RU2767418C1 - Water-tube boiler with forced circulation - Google Patents

Water-tube boiler with forced circulation Download PDF

Info

Publication number
RU2767418C1
RU2767418C1 RU2021107405A RU2021107405A RU2767418C1 RU 2767418 C1 RU2767418 C1 RU 2767418C1 RU 2021107405 A RU2021107405 A RU 2021107405A RU 2021107405 A RU2021107405 A RU 2021107405A RU 2767418 C1 RU2767418 C1 RU 2767418C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pipes
aforementioned
transverse
heat exchange
combustion chamber
Prior art date
Application number
RU2021107405A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ришат Сафуанович Шаймухаметов
Original Assignee
Ришат Сафуанович Шаймухаметов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ришат Сафуанович Шаймухаметов filed Critical Ришат Сафуанович Шаймухаметов
Priority to RU2021107405A priority Critical patent/RU2767418C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2767418C1 publication Critical patent/RU2767418C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/10Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium
    • F24H1/12Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

FIELD: heat engineering.
SUBSTANCE: invention relates to the field of heat engineering and can be used in the creation of steam and hot water boilers for heat and steam generation. A water-tube boiler with forced circulation includes a furnace chamber made of two halves. Each of the halves contains smooth U-shaped pipes located in the transverse plane of the mentioned furnace chamber, partially finned U-shaped pipes, heat exchange pipes made in the form of a snake and placed inside the furnace chamber mostly along its side wall. Each of the halves also contains a transverse collector, an additional transverse collector, upper and lower longitudinal collectors having terminal sections. The upper and lower longitudinal manifolds are interconnected by means of partially finned U-shaped pipes and smooth U-shaped pipes. The transverse collector is located near the end sections of the upper and lower longitudinal collectors. The transverse collector is connected to an additional transverse collector by means of the mentioned heat exchange pipes.
EFFECT: given the same power, the boiler’s metal consumption and dimensions can be reduced simultaneously with a decrease in the number of welding and assembly operations.
10 cl, 13 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано при создании паровых и водогрейных котлов для получения тепла и пара.The invention relates to the field of heat engineering and can be used to create steam and hot water boilers to produce heat and steam.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION

Известен котел водотрубный с принудительной циркуляцией, содержащий топочную камеру и расположенную за ней конвективную часть, выполненную из нескольких параллельно расположенных пакетов, отличающийся тем, что каждый пакет составлен из двух секций, содержащих каждая пару рядом расположенных коллекторов, сообщенных между собой U-образными трубами, распределенными по высоте с зазором друг относительно друга с возможностью размещения U-образных труб одной секции в зазоре другой секции, причем сверху и снизу каждый пакет закрыт мембранными трубами, соединенными соответствующими коллекторами секций, смежные коллекторы соседних пакетов, расположенные по одну сторону соединены между собой внешними переходниками с образованием единого водяного тракта (патент РФ на изобретение №2722493).Known water-tube boiler with forced circulation, containing a combustion chamber and a convective part located behind it, made of several parallel packages, characterized in that each package is composed of two sections, each containing a pair of adjacent collectors, interconnected by U-shaped pipes, distributed in height with a gap relative to each other with the possibility of placing U-shaped pipes of one section in the gap of another section, and at the top and bottom each package is closed by membrane pipes connected by the corresponding section collectors, adjacent collectors of adjacent packages located on one side are connected to each other by external adapters with the formation of a single water path (RF patent for invention No. 2722493).

Недостатком известного котла являются его большие габариты и сложность изготовления, обусловленные расположением крупногабаритной конвективной части за топочной частью котла, и трудоемкостью сварки конвективной части из-за большого количество небольших сварных элементов и, соответственно, необходимости промежуточного контроля сварки в процессе изготовления теплообменника, сложности контроля и исправления погрешностей после каждого последующего этапа изготовления элементов котла.The disadvantage of the known boiler is its large dimensions and complexity of manufacturing, due to the location of the large-sized convective part behind the furnace part of the boiler, and the complexity of welding the convective part due to the large number of small welded elements and, accordingly, the need for intermediate control of welding in the process of manufacturing the heat exchanger, the complexity of control and correction of errors after each subsequent stage in the manufacture of boiler elements.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDISCLOSURE OF THE INVENTION

Задача изобретения состоит в устранении вышеупомянутых недостатков, создании водотрубного котла с принудительной циркуляцией, обладающего совокупностью следующих свойств (превосходящих аналоги с отдельной конвективной и топочной зонами):The objective of the invention is to eliminate the above disadvantages, to create a water-tube boiler with forced circulation, which has the following combination of properties (superior to analogues with a separate convective and combustion zones):

- устранение или уменьшение перекосов и напряжений в конструкции при функционировании и пусках/остановках;- elimination or reduction of distortions and stresses in the structure during operation and start/stop;

- уменьшение габаритов;- downsizing;

- улучшение соотношения между металлоемкостью котла и поверхностью теплопередачи при той же тепловой мощности;- improving the ratio between the metal content of the boiler and the heat transfer surface at the same heat output;

- уменьшение количества сварки;- reducing the amount of welding;

- улучшение ремонтопригодности;- improved maintainability;

- уменьшение количества разнотипных деталей, использующихся для производства и ремонта котла.- reduction in the number of different types of parts used for the production and repair of the boiler.

Технический результат, на достижение которого направлено настоящее изобретение, заключается в том, что при той же мощности металлоемкость и размеры котла могут быть уменьшены одновременно с уменьшением количества сварочно-сборочных операций.The technical result to which the present invention is directed lies in the fact that at the same power, the metal consumption and dimensions of the boiler can be reduced simultaneously with a decrease in the number of welding and assembly operations.

Ниже описаны особенности водотрубного котла с принудительной циркуляцией, благодаря которым обеспечивается решение вышеупомянутой задачи и достижение вышеупомянутого технического результата. Иные особенности котлов с принудительной циркуляцией, которые как известно специалистам обеспечивают их нормальное функционирование, а также особенности, обеспечивающие получение дополнительных преимуществ, будут описаны отдельно.The features of the forced circulation water tube boiler are described below, due to which the solution of the above problem and the achievement of the above technical result are provided. Other features of forced circulation boilers that are known to those skilled in the art to ensure their normal operation, as well as features that provide additional benefits, will be described separately.

Предлагаемый водотрубный котел с принудительной циркуляцией содержит топочную камеру (1), выполненную из двух половин, которые объединяются в один водяной тракт различными коллекторами. Это позволяет изготавливать одновременно две отдельные половины, сокращая время изготовления. Также упрощается доступ ко всем элементам при сборке и сварке, улучшается ремонтопригодность.The proposed water-tube boiler with forced circulation contains a combustion chamber (1) made of two halves, which are combined into one water path by various collectors. This allows the production of two separate halves at the same time, reducing the production time. It also simplifies access to all elements during assembly and welding, improves maintainability.

Как хорошо видно на фиг. 1 и 2, в отличие от прототипа конвективная и топочная части предлагаемого котла объединены в одно целое, благодаря чему значительно уменьшаются габариты котла и повышается эффективность всех теплообменных труб за счет получения тепла от пламени горелки в виде радиации и конвекции.As can be clearly seen in FIG. 1 and 2, in contrast to the prototype, the convective and furnace parts of the proposed boiler are combined into one, due to which the dimensions of the boiler are significantly reduced and the efficiency of all heat exchange pipes is increased by obtaining heat from the burner flame in the form of radiation and convection.

При этом каждая половина топочной камеры (1) котла образована верхним (2) и нижним (3) продольными коллекторами, а вблизи их конечных участков (т.е. в конце топочной камеры (1)) размещен, по меньшей мере, один поперечный коллектор (4). Поперечный коллектор (4) может быть приварен к продольным коллекторам (2, 3) или закреплен любым иным приемлемым образом вблизи их конечных участков.In this case, each half of the combustion chamber (1) of the boiler is formed by the upper (2) and lower (3) longitudinal collectors, and at least one transverse collector is placed near their end sections (i.e. at the end of the combustion chamber (1)) (4). The transverse manifold (4) may be welded to the longitudinal manifolds (2, 3) or secured in any other suitable manner near their end portions.

Наличие поперечного коллектора (4), позволяет после прохода теплоносителя через П-образные трубы (6, 7), приваренные к продольным коллекторам (2, 3), через верхний или нижний продольные коллекторы (это зависит от количества переворотов) перейти в поперечный коллектор (4) для дальнейшего движения по теплообменным трубам (8). Данное решение позволяет максимально просто и при малых габаритах решить проблему оптимальной и последовательной циркуляции теплоносителя по теплообменным трубам (8) котла.The presence of a transverse collector (4) allows, after the passage of the coolant through the U-shaped pipes (6, 7) welded to the longitudinal collectors (2, 3), through the upper or lower longitudinal collectors (this depends on the number of turns) to go into the transverse collector ( 4) for further movement along the heat exchange pipes (8). This solution makes it possible to solve the problem of optimal and consistent circulation of the coolant through the heat exchange pipes (8) of the boiler as simply as possible and with small dimensions.

Верхний (2) и нижний (3) продольные коллекторы соединены между собой группами, по меньшей мере, частично оребренных П-образных труб (6), и П-образными гладкими трубами (7), расположенными в поперечной плоскости топочной камеры.The upper (2) and lower (3) longitudinal collectors are interconnected by groups of at least partially ribbed U-shaped pipes (6) and U-shaped smooth pipes (7) located in the transverse plane of the combustion chamber.

Наличие П-образных оребренных труб (6) приваренных к продольным коллекторам (2, 3) позволяет максимально отбирать тепло от сгоревших газов за счет оребрения и расположенных на нем металлических фигурных пластин (17) которые регулируют выход сгоревших газов через каждую П-образную оребренную трубу (6), без риска возникновения напряжения в теплообменных трубах (8) вследствие удлинения за счет нагрева. Теплоноситель последовательно перемещается по нескольким П-образным трубам (6) от нижнего к верхнему коллектору или наоборот.The presence of U-shaped finned tubes (6) welded to the longitudinal collectors (2, 3) allows you to maximize the removal of heat from the burnt gases due to the fins and metal figured plates (17) located on it, which regulate the output of the burnt gases through each U-shaped finned tube (6), without the risk of stress in the heat exchange tubes (8) due to elongation due to heating. The coolant sequentially moves through several U-shaped pipes (6) from the lower to the upper manifold or vice versa.

Количество труб (6) по которым перемещается теплоноситель и их диаметр можно увеличивать и уменьшать. Тем самым можно регулировать скорость движения теплоносителя по П-образным трубам (6).The number of pipes (6) through which the coolant moves and their diameter can be increased and decreased. Thus, it is possible to regulate the speed of movement of the coolant through the U-shaped pipes (6).

Гладкие П-образные трубы без оребрения (7) необходимы главным образом для приваривания к ним мембран для образования газоплотной зоны там, где находятся оребренные П-образные трубы (6). Газоплотные мембраны также обеспечивают возможность приварки крепежных элементов для каркаса котла и транспортировки. Через газоплотную зону сгоревшие газы перемещаются в коллекторы газоходов (15) ив дальнейшем удаляются в дымоход.Smooth U-shaped pipes without fins (7) are mainly needed for welding membranes to them to form a gas-tight zone where the finned U-shaped pipes (6) are located. Gas-tight membranes also provide the possibility of welding fasteners for the boiler frame and transportation. Through the gas-tight zone, the burnt gases move to the collectors of the gas ducts (15) and are subsequently removed into the chimney.

Все П-образные трубы (6, 7) несут функцию каркаса котла и вертикальное расположение их способствует жесткости конструкции на которой расположено большинство элементов котла.All U-shaped pipes (6, 7) carry the function of the boiler frame and their vertical arrangement contributes to the rigidity of the structure on which most of the boiler elements are located.

Каждая половина топочной камеры (1) снабжена дополнительным поперечным коллектором (5), при этом один поперечный коллектор (4) соединен с другим поперечным коллектором (5) при помощи нескольких теплообменных труб (8) в виде змейки, размещенных внутри топочной камеры большей частью вдоль ее боковой стенки таким образом, что один конец каждой теплообменной трубы (8) соединен с одним поперечным коллектором (4), а другой конец той же теплообменной трубы (8) - с другим поперечным коллектором (5).Each half of the combustion chamber (1) is equipped with an additional transverse collector (5), while one transverse collector (4) is connected to the other transverse collector (5) using several heat exchange pipes (8) in the form of a snake, placed inside the combustion chamber for the most part along its side wall in such a way that one end of each heat exchange tube (8) is connected to one transverse manifold (4), and the other end of the same heat exchange tube (8) is connected to another transverse manifold (5).

Наличие двух поперечных коллекторов (4, 5) необходимо, чтобы обеспечить ток теплоносителя через теплообменные трубы (8) в виде змейки. Сначала теплоноситель попадает в теплообменные трубы (8) с одного конца приваренного к одному поперечному коллектору (4), проходит по трубе (8), нагреваясь от тепла сгоревших газов и радиации пламени горелки (16), и потом попадает в другой поперечный коллектор (5) из которого перемещается в коллектор подачи (при необходимости уменьшить количество конденсата коллекторы могут меняться местами).The presence of two transverse collectors (4, 5) is necessary to ensure the flow of the heat carrier through the heat exchange pipes (8) in the form of a snake. First, the coolant enters the heat exchange pipes (8) from one end welded to one transverse collector (4), passes through the pipe (8), being heated by the heat of the burnt gases and radiation from the burner flame (16), and then enters the other transverse collector (5 ) from which it moves to the supply manifold (if it is necessary to reduce the amount of condensate, the manifolds can be interchanged).

В одном из предпочтительных вариантов выполнения котла, -вышеупомянутые теплообменные трубы (8) расположены по существу горизонтально, а вышеупомянутый поперечный коллектор (4) и дополнительный поперечный коллектор (5) расположены по существу вертикально. Это позволяет эффективно удалять воздух из труб и коллекторов,In one of the preferred embodiments of the boiler, the aforementioned heat exchange tubes (8) are located essentially horizontally, and the aforementioned transverse manifold (4) and the additional transverse manifold (5) are essentially vertical. This allows you to effectively remove air from pipes and manifolds,

Конструкция и взаимное расположение П-образных труб (5, 6), теплообменных труб (8) и коллекторов, описанная выше, дает ряд преимуществ:The design and mutual arrangement of U-shaped pipes (5, 6), heat exchange pipes (8) and collectors, described above, provides a number of advantages:

- теплообменные трубы (8) в виде змейки могут иметь максимальную длину, при этом в них не возникает никаких напряжений из-за нагрева,- the heat exchange tubes (8) in the form of a snake can have a maximum length, while no stresses arise in them due to heating,

- варьируя количество теплообменных труб (8), приваренных к поперечным коллекторам и витками змейки, можно в большом диапазоне регулировать скорость движения теплоносителя, что является важным фактором в теплопередаче и надежности котла,- by varying the number of heat exchange pipes (8) welded to the transverse collectors and coils of a snake, it is possible to regulate the speed of the heat carrier in a wide range, which is an important factor in heat transfer and reliability of the boiler,

- при такой конструкции появилась возможность максимально близко расположить теплообменные трубы (8) в виде змейки к П-образным трубам (6) в один или два ряда, что дает возможность, при малых габаритах получить большую поверхность теплопередачи не сильно увеличивая габариты котла,- with this design, it became possible to place the heat exchange pipes (8) as close as possible in the form of a snake to the U-shaped pipes (6) in one or two rows, which makes it possible, with small dimensions, to obtain a large heat transfer surface without greatly increasing the dimensions of the boiler,

- наличие теплообменных труб (8) расположенных внутри топки (1) и П-образных труб (6), расположенных после теплообменных (8) и также последовательное течение теплоносителя от П-образных труб (6) к теплообменным трубам (8) (или наоборот при необходимости уменьшить конденсат) позволяет отбирать тепло от сгоревших газов с максимальной эффективностью,- the presence of heat exchange pipes (8) located inside the furnace (1) and U-shaped pipes (6) located after the heat exchange pipes (8) and also the sequential flow of the heat carrier from the U-shaped pipes (6) to the heat exchange pipes (8) (or vice versa if necessary, reduce condensate) allows you to remove heat from the burnt gases with maximum efficiency,

- при такой конструкции теплообменные трубы (8) в виде змейки и П-образные трубы (6) получают тепло от радиации и конвекции получаемой от сгорания газов в горелке,- with this design, heat exchange pipes (8) in the form of a snake and U-shaped pipes (6) receive heat from radiation and convection obtained from the combustion of gases in the burner,

- при такой конструкции все теплообменные трубы (8) доступны для осмотра и ремонта в отличие от прототипа,- with this design, all heat exchange pipes (8) are available for inspection and repair, unlike the prototype,

В частных вариантах выполнения вышеописанного котла могут обеспечиваться дополнительные преимущества.In particular embodiments of the boiler described above, additional advantages may be provided.

В одном из предпочтительных вариантов выполнения вышеописанного котла, гладкие П-образные трубы (7) снабжены стальными пластинами, образующими мембранную поверхность.In one of the preferred embodiments of the boiler described above, the smooth U-shaped tubes (7) are provided with steel plates forming a membrane surface.

В еще одном предпочтительном варианте выполнения вышеупомянутые гладкие П-образные трубы (7) снабжены экранными трубами (9, 10), расположенными в плоскости гладких П-образных труб (7).In another preferred embodiment, the aforementioned smooth U-shaped pipes (7) are provided with screen pipes (9, 10) located in the plane of the smooth U-shaped pipes (7).

Дополнительный коллектор (5) может быть расположен различным образом.Additional collector (5) can be located in various ways.

В варианте выполнения вышеописанного котла, дополнительный поперечный коллектор (5) может быть расположен вблизи конечных участков верхнего (2) и нижнего (3) продольных коллекторов. Это позволяет создавать котлы с разными габаритами под задачи заказчика. В этом случае котел получается немного больше в размерах, но проще в изготовлении.In an embodiment of the boiler described above, an additional transverse collector (5) can be located near the end sections of the upper (2) and lower (3) longitudinal collectors. This allows you to create boilers with different dimensions for the tasks of the customer. In this case, the boiler is slightly larger in size, but easier to manufacture.

В альтернативном варианте выполнения вышеописанного котла, дополнительный поперечный коллектор может быть расположен за пределами топочной камеры (1). При таком расположении дополнительного поперечного коллектора (5) котел получается немного компактнее, но появляются дополнительные затраты при изготовлении.In an alternative embodiment of the boiler described above, an additional cross manifold can be located outside the combustion chamber (1). With this arrangement of the additional transverse collector (5), the boiler is a little more compact, but there are additional costs in manufacturing.

В одном из предпочтительных вариантов выполнения вышеописанного котла, теплообменные трубы (8), соединенные в поперечные коллекторы, выполнены из нескольких частей, где, по меньшей мере, две части трубы, соединенные между собой отводами, расположены вдоль топочной камеры (1).In one of the preferred embodiments of the boiler described above, the heat exchange pipes (8) connected into transverse collectors are made of several parts, where at least two parts of the pipe, connected to each other by bends, are located along the combustion chamber (1).

Теплообменные трубы (8) могут по своей конфигурации немного отличаться и змейка может формироваться из двух или более труб соединенных между собой отводами (т.е. змейка может иметь один или несколько U-образных витков).The heat exchange tubes (8) may differ slightly in their configuration and the serpentine may be formed from two or more pipes connected to each other by bends (i.e. the serpentine may have one or more U-shaped coils).

В одном из предпочтительных вариантов выполнения вышеописанного котла, теплообменные трубы (8), расположенные внутри топочной камеры (1), могут быть дополнительно снабжены оребрением или ошиповкой.In one of the preferred embodiments of the boiler described above, the heat exchange pipes (8) located inside the combustion chamber (1) can be additionally equipped with fins or studs.

В еще одном предпочтительном варианте выполнения вышеописанного котла, две половины топочной камеры (1) соединены между собой коллекторами обратки (11) и подачи (12) с образованием единого водяного тракта. Объединение двух половин в общие коллектора подачи (12) и обратки (11) параллельно позволяет двум половинам топочной камеры (1) работать с равно распределенной нагрузкой без перекосов.In another preferred embodiment of the boiler described above, the two halves of the combustion chamber (1) are interconnected by return (11) and supply (12) collectors to form a single water path. Combining the two halves into common supply (12) and return (11) manifolds in parallel allows the two halves of the combustion chamber (1) to work with an equally distributed load without distortions.

В одном из особенно предпочтительных вариантов выполнения вышеописанного котла, на внешней стороне оребренной части П-образных труб (6) могут быть расположены фигурные металлические пластины (17). Пластины (17) служат для того, чтобы распределить сгоревшие газы таким образом, чтобы поток максимально полно контактировал с передней и задней поверхностью оребренной части труб (6). Также фигурные пластины позволяют максимально равномерно направлять сгоревшие газы в ту часть котла которая нагружена меньше или, наоборот, при необходимости уменьшать поток горячих газов.In one of the particularly preferred embodiments of the above-described boiler, shaped metal plates (17) can be located on the outside of the finned part of the U-shaped pipes (6). The plates (17) serve to distribute the burnt gases in such a way that the flow is in full contact with the front and rear surfaces of the finned part of the pipes (6). Also figured plates allow to direct the burnt gases as evenly as possible to that part of the boiler which is loaded less or, conversely, if necessary, reduce the flow of hot gases.

Ниже некоторые частные варианты выполнения котла будут проиллюстрированы и подробно описаны со ссылкой на фигуры чертежей.Below, some particular embodiments of the boiler will be illustrated and described in detail with reference to the figures of the drawings.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES OF THE DRAWINGS

На фиг. 1 показана аксонометрия топочной камеры в сборе, вид спереди;In FIG. 1 shows a perspective view of the complete combustion chamber, front view;

на фиг. 2 - то же, вид сзади;in fig. 2 - the same, rear view;

на фиг. 3 - аксонометрия половинки топочной камеры, вид спереди;in fig. 3 - axonometric half of the combustion chamber, front view;

на фиг. 4 - то же, вид сзади;in fig. 4 - the same, rear view;

на фиг. 5 - аксонометрия П-образной трубы с оребренной частью;in fig. 5 - perspective view of a U-shaped tube with a finned part;

на фиг. 6 - аксонометрия теплообменной трубы (в виде змейки) из двух труб с U-образным соединением;in fig. 6 - axonometric view of a heat exchange tube (in the form of a snake) of two tubes with a U-shaped connection;

на фиг. 7 - аксонометрия теплообменной трубы (в виде змейки) из четырех труб с соединением трубок в виде спирали.in fig. 7 - axonometric view of a heat exchange tube (in the form of a snake) of four tubes with tubes connected in the form of a spiral.

на фиг. 8 - аксонометрия половинки топочной камеры с вынесенным дополнительным поперечным коллектором за пределы топки, вид сзади;in fig. 8 - axonometric view of a half of the combustion chamber with an additional transverse collector taken out of the furnace, rear view;

на фиг. 9 - разрез топочной камеры, вид спереди;in fig. 9 - section of the combustion chamber, front view;

на фиг. 10 - вид Б;in fig. 10 - view B;

на фиг. 11 - вид А;in fig. 11 - view A;

на фиг. 12 - фигурная металлическая пластина.in fig. 12 - figured metal plate.

на фиг. 13 показан ход движения теплоносителя внутри труб и коллекторов котла.in fig. 13 shows the course of movement of the coolant inside the pipes and collectors of the boiler.

На фиг. 1-13 приняты следующие обозначения:In FIG. 1-13, the following notation is adopted:

1 - топочная камера,1 - combustion chamber,

2 - верхние продольные коллекторы,2 - upper longitudinal collectors,

3 - нижние продольные коллекторы,3 - lower longitudinal collectors,

4 - поперечный коллектор,4 - cross collector,

5 - дополнительный поперечный коллектор,5 - additional cross collector,

6 - по меньшей мере, частично оребренные П-образные трубы,6 - at least partially ribbed U-shaped tubes,

7 - гладкие П-образные трубы,7 - smooth U-shaped pipes,

8 - теплообменные горизонтальные трубы в виде змейки,8 - heat exchange horizontal pipes in the form of a snake,

9 - передние экранные трубы,9 - front screen pipes,

10 - задние экранные трубы,10 - rear screen pipes,

11 - коллектор обратки,11 - return manifold,

12 - коллектор подачи,12 - supply manifold,

13 - воздушники,13 - air vents,

14 - дренажи,14 - drainages,

15 - газоходы,15 - gas ducts,

16 - горелка,16 - burner,

17 - фигурные металлические пластины,17 - figured metal plates,

18 - перегородки.18 - partitions.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯIMPLEMENTATION OF THE INVENTION

Как показано на фиг. 1-13, водотрубный котел с принудительной циркуляцией содержит топочную камеру (1), продольные горизонтальные коллекторы (2), расположенные сверху, продольные горизонтальные коллекторы (3), расположенные снизу, поперечный коллектор (4), расположенный вертикально в задней части топочной камеры (1), дополнительный поперечный коллектор (5), расположенный вертикально в задней части топочной камеры (1), П-образные трубы с боковой оребренной частью (6), гладкие П-образные трубы (7), теплообменные трубы (8) в виде змейки, расположенные горизонтально, экранные трубы (9), расположенные спереди, экранные трубы (10), расположенные сзади, коллектор обратки (11), коллектор подачи (12), воздушники (13), дренажи (14) и газоходы (15).As shown in FIG. 1-13, a forced circulation water tube boiler comprises a combustion chamber (1), longitudinal horizontal collectors (2) located at the top, longitudinal horizontal collectors (3) located at the bottom, a transverse collector (4) located vertically at the rear of the combustion chamber ( 1), an additional transverse collector (5) located vertically in the rear part of the combustion chamber (1), U-shaped pipes with a lateral finned part (6), smooth U-shaped pipes (7), heat exchange pipes (8) in the form of a snake horizontal, screen pipes (9) at the front, screen pipes (10) at the back, return manifold (11), supply manifold (12), air vents (13), drains (14) and gas ducts (15).

Котел с принудительной циркуляцией в составе котельной установки (не показано) работает следующим образом.Boiler with forced circulation as part of the boiler plant (not shown) operates as follows.

Топливо и воздух подаются через горелку (16) в топочную камеру (1), где топливо сгорает с выделением тепла.Fuel and air are fed through the burner (16) into the combustion chamber (1), where the fuel burns with heat release.

Продукты сгорания охлаждаются в теплообменнике, отдавая тепло через тело и оребрение теплообменных труб (8), также за счет нижних (нижние участки П-образных труб (6)), потолочных (верхние участки П-образных труб (6)), передних (9) и задних (10) экранных труб с мембранами, коллекторов (2, 3, 4, 5).The combustion products are cooled in the heat exchanger, giving off heat through the body and the fins of the heat exchange pipes (8), also due to the lower (lower sections of the U-shaped pipes (6)), ceiling (upper sections of the U-shaped pipes (6)), front (9 ) and rear (10) screen pipes with membranes, manifolds (2, 3, 4, 5).

Затем отработанные газы проходят через боковые оребренные участки П-образных труб (6), снаружи которых закреплены фигурные металлические пластины (17), регулирующие количество проходящего газа через каждую трубу с максимальной отдачей тепла от сгоревших газов.Then the exhaust gases pass through the side finned sections of the U-shaped pipes (6), outside of which figured metal plates (17) are fixed, which regulate the amount of gas passing through each pipe with maximum heat transfer from the burnt gases.

Потом через газоходы (15) отработанные газы удаляются в дымовую трубу (не показано).Then, through the gas ducts (15), the exhaust gases are removed into the chimney (not shown).

Тепло, полученное при сгорании топлива, воспринимается водой через поверхности нагрева.The heat obtained during the combustion of fuel is perceived by water through the heating surfaces.

Как показано на фиг. 13 теплоноситель через коллектор обратки (11), попадает в продольные верхние коллекторы (2), в которых установлены перегородки (18) и по рядам параллельных П-образных трубок (6) опускается в нижние продольные коллекторы (3), а потом перемещается по тем же коллекторам и, упираясь в перегородку (18), поднимается по рядам параллельных П-образных трубок (6) к верхнему коллектору (2) и по такому же принципу теплоноситель разворачивается в верхнем коллекторе (2) и опускается вниз пока не доходит до крайних рядов параллельных П-образных труб (6) задней части топочной камеры (1).As shown in FIG. 13, the coolant through the return manifold (11), enters the longitudinal upper manifolds (2), in which partitions (18) are installed and, along the rows of parallel U-shaped tubes (6), descends into the lower longitudinal manifolds (3), and then moves along those the same collectors and, resting against the partition (18), rises along the rows of parallel U-shaped tubes (6) to the upper collector (2) and, according to the same principle, the coolant turns in the upper collector (2) and goes down until it reaches the extreme rows parallel U-shaped pipes (6) at the rear of the combustion chamber (1).

Из верхних (2) или нижних (3) коллекторов теплоноситель попадает в вертикальный коллектор (4), из которого перемещается по горизонтальным теплообменным трубам (8), разворачиваясь на 180 градуса один или два раза, в зависимости от количества U-образных изгибов (см. фиг. 6 и 7) и далее попадает в дополнительный поперечный коллектор (5), а затем через патрубки в дополнительном поперечном коллекторе (5) - в коллектор подачи (12), из которого теплоноситель направляют потребителю. При перемещении по трубам (6, 8) теплоноситель постепенно нагревается до заданной температуры.From the upper (2) or lower (3) collectors, the coolant enters the vertical collector (4), from which it moves along the horizontal heat exchange pipes (8), turning 180 degrees once or twice, depending on the number of U-shaped bends (see Fig. 6 and 7) and then enters the additional transverse manifold (5), and then through the nozzles in the additional transverse manifold (5) - into the supply manifold (12), from which the coolant is sent to the consumer. When moving through the pipes (6, 8), the coolant is gradually heated to a predetermined temperature.

Данная конструкция позволяет выравнивать скорость воды в разных частях котла независимо от его размеров и мощности.This design allows you to equalize the speed of water in different parts of the boiler, regardless of its size and power.

Оптимальные скорости движения воды позволяют избежать перегрева воды и металла.Optimal speeds of water movement allow avoiding overheating of water and metal.

При эксплуатации, после остановки котла для его опорожнения открываются дренажи (14), а при заполнении его водой открываются воздушники (13) (при закрытых дренажах (14)).During operation, after the boiler is stopped, drains (14) open to empty it, and when it is filled with water, air vents (13) open (with closed drains (14)).

За счет того, что топочная камера (1) состоит из двух половин, упростилась его сборка и сварка на кондукторе.Due to the fact that the combustion chamber (1) consists of two halves, its assembly and welding on the conductor has been simplified.

Благодаря тому, что в топочной части поверхность П-образных трубок (6) имеет оребрение, уменьшилось количество трудоемкой сварки мембран.Due to the fact that in the furnace part the surface of the U-shaped tubes (6) has fins, the amount of time-consuming welding of the membranes has decreased.

Теплообменные трубы (8) в виде змейки с гладкой или дополнительной теплообменной поверхностью (оребрение, ошиповка и т.п.), расположенные рядом с наружными вертикальными оребренными трубами имеют большую длину в сравнении с теплообменными трубами прототипа, что уменьшает количество сварных швов в изделии при той же тепловой мощности.Heat exchange tubes (8) in the form of a serpentine with a smooth or additional heat exchange surface (finned, studded, etc.) located next to the outer vertical finned tubes are longer in comparison with the heat exchange tubes of the prototype, which reduces the number of welds in the product when the same heat output.

Таким образом, использование в предложенном котле определенной конструкции теплообменных труб (8) и коллекторов топочной камеры позволяет максимально отбирать тепло от сгоревших газов и делает возможным иметь оптимальную гидравлическую схему котла, упрощает конструкцию и изготовление за счет применения простых и однотипных элементов, уменьшает металлоемкость котла и повышает надежность и экономичность.Thus, the use in the proposed boiler of a certain design of heat exchange pipes (8) and combustion chamber collectors allows maximum removal of heat from the burnt gases and makes it possible to have an optimal hydraulic circuit of the boiler, simplifies the design and manufacture through the use of simple and similar elements, reduces the metal consumption of the boiler and improves reliability and economy.

За счет хорошей доступности всех элементов конструкции котла значительно возрастает ремонтопригодность во время эксплуатации по сравнению с прототипом, дает возможность создания множества вариантов однотипных котлов различной мощности.Due to the good accessibility of all elements of the boiler design, the maintainability during operation significantly increases in comparison with the prototype, it makes it possible to create many options for the same type of boilers of various capacities.

Claims (20)

1. Водотрубный котел с принудительной циркуляцией, включающий в себя топочную камеру (1), выполненную из двух половин, каждая из которых содержит:1. Water tube boiler with forced circulation, including a combustion chamber (1) made of two halves, each of which contains: гладкие П-образные трубы (7), расположенные в поперечной плоскости упомянутой топочной камеры (1),smooth U-shaped pipes (7) located in the transverse plane of said combustion chamber (1), по меньшей мере, частично оребренные П-образные трубы (6),at least partially ribbed U-shaped tubes (6), теплообменные трубы (8), выполненные в виде змейки и размещенные внутри упомянутой топочной камеры (1) большей частью вдоль ее боковой стенки,heat exchange pipes (8), made in the form of a snake and placed inside the mentioned combustion chamber (1) mostly along its side wall, поперечный коллектор (4),cross collector (4), дополнительный поперечный коллектор (5),additional cross collector (5), верхний (2) и нижний (3) продольные коллекторы, имеющие конечные участки;upper (2) and lower (3) longitudinal collectors having end sections; в котором:in which: упомянутые верхний (2) и нижний (3) продольные коллекторы соединены между собой посредством упомянутых, по меньшей мере, частично оребренных П-образных труб (6) и упомянутых гладких П-образных труб (7);said upper (2) and lower (3) longitudinal manifolds are interconnected by said at least partially finned U-shaped tubes (6) and said smooth U-shaped tubes (7); упомянутый поперечный коллектор (4) размещен вблизи конечных участков упомянутых верхнего (2) и нижнего (3) продольных коллекторов,said transverse manifold (4) is located near the end sections of said upper (2) and lower (3) longitudinal manifolds, упомянутый поперечный коллектор (4) соединен с упомянутым дополнительным поперечным коллектором (5) посредством упомянутых теплообменных труб (8).said transverse collector (4) is connected to said additional transverse collector (5) by means of said heat exchange pipes (8). 2. Котел по п.1, в котором вышеупомянутые гладкие П-образные трубы (7) снабжены стальными пластинами, образующими мембранную поверхность.2. The boiler according to claim 1, in which the aforementioned smooth U-shaped tubes (7) are provided with steel plates forming a membrane surface. 3. Котел по любому из пп.1 или 2, в котором вышеупомянутые гладкие П-образные трубы (7) снабжены экранными трубами (9, 10), расположенными в плоскости гладких П-образных труб (7).3. Boiler according to any one of claims 1 or 2, in which the aforementioned smooth U-shaped pipes (7) are equipped with screen pipes (9, 10) located in the plane of the smooth U-shaped pipes (7). 4. Котел по п.1, в котором вышеупомянутый дополнительный поперечный коллектор (5) расположен вблизи вышеупомянутых конечных участков верхнего (2) и нижнего (3) продольных коллекторов.4. Boiler according to claim 1, in which the aforementioned additional transverse collector (5) is located near the aforementioned end sections of the upper (2) and lower (3) longitudinal collectors. 5. Котел по любому из пп.1 или 4, в котором вышеупомянутый дополнительный поперечный коллектор (5) расположен за пределами вышеупомянутой топочной камеры (1).5. Boiler according to any one of claims 1 or 4, in which the aforementioned additional transverse collector (5) is located outside the aforementioned combustion chamber (1). 6. Котел по п.1, в котором вышеупомянутые теплообменные трубы (8), соединенные в поперечные коллекторы, выполнены из нескольких частей, где по меньшей мере две части трубы (8), соединенные между собой отводами, расположены вдоль топочной камеры.6. Boiler according to claim 1, in which the aforementioned heat exchange pipes (8) connected in transverse collectors are made of several parts, where at least two parts of the pipe (8) connected to each other by bends are located along the combustion chamber. 7. Котел по п.1, в котором вышеупомянутые теплообменные трубы (8), расположенные внутри топочной камеры (1), могут быть дополнительно снабжены оребрением или ошиповкой.7. The boiler according to claim 1, in which the aforementioned heat exchange pipes (8) located inside the combustion chamber (1) can be additionally equipped with fins or studs. 8. Котел по п.1, в котором две половины вышеупомянутой топочной камеры (1) соединены между собой коллекторами обратки (11) и подачи (12) с образованием единого водяного тракта.8. The boiler according to claim 1, in which the two halves of the aforementioned combustion chamber (1) are interconnected by return (11) and supply (12) collectors to form a single water path. 9. Котел по п.1, в котором на внешней стороне оребренной части вышеупомянутых П-образных труб (6) расположены фигурные металлические пластины (17).9. The boiler according to claim 1, in which on the outer side of the finned part of the above-mentioned U-shaped pipes (6) there are figured metal plates (17). 10. Котел по п.1, в котором вышеупомянутые теплообменные трубы (8) расположены по существу горизонтально, а вышеупомянутый поперечный коллектор (4) и дополнительный поперечный коллектор (5) расположены по существу вертикально.10. Boiler according to claim 1, in which the aforementioned heat exchange tubes (8) are arranged essentially horizontally, and the aforementioned transverse manifold (4) and the additional transverse manifold (5) are arranged essentially vertically.
RU2021107405A 2021-03-22 2021-03-22 Water-tube boiler with forced circulation RU2767418C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021107405A RU2767418C1 (en) 2021-03-22 2021-03-22 Water-tube boiler with forced circulation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021107405A RU2767418C1 (en) 2021-03-22 2021-03-22 Water-tube boiler with forced circulation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2767418C1 true RU2767418C1 (en) 2022-03-17

Family

ID=80737200

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021107405A RU2767418C1 (en) 2021-03-22 2021-03-22 Water-tube boiler with forced circulation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2767418C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2803365C2 (en) * 2023-03-03 2023-09-12 Ришат Сафуанович Шаймухаметов Boiler

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU600357A1 (en) * 1975-03-12 1978-03-30 Научно-Исследовательский Институт Санитарной Техники Мпсм Ссср Heating boiler
EP0390656A1 (en) * 1989-03-28 1990-10-03 Maurice Vidalenq Boiler with water tubes and heating installation equipped with such a boiler
RU2362094C1 (en) * 2007-12-11 2009-07-20 ООО "Псковский котельный завод" Boiler with forced circulation
RU2722493C1 (en) * 2020-01-17 2020-06-01 Ришат Сафуанович Шаймухаметов Boiler with forced circulation

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU600357A1 (en) * 1975-03-12 1978-03-30 Научно-Исследовательский Институт Санитарной Техники Мпсм Ссср Heating boiler
EP0390656A1 (en) * 1989-03-28 1990-10-03 Maurice Vidalenq Boiler with water tubes and heating installation equipped with such a boiler
RU2362094C1 (en) * 2007-12-11 2009-07-20 ООО "Псковский котельный завод" Boiler with forced circulation
RU2722493C1 (en) * 2020-01-17 2020-06-01 Ришат Сафуанович Шаймухаметов Boiler with forced circulation

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2805943C2 (en) * 2023-02-20 2023-10-24 Ришат Сафуанович Шаймухаметов Boiler
RU2803365C2 (en) * 2023-03-03 2023-09-12 Ришат Сафуанович Шаймухаметов Boiler

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2717732C2 (en) Condensing heat exchanger equipped with heat exchanging device
RU2696418C1 (en) Boiler with forced circulation
JPH0271001A (en) Once-through boiler
US3863606A (en) Vapor generating system utilizing fluidized beds
JP2017534828A (en) A once-through vertical tube supercritical evaporator for heat recovery steam generators.
KR101165297B1 (en) Boiler water cycle of a fluidized bed reactor and a fluidized bed reactor with such boiler water cycle
RU2767418C1 (en) Water-tube boiler with forced circulation
RU2722493C1 (en) Boiler with forced circulation
JPS5943681B2 (en) Inclined branch type water tube boiler
CN219607046U (en) Two-section type asymmetric high-temperature heating surface structure
JPS6014241B2 (en) Transforming boiler
US4073267A (en) Vapor generator
CN109764328B (en) Application method of supercritical carbon dioxide boiler
RU2696159C1 (en) Heater for liquid and gaseous media
RU2260743C1 (en) Vertical water-tube boiler (versions)
CN102245966B (en) Continuous steam generator
RU2382938C2 (en) Steam generator
US3392710A (en) Combined combustor screen and gas flow distributor
RU2689497C1 (en) Boiler with forced circulation
US3741174A (en) Tube supports
RU2110730C1 (en) Barrel boiler
CN215294883U (en) Superheater arranged at lower part of radiation section
RU2771558C1 (en) Boiler
RU2061932C1 (en) Heating boiler
CA1125597A (en) Steam generator arrangement