Котел-утилизатор

 

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 16.05.79 (21) 2766039/24-06 с .;рисоединением заявки Xo— (23) Приоритет— (51) М. Кл.з

F 22 В 1/18

F 22 В 3!/02

Гасударстеенный каннтет па делан изааретеннй и аткрнтий (53) УД К 621.! 8 (088.8) Опубликовано 15.08.81. Бюллетень Ко 30

Дата опубликования описания 25.08.81 (72) Авторы (54) КОТЕЛ-УТИЛИЗАТОР

Изобретение относится к устройствам для генерирования пара посредством использования тепла горячих газов, преимущественно технологических газов с высоким и сверхвысоким давлением, например при производстве аммиака, слабой азотной кислотой, метанола и др.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является котел-утилизатор, содержащий соединенные вертикальными трубопроводами горизонтальные барабаны, а между последними размещены вертикальные теплообменные секции, выполненные в виде закрепленных в трубных досках пучков труб с входными и выходными камерами 11).

Недостатком известной конструкции является большая металлоемкость и низкая надежность при работе на больших нагрузках по газу.

Цель изобретения — повышение надежности и снижение металлоемкости.

Поставленная цель достигается тем, что котел-утилизатор снабжен газовыми коллекторами, установленными соосно в барабанах и подключенных соответственно к входным и выходным камерам секций, и каждая из последних размещена с образованием кольцевого зазора в вертикальных трубопроводах, соединяющих барабаны.

При этом в каждом кольцевом зазоре между секцией и вертикальным трубопроводом дополнительно установлена обечайка, образующая с секцией и трубопроводом сообщающиеся между собой кольцевые полости, и в каждом вертикальном трубопроводе дополнительно установлена кольцевая перегородка, плотно скрепленная с его стенками и размещенная над нижней трубной доской секции, а каждая кольцевая перегородка плотно скреплена с нижним торцом обечайки.

На чертеже показан предлагаемый котел-утилизатор, продольный разрез.

Котел-утилизатор содержит нижний и верхний горизонтальные барабаны 1 и 2, соединенные вертикальными трубопроводами 3. Барабаны 1 и 2 подключены соответственно опускными трубами 4 и подъемными трубами 5 к сепаратору 6. В вертикальных трубах 3 с образованием кольцевого зазора 7 размещены теплообменные сек855338

4 ции 8, выполненные в виде трубных пучков

9 закрепленных в досках 10, установленных во вхолных и выходных камерах .!1 и 12 секций 8. В барабанах и 2 соосно установлены газовые коллекторы 13 и 14, иод ключенные соответственно через иатрубкй

15 и 16 к входным и выходным камерам 11 и 12. Коллектор 13 снабжен патрубком 17 для подвода газа, а коллектор 14 снабжен патрубком 18 для отвода газа. В каждом кольцевом зазоре ? между секцией 8 и трубопроводом 3 размещена обечайка 19, об разующяя сообщающиеся между собой коль цевые полости 20 и 2!. В каждом трубопроводе 3 установлена кольцевая перегородка

22, плотно скрепленная с его стенками и нижним торцом обечаики 19, размещенная над нижней трубной доской 10. Патрубок 18 подключен к газотрубному подогревателю

23, установленному параллельно трубопроводам 3.

Котел-утилизатор работает следуницим образом.

Технологические газы ио иатрубку 17 поступают в коллектор 13, затем ио иатрубкам 15 направляются. в теплообменные секции 8, где охлаждаются, отдавая свое тепло воле, Из секций 8 газы ио патрубкам 1б направляются в коллектор !4, зятем через патрубок 18 поступают в подогреватель 23 и далее на дальнейшую технологическую перегородку.

Вода, воспринимая тепло газов, частично превращается в пар. Пароводяняя смесь поднимается и из барабана 2 по трубам 5 поступает в сепаратор 6, где пар отделяется от воды и направляется на технологические нужды или после подогрева в подогревателе 23 на турбину. Вода по опускным трубам 4 опускается в барабан 1. Опускные трубы 4, барабан 1, вертикальные трубопроводы

3, барабан 2, подъемные трубы 5 и сепаратор б образуют циркуляционный контур. Этот контур может быть кяк с естественной циркуляцией так и с принудительной, В последнем случае иа оиускных трубах 4 устанавливают циркуляциоиный насос (не показан).

Питательная водФ, поступающая в сепаратор б, при необходимости предварительно подогревают в подогревателе 23.

Для повышения надежности циркуляции в циркуляционном контуре, в вертикальных трубах 3 размещены обечайки 19. На выходе из кольцевой полости 21 в верхней части вертикальных трубопроводов 3 из пароводяной смеси частично сеиярируется вод@, которая рециркулирует в нижнюю часть вертикальных трубопроводов 3 ио кольцевой полости

20. Это ириволит к тому, что через опускные трубы 4 и подъемные трубы 5, а также барабаны 1 и 2 проходят меньше воды, что снижает сопротивление тракта ио воде и повышает полезный ил пор циркуляционного контура.

Для предотвращения отложений шлама над нижними трубными досками 10 размещена кольцевая перегородка 22. Вода, поднимаясь из барабана 1 ио кольцевой полости 21, обтекает кольцевую перегоролку 22, изменяя направление лвижения с вертикального на горизонтальное, захватывает шлам, выпавший на трубную доску 10, уносит его в барабан 2 и далее в сепаратор 6 или в барабан 1 совместно с рециркулируемой водой. !

Гlодогреватель 23 повышает степень утилизации тепла газов. Размещение его под барабаном 2 способствует компактности всего устройства.

Выполнение поверхности нагрева в виде секций 8, параллельно полключенных к коллекторам 13, 14 и размещение их в вертикальных трубопроводах 3, позволяет выполнять газовые камеры ll и 12, трубные доски 10, а также барабаны 1, 2 и вертикальные трубопроводы 3 с минимальными диаметрами и, следовательно, с минимальными толщинами стенок, что обеспечивает высокую надежность котла-утилизатора и снижает его металлоемкость.

Формула изобретения

1. Котел-утилизатор, содержащий соединенные вертикальными трубопроводами горизонтальные барабаны, а между последними размещены вертикальные теплообменные секции, выполненные в виде закрепленных в. трубных досках пучков труб с входными и выходными камерами, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и снижения метяллоемкости, он снабжен газовыми коллекторами, установленными соосно в барабанах и подключенных соответственно к входным и выходным камерам секций, и каждая из последних размещена с образованием кольцевого зазора в вертикальных трубопроводах, соединяющих барабаны.

2. Котел-утилизатор по и. l, отличающийся тем, что в каждом кольцевом зазоре меж.ду секцией и вертикальным трубопроволом дополнительно установлена обечайка, образующая с секцией и трубопроводом сообщающиеся между собой кольцевые полости.

3. Котел-утилизатор ио и. 1, Отличающийся тем, что в кажлом вертикальном трубопроводе дополнительно установлена кольцевая перегородка, плотно скрепленная с его стенками и размещенная няд нижней трубной доской секции.

4. Котел-утилизатор по и. 3, отличающийся тем, что каждая кольцевая перегородка плотно скреплена с нижним торцом обе гай-ки.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

I. Патент США № 2229554, кл. 22 --32, опублик. 1938.

855338

Составитель А. Шиков редактор Т. Гыршкаи Техред А. Бойкас Корректор М. Демчнк

Звнвз 6876l53 Тираж.469 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

I 13035, Москва, Ж вЂ” 35. Раушскан наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патента, r. Ужгород, ул. Проектнаи, 4