CS200412B1 - Vestavba vertikálního žárotrubného kotle - Google Patents

Description

Vynález se týká vestavby vertikálního žárotrubného kotle, zejména vnitřní vestavby výparníku, který je používán například v souborech chemických výroben. Řešením se má dosíci organizovaného a intenzivního proudění kotelní vody podél části tepelně nejvíce namáhaných.

Tento technický problém byl již řešen například užitím systému trubka v trubce tak, že soustředně všem trubkám žárovým jsou po celé délce uspořádány trubky plášťové většího průměru. Trubky žárové i pláštové jsou společně zaústěny do oválných, po případě kruhových komor relativně malého průřezu, vzájemně svařených tak, že vytvářejí trubkovnice kotle, nebo jsou zaústěny do dvojic plochých trubkovnic provedených s malou mezerou. Relativně malý průřez mezikruhová mezery mezi žárovými a plášťovými trubkami i relativně malé průřezy komor zajišťují možnost dosaženi potřebných rychlosti prouděni kotelní vody, resp. parovodni směsi.

Tyto systémy kotlů jsou však složité po stránce konstrukční i výrobní. Například oproti kotli se svazkem žárových trubek, který js uložen ve společném vnějším tlakovém plášti, vychází dvojnásobný počet tlakových svarů na připojeni trubek ke komorám a navic připadají svary mezi jednotlivými komorami.

200 412

200 412

Společným nedostatkem popsaných systémů je obtížná vyměnitelnost vnitřních žárových trubek při jejich poškozeni. Při vštši délce trubkového svazku musí být totiž mezi vnitřními žárovými a vnějšími pláštovými trubkami uspořádány rozpěrky přivařené k žárovým trubkám; zvláětě tyto rozpěrky ztěžuji vyjímáni trubek.

Dále jsou známy konstrukce vertikálních žárotrubných kotlů se vstupem plynů zespoda, které máji ve 9podni části vodního prostoru uspořádán vnitřni plášt, připojený k vnějěimu tlakovému plášti nad hrdly pro vstup kotelní vody a ukončený v malé vzdálenosti nad spodní trubkovnici. Kotelní voda proudí mazikruhovou mezerou mezi vnějším tlakovým pláštěm a vnitřním nátlakovým pláštěm a je vedena do bezprostřední blízkosti spodní trubkovnice rovnoměrně po obvodu svazku žárových trubek. Tim je zajištěno organizované prouděni kotelní vody podél tepelně namáhaná trubkovnice, zvláště na vstupu dc trubkového svazku, méně již v dalším průřezu svazku. Prouděni podál jednotlivých žárových trubek není řešeno vůbec.

Zdokonalením tohoto provedeni je dalši známé řešeni, spočívejici v tom, že k vnitřnímu netlakovému plášti kotle, vytvářejícímu spolu s vnějším pláštěm prstencovou mezeru, je připojena v zásadě horizontálně uspořádaná kruhová přepážka přes celý průřez svazku žárových trubek. Přepážka, která může být též vyklenuta směrem k trubkovnici, je opatřena otvory většího průměru než žárové trubky. Otvory jsou provedeny soustředně s těmito trubkami, takže kolem trubek vznikají v přepážce mezikruhové mezery, Tim je organizováno prouděni kotelní vody podál trubkovnice s potřebnou rychlosti v celám průřezu svazku žárových trubek i přítok vody k jednotlivým trubkám.

Neni však zajištěno intenzivní prouděni podél žárových trubek v jejich části tepelně nejvíce namáhané a dále účinná vynášeni částeček kalu mimo tuto oblast.

Obě posledně uvedená známá provedeni žárotrubných kotlů však neřeší požadavky prouděni na straně parovodní směsi při vstupu plynů do kotle ahora.

Nevýhody známých řeěení odstraňuje vestavba vertikálního žárotrubného kotle s přímými teplosměnnými trubkami, vnějšim válcovým tlakovým a vnitřním netlakovým pláštěm a trubkovnicemi, sestávající dále z kruhové přepážky s otvory pro trubky, která je uchycena k vnějšímu tlakovému plášti.

Podstata řešení je v tom, že soustředně s přímými žárovými trubkami jsou v části výšky přímých žárových trubek v oblasti vysokých tepelných toků vždy na vstupu horkých plynů do vertikálního žárotrubného kotle ke kruhové přepážce napojeny usměrňovači trubky většího průměru, vytvářející okolo přímých žárových trubek mezikruhové mezery pro průtok kotelní vody, respektive parovodní 9měei. Při vstupu horkých plynů do trubkového prostoru zespodu je kruhová, v zásadě horizontální přepážka umístěna nad spodní trubkovnici a js připojena k vnějšímu válcovému tlakovému plášti nad přívodním potrubím kotelní vody.

Při vstupu horkých plynů do trubkového prostoru shora je kruhová, v zásadě horizontální přepážka umístěna pod horní trubkovnici tak, že horní okraj usměrňovačích trubek je v blízkosti horní trubkovnice, a je k vnějšímu válcovému tlakovému plášti připojena pod výstupním potrubím kotelní vody, respektive parovodní směsi.

200 412 □o mezitrubkového prostoru mezi usměrňovacimi trubkami je v bezprostřední blízkosti kruhové, v zásadě horizontální přepážky zaústěna nejméně jedna trubka pro odkalování kotle.

Hlavni výhodou řeéani podle vynálezu je dosaženi organizovaného a intenzivniho prouděni a dostatečných rychlostí kotelní vody, respektive parovodní kotelní směsi podél tepelně nejvíce namáhaných části. Při vstupu horkých plynů zespoda přispívá organizovaný průtok kotelní vody a rychlostí prouděni také k vynášeni částeček kalu ze spodní trubkovnice mimo oblast vysokého tepelného namáhání tlakových části kotle. Při vstupu horkých plynů shora je zabráněno případnému vytváření parního polštáře pod horni trubkovnici.

Přiklad provedeni vestavby vertikálniho žárotrubného kotle podle vynálezu je schematicky znázorněn na výkresech, kde na obr, 1 je vidět podélný řez žárotrubným kotlem s kruhovou přepážkou a usměrňovacimi trubkami, na obr, 2 je přičný řez A-A tímto kotlem, na obr. 3 je další alternativa uspořádáni kruhové přepážky a usměrňovačích trubek v podélném řezu a na obr. 4 je přičný řez B-B kotlem znázorněným na obr. 3.

Vertikální žárotrubný kotel sestává z vnějšího válcového tlakového pláště 1 a z vnitřního válcového nstlakového pláště 2, dále z horni trubkovnice 3 a ze spodní trubkovnice 4, v nichž jsou upevněny přimé žárové trubky 5, jimiž je utvořen trubkový prostor 6 a mezitrubkový prostor 7. V mezi trubkovém prostoru 7 je k dosaženi organizovaného intenzivního prouděni kotelní vody, respektive parovodní směsi podél nejvíce namáhaných části, tj. jak podél spodní trubkovnice 4 nebo horni trubkovnice _3, tak podél nejvíce namáhaných části v oblasti vstupu horkých plynů do kotle, uspořádána vestavba. Vestavba sestává z kruhové, v zásadě horizontální přepážky 8, zasahující celý průřez mezitrubkového prostoru 7 a je připojena k vnějšímu válcovému tlakovému plášti J. buň přimo, nebo prostřednictvím vnitřního válcového netlakovóho pláště 2. Ke kruhové, v zásadě horizontální přepážce 8 jsou soustředně s přímými žárovými trubkami 5 napojeny usměrňovači trubky 9, které kolem žárových trubek 5 vytvářej! mezikruhové mezery 10 pro intenzivní průtok kotelní vody, respektive parovodní směsi. Kruhová, v zásadě horizontální přepážka 8 má otvory shodného průměru jako usměrňovači trubky 9 nebo průměru menšího. Tyto usměrňovači trubky 9 jsou provedeny pouze v části celkové délky žárových trubek 5, a to v oblasti vysokých tepelných toků na vstupu horkých plynů do vertikálniho žárotrubného kotle. Délka usměrňovačích trubek 9 se urči podle tepelného a hydrodynamického výpočtu kotle.

Popsané provedeni vestavby je v podstatě aplikovatelné jak pro vertikální žárotrubný kotel se vstupem horkých plynů zespoda, tak i zeshora. i

Při vstupu horkých plynů do trubkového prostoru 6 zespoda, viz obr. 1, je kruhová, v zásadě horizontálně uspořádáná přepážka 8 a usměrňovači trubky 9 v blízkosti spodní trubkovnice 4. Kotelní voda je vstupním potrubím 13 zavedena do prostoru pod kruhovou přepážku 8. Výstupní potrubí 12 kotelní vody, respektive parovodní směsi je vyvedeno z prostoru pod kruhovou přepážkou 8. Při vstupu plynu zespoda přispívá organizovaný průtok kotelní vody a rychlosti prouděni rovněž k vynášení částeček kalu ze spodní trubkovnice 4 mezikruhovými mezerami 10 mezi žárovými 5 a usměrňovacimi trubkami 9 do prostoru

200 412 mimo oblast vysokého tepelného namáhání tlakových části kotle. Po výstupu z mezikruhových mezer 10 mohou částečky kalu vlivem poklesu rychlosti prouděni sedimentovát v mezitrubkovém prostoru 7 mezi usměrňovacím! trubkami 9, odkud mohou být odváděny mimo kotel, např, výstupním potrubím 12 pro odkalovánl kotle.

Při vstupu horkých plynů do trubkového prostoru 6 shora, obr, 2, je v zásadě horizontální kruhová přepážka 8 uspořádána v blízkosti horní trubkovnice 3, kde jsou také ukončeny usměrňovači trubky 9, Parovodnl aměs ja výstupním potrubím 12 parovodnl směsi, respektive kotelní vody vyváděna z prostoru nad kruhovou, v zásadě horizontální přepážkou 8. Při vetupu horkých plynů shora umožňuje provedeni vestavby podle vynálezu dosaženi relativně vysokých rychlosti prouděni parovodnl směsi kolem žárových trubek 5 v oblasti vysokého tepelného namáháni, a tím dosaženi jejich intenzivního chlazeni. Dále umožňuje rovnoměrná rozděleni a přítok parovodnl aměsi ks všem žárovým trubkám] tim, že zvyšuje rychlosti prouděni parovodnl aměai kolem žárových trubek 5 až do bezprostřední blízkosti horní trubkovnice 3, zabraňuje případnému vytváření parniho polštáře pod touto trubkovnici 3. ^Jednotlivými proudy parovodnl směsi, vycházejícími z mezikruhových mezer 10 mezi usměrňovacím! 9 a žárovými trubkami 5, js horní trubkovnice 3 intenzivně omývána a tim 1 chlazena, když v případě vetupu plynu do kotle shora sedimentujl kaly obsažené v kotelní vodě v dolní části výparniku pod vestavbou, je přesto vestavba opatřena potrubím 11 pro odkalovánl kotle z mezitrubkového prostoru 7 mezi ueměrňovacimi trubkami 9. Distancováni mezikruhové mezery 10 mezi žárovými 5 a ueměrňovacimi trubkami 9 možno provést návarky na usměrňovačích trubkách 9, protože dálka usměrňovačích trubek 9 je relativně malá a protože tyto usměrňovači trubky 9 nejsou namáhány tlakem ani jinými silami.

Claims (4)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Vestavba vertikálního žárotrubného kotle, umístěná v mezitrubkovém prostoru.sestávající z přímých žárových trubek, dále z kruhová, v zásadě horizontální přepážky s otvory pro trubky, která je uchycena k vnějšímu tlakovému plášti vertikálního žárotrubného kotle, vyznačená tim, že soustředně s přímými žárovými trubkami (5) jsou ke kruhová, v zásadě horizontální přepážce (8) napojeny vždy na vstupu horkých plynů do vertikálního žárotrubného kotle usměrňovači trubky (9) většího průměru, vytvářející okolo přímých žárových trubek (5) mezikruhová mezery (10) pro průtok kotelní vody, respektive parovodnl aměsi, přičemž dálka usměrňovačích trubek (9) je určena v závislosti na tepelném a hydrodynamickém výpočtu vertikálního žárotrubného kotle a tvoři až jednu třetinu celková dálky žárových trubek (5).

   200 412
2. 2. Vestavba vertikálního žárotrubného kotle podle bodu i, vyznačená tim, že při vstupu horkých plynů do trubkového prostoru (6) žárových trubek (5) zespodu je kruhová, v zásadě horizontální přepážka (8) umístěna nad spodní trubkovnicí (4) a je připojena k vnějšímu válcovému tlakovému plášti (1) nad přívodním potrubím (13) kotelní vody.
3. 3. Vestavba vertikálního žárotrubného kotle podle bodu 1, vyznačená tim, že při vstupu horkých plynů do trubkového prostoru (6) žárových trubek (5) shora je kruhová, v zásadě horizontální přepážka (8) umístěna pod horní trubkovnicí (3) tak, že horni okraj usměrňovačích trubek (9) je v blízkosti horni trubkovnice (3), a je k vnějšímu válcovému tlakovému plášti (i) připojena pod výstupním potrubím (12) kotelní vody, respektive parovodní směsi.
4. 4. Vestavba vertikálního žárotrubného kotle podle bodů 1 až 3, vyznačená tím, že do mezitrubkového prostoru (7) mezi usměrňovaclmi trubkami (9) je v bezprostřední blízkosti kruhové, v zásadě horizontální přepážky (8) zaústěna alespoň jedna trubka (11) pro odkalování kotle.