ощнм11 неизменнос1ь расстояния между трубами, иобы в местах, где расстояние между ними увеличивается, теплоизоляционный слой оомуровки не мог перегреваться и портиться, а температура наружной поверхности обмуров1 н IIc повышалась выше расчетной. !аким образом, все 1руоы, из которых изготовлен котел, соединены между собой в жесткую, IIpoстранственную, прочную конструкцию. Опорная рама закрепляется на фундаменте только с фронта и котел во время работы может свободно расширяться, опираясь на скользящие опоры, имеющиеся на продольных и заднем коллекторах опорной рамы.

liarpy61IaII обмуровка 11 состоит из трех основных слоев: жаростойкого — из листовых материалов или шамотобетона, армированного сеткой, теплоизоляционного — из изделий типа минеральной ваты и уплотнительной штукатурки с верхним гидроизоляционным покрытием, например из ткани, окрашенной масляной красной, или из синтетической пленки, стойких к атмосферных воздействиям, что необходимо при открытой или полуоткрьпой установках котла. При необходимости, например при покрытии из синтетической пленки, обмуровка может быть закреплена на котле бандажами, например, из ленточной стали.

Гlодвод воды из теплосети и отвод горячей воды выполнены снизу с фронта котла. На входном и выходном патрубках кроме штуцеров и бобышек, необходимых для установки предохранительных клапанов и приборов наблюдения, а также датчиков щитовых приборов и автоматики, имеются штуцеры для осуществления рецир куля ции воды в котле, которые можно использовать для кислотной промывки котла. Из теплосети вода поступает в нодовый экран и проходит потом все остальные экраны, а затем конвективные IIoверхности нагрева. Это сделано для сокращения периода работы рециркуляционных насосов. В трубах поверхностей нагрева вода движется со скоростью более 1 м/сек, обеспечивающей высокие теплосъемы без кипения или микрокипения и без гидравлических ударов, при минимальной скорости внутренней коррозии и достаточно большом сроке службы котла.

Спуск воды из котла обеспечен через дренажные штуцеры, установленные на коллекторах в необходимых местах. Воздух удаля1от из котла при помощи установленных на верхних коллекторах воздухоотводчиков.

В промежутке между фронтовыми коллекторами экранов размещаются внизу лаз для внутреннего осмотра топки, над ним горе5

50 лочное уст ойство и вверху взрывной клапан.

При необходимости взрывные клапаны могут быть размещены на по1олке с разводкой экранных труб. Гляделки для наблюдения за процессом горения установлены с разводкой труб боковых экранов топки.

Б котлах, пред11азначе1111ых для работы на твердом топливе, нодовый экран Ilc вьшо 11151от и фронтовыс коллекпоры экранов степ топки устанавливают рядом, а так «aI объем топочного пространства нри сжигании любого твердого топлива должен быть значительно больше, чем прн сжигании газообразного или жидкого топлива, транспортабельный блок котла Tl без подового экрана и со сближенными вертикальными фро1г1овыми коллекторами устанавливается на кирпичные стенки топки необходимых размеров и конструкции.

В необходимых случаях кирпичные стены топки дополнительно экранируют, а под конвективной шахтой размещают дополнительные экономайзерные поверхности нагрева. Такая повышенная установка котла ТГ очень удачно компонуется с устройствами механизации топливопода ш и тонливосжигания, нуждающимися в повышенных зданиях котельных.

Схему циркуляции воды в котле в необходимых случаях также изменяют. При сжигании топлива с высокой температурой точки росы в отходящих газах, например, газообразного, жидкого или влажного твердого

1оплива, воду, охлажденную в системе теплоснабжения, целесообразно направлять сначала в радиационные, а затем в конвективные поверхности нагрева, а при работе на антраците и подобном топливе, имеющем низкую температуру точки росы отходящих газов, воду из теплосетей целесообразно направлять сначала в конвективные поверхности нагрева, а затем в радиационные. При необходимости можно создать схему с конвективными поверхностями между экранами или с частью экранов, включенны., между конвективными нов ер Yност я м и.

Если нужно сократить расход гладких стальны., труб, то котел ТГ выполняют без стояков и конвективпых змеевиков, а только с описанными выше экранами топочного пространства из гладких или плавниковых труб, а конвектпвные поверхности выполняют из литых элементов, например из экономайзерных ребристых труб.

Предмет изобретения

Водогрейпый котел, сварной из труб, в котором топка н поворотная камера экранированы горизонтальными (или близкими к горизонтальным 11аправлениям) трубами, присоединенными к коллекторам, о тл и ч а ющи и с я те»1, что, с целью снижения металлоемкости, упрощения изготовления и обеспечения пространственной жесткости и транспортабельности котла без применения специальIIoI о 1 аРкаса, TPh 6bl> 3I PBHHP) IOIll,ие T0110 IHoc

413344

Составитель Л. Нахмегова

Тсхред Т. Курилко

Корректор Н. Аук

Редактор Е. Дайн

Заказ 1302)8 Изд. № 1210 Тираж 760 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, д. 2 пространство по всем ограничивающим его стенкам, выполнены в форме псзамкпутык витков, которые окватывают это пространство в горизонтальной проекции, присоединены к коллекторам, расположенным по фронтальной стенке котла, и связаны между собой и с другими трубами в жесткую несущую конструкцию.