CS271034B1

CS271034B1 - Lamp field for treble-pass single-flue boiler's tubes

Info

Publication number: CS271034B1
Application number: CS883615A
Authority: CS
Inventors: Ladislav Ing Vojtenko
Original assignee: Ladislav Ing Vojtenko
Priority date: 1988-05-27
Filing date: 1988-05-27
Publication date: 1990-08-14
Also published as: CS361588A1

Abstract

As part of the retention of needed bridges and spans required due to the technological-manufacturing and operational views, it is possible to situate a larger number of cross-sectional circles in the same area of the front reversible headers. Heat surface shall be increased, or with the same area, the diameter of the boiler shell shall be reduced by 10 to 15%. The cross-sectional areas (43) of the inner fire tubes (41) as well as of the external fire tubes (42) are laid out on the concentric circles in such a way so that on each circle there is the same number of regularly situated cross-sectional areas (43) and the midpoint of each cross-sectional area (43) and midpoints of the closest cross-sectional areas (43) form an isosceles triangle on the neighbouring concentric circle. The sides of all triangles are of the same lengths and the concentric circles belonging to the inner fire tubes (41) have their midpoint within the axis (21) of the flame (2), and the concentric circles belonging to the external fire tubes (42) have their midpoint within the axis (31) of the rear reversible header (3).<IMAGE>

Description

Vynález se týká pole žárových trubek třítahového jednoplamencového kotle s excentricky umístěným plamencem, pro spalování plynných nebo kapalných paldv.FIELD OF THE INVENTION The invention relates to a field of fire tubes of a three-pass single-flame boiler with an eccentrically positioned flame tube for the combustion of gaseous or liquid decks.

U válcových plamencových žárotrubných kotlů v třitahovém provedeni je první, tah: tvořen plamencem, druhý je tvořen svazkem vnitřních žárových trubek vycházejících ze zadní obratové komory, a třetí tah je tvořen svazkem vnějších žárových trubek vycházejících z přední obratové komory. Žárové trubky jsou umístěny rovnoběžně s osou válcového ležatého pláště kotle a jejich svazky tvoří v příčném řezu trubkové pole druhého tahu a trubkové pole třetího tahu, uspořádání trubek v trubkových polích je obvykle ve vodorovných řadách, kde sudé řady jsou vůči lichým posunuté, takže trubky v sousedních řadách jsou navzájem přesazené a středy trubkových řezů tvoří vrcholy kosočtverce nebo kosodélníka. Obálka trubkového pole tvoří při tomto uspořádání trubek nepravidelný mnohoúhelník, který je vepsaný kruhové plode čela dna nebo obratové komory. Pro docílení co nejmenšího obvodu válcového ležatého pláště, tedy co nejmenšího obestavěného prostoru kotle, je toto uspořádání trubek nevýhodné, neboť při dodržení potřebných roztečí mezi trubkami není využití kruhové plochy čela obratové komory a dna trubkovým polem optimální, pro lepší využití kruhové plochy se volí menší trubkové rozteče, tedy i můstky. Malé můstky jsou nevýhodné z hlediska vnitřních pnutí při svařování, při provozu i při opravách či výměně žárových trubek. Umístění trubkových svazků druhého i třetího tahu s trubkami ve vodorovných řadách u parních kotlů je obvykle ve středním pásu průřezu válcového pláště, takže ve spodní části bubnu je vytvořena přístupová manipulační část vodního prostoru pro čištění, prohlídky a opravy kotlů a v horní části válcového pláště je vytvořen parní prostor. U horkovodních kotlů není potřeba parního prostoru, proto trubkové pole vyplňuje celou horní část válcového pláště. Střední pás trubkového pole bývá rozdělán na dvě souměrné poloviny, takže uprostřed vzniká svislý proudnicový komín, který umožňuje intenzívní proudění vodního obsahu kotle ve směru od tepelně značně zatíženého povrchu plamence, a tak jej ochlazuje, и horkovodních dvoutahových kotlů je známo i uspořádání trubek s průřezovými plochami na soustředných kružnicích kolem plamence, kde obvody kružnic jsou od sebe stejně vzdálené. Toto uspořádání je však málo vhodné pro třítahové provedení a pro parní kotle.In cylindrical flame tube boilers in a three-stroke embodiment, the first is a thrust: a flame tube, the second is a bundle of internal fire tubes exiting the rear turn chamber, and the third thrust is a bundle of external fire tubes exiting the front turn chamber. The heat tubes are placed parallel to the axis of the cylindrical horizontal casing of the boiler and their bundles form a cross-section of the second draft tube and the third draft tube, the arrangement of the tubes in the tube fields is usually in horizontal rows where the even rows are offset relative to the odd adjacent rows are offset from each other and the centers of the tubular sections form the tips of the rhombus or rhomboid. In this tube arrangement, the envelope of the tubular field forms an irregular polygon which is inscribed with a circular fetal bottom face or reversing chamber. In order to achieve the smallest circumference of the cylindrical horizontal casing, ie the smallest enclosed space of the boiler, this pipe arrangement is disadvantageous, because if the required spacing between the tubes is maintained the utilization of the circular face of the reversing chamber and bottom is not optimal. pipe spacing, including bridges. Small bridges are disadvantageous from the point of view of internal stresses during welding, during operation and during repair or replacement of hot tubes. The location of the second and third thrust bundles of tubes in horizontal rows of steam boilers is usually in the middle strip of the cylindrical shell cross section, so that an access handling part of the water space is created at the bottom of the drum for cleaning, inspecting and repairing the boilers. created steam space. There is no need for steam space in hot water boilers, therefore the pipe field fills the entire upper part of the cylindrical shell. The central strip of the pipe field is divided into two symmetrical halves, so that a vertical stream chimney is created in the middle, which allows intensive flow of the water content of the boiler away from the heavily loaded surface of the flame tube. areas on concentric circles around the pennant, where the circumferences are equidistant from each other. However, this arrangement is not suitable for three-pass design and for steam boilers.

Úkolem vynálezu je uspořádání pole žárových trubek jednoplamencového kotle, které by optimálně využívalo kruhové plochy čel obratových komor a dna kotle, a přitom byly zachovány dostatečně velké můstky mezi trubkami a rozteče průřezových kružnic.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an array of incandescent tube firepipes which optimally utilizes the circular surfaces of the reversing chamber faces and the boiler bottom while maintaining sufficiently large bridges between the pipes and the pitches of the cross-sectional circles.

Tento úkol řeší vynález, který v podstatě odstraňuje výše uvedené nevýhody dosavadních známých konstrukcí, kterým je pole žárových trubek třítahového jednoplamencového kotle s excentricky umístěným plamencem napojeným na válcovou zadní obratovou komoru, kde osy plamence, zadní obratové komory a tělesa kotle leží rovnoběžně ve svislé rovině a kdy druhý tah tvoří vnitřní žárové trubky vystupující ze zadní obratové komory a třetí tah tvoří vnější žárové trubky vstupující do zadního dna kotle, a jeho podstata spočívá v tom, že průřezové plochy vnitřních i vnějších žárových trubek jsou uspořádány na soustředných kružnicích tak, že na každé kružnici je stejný počet pravidelně rozmístěných průřezových ploch a že střed každé průřezové plochy se středy dvou nejbližších průřezových ploch na sousední soustředné kružnici tvoří rovnoramenný trojúhelník,a to tak, že ramena všech trojúhelníků Jsou stejně dlouhá, přičemž soustředné kružnice příslušející vnitřním žárovým trubkám mají střed v ose plamence a soustředné kružnice příslušející vnějším žárovým trubkám mají střed v ose zadní obratové komory.This object is solved by the invention which substantially eliminates the above-mentioned disadvantages of the prior art, which is the hot tube array of a three-stroke single flame boiler with an eccentrically positioned flame connected to a cylindrical rear turn chamber. and wherein the second thrust is formed by the inner heat tubes extending from the rear turn chamber and the third thrust is formed by the outer heat tubes entering the rear bottom of the boiler, and wherein the cross-sectional surfaces of the inner and outer heat tubes are arranged on concentric circles so that each circle has the same number of regularly spaced cross-sectional areas and that the center of each cross-sectional area with the centers of the two nearest cross-sectional areas on an adjacent concentric circle forms an isosceles triangle, so that the arms They are equally long, with the concentric circles belonging to the inner heat tubes having a center in the axis of the flame tube and the concentric circles belonging to the outer heat tubes having a center in the axis of the rear inverting chamber.

Vyšší účinek vynálezu spočívá v optimálním uspořádání pole žárových trubek, kde při zachování potřebných můstků a roztečí průřezových kružnic, nutných z výrobně technologického a provozního hlediska, je umožněno umístit větší počet průřezových kružnic na stejnou plochu čel obratových komor. Tím se při stejném průměru pláště kotle zvětší výhřevná plocha nebo naopak při stejném počtu žárových trubek, tedy stejné výhřevné ploše je možné zmenšit průměr pláště kotle až o 10 až 15 % , což představuje nejen menší zastavěnou plochu kotle, ale i značnou úsporu materiálu.The higher effect of the invention is to optimize the arrangement of the hot-tube array where, while maintaining the necessary bridges and the pitch of the cross-sectional circles required from the manufacturing and technological point of view, it is possible to place a larger number of cross-sectional circles on the same face of the reversing chambers. Thus, with the same boiler shell diameter, the heating surface is increased, or vice versa with the same number of heat pipes, the same heating surface can reduce the boiler shell diameter by up to 10 to 15%, which not only represents a smaller built-up boiler area.

Příklad konkrétního provedení kotle s polem žárových trubek podle vynálezu Je schematicky znázorněn na výkresu, kde na obr. 1 je příčný řez a na obr. 2 podélný osový řez kotlem.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT OF THE FIELD PIPE BOILER OF THE INVENTION It is schematically shown in the drawing, wherein FIG. 1 is a cross-sectional view and FIG.

Kotel s polem žárových trubek podle vynálezu je tvořen ležatým válcovým pláštěm 1, v jehož dutině je ve spodní části excentricky umístěný válcový plamenec 2, osa 21 plamence 2 je rovnoběžná s osou pláště 2· PlášE 2 uzavírají kruhová dna 21/ к jejichž vnitřním plochám je připojena zadní obratová komora 3 a neznázorněná přední obratová komora. Zadní obratová komora 3 má tvar nízkého válce o větším průměru, než je průměr plamence 2. Osa 31 zadní obratové komory 3 je umístěna ve svislé rovině mezi osou pláště 2 ^a osou 21 plamence 2. Ze zadní obratové komory 3 vystupují kolem plamence 2 vnitřní žárové trubky 41 druhého tahu, které vstupují do neznázorněné přední obratové komory. Z přední obratové komory vystupují vnější žárové trubky 42, které vstupují kolem zadní obratové komory 3 do zadního dna n. Průřezové plochy 43 vnitřních i vnějších žárových trubek 41, 42 tvoří pole 44· Oeho plocha je omezena dolní hranicí 45, která vymezuje manipulační Část 51 vodního prostoru 5,a horní hranicí 46, která vymezuje parní prostor 6· Tím je dosaženo toho, že vnější Část pole 44, tvořená průřezovými plochami 43 vnějších žárových trubek 42, je složena ze dvou Částí umístěných kolem vnitřní části pole 44, tvořeného průřezovými plochami 43 vnitřních žárových trubek 41· Vnitřní část pole 44 je ve svislé ose přerušena středním proudnicovým komínem 7 bez vnitřních žárových trubek 41· Průřezové plochy 43 vnitřních žárových trubek 41 jsou uspořádány na soustředných kružnicích se středem v ose 21 plamence 2 tak, že na každé kružnici je stejný počet pravidelně rozmístěných průřezových ploch 43. Střed každé průřezové plochy 43 tvoří se středy dvou nejbližších průřezových ploch 43 sousední soustředné kružnice rovnoramenný trojúhelníky a to takový, že ramena všech trojúhelníků jsou stejně dlouhá. To znamená, že se zvětšujícím se průměrem se vzdálenosti sousedních soustředných kružnic zkracují. Průřezové plochy 43 vnějších žárových trubek 42 jsou stejným způsobem rozmístěny na soustředných kružnicích, které však mají střed v ose 31 zadní obratové komory 3.The boiler with the hot-tube field according to the invention consists of a horizontal cylindrical jacket 1, in the cavity of which a cylindrical flame tube 2 is eccentrically located, the axis 21 of the flame tube 2 is parallel to the axis of jacket 2. a rear turnover chamber 3 and a front turnover chamber (not shown) are connected. The rear maneuver chamber 3 has the shape of a low cylinder with a diameter larger than the diameter of the flame tube 2. The axis 31 of the rear maneuver chamber 3 is located in a vertical plane between the axis of the casing 2 ^{and the} axis 21 of the flame tube. second thrust tubes 41 that enter the forward turn chamber (not shown). Outside of the forward reversing chamber, external heat tubes 42 extend around the rear reversing chamber 3 into the rear bottom n. The cross-sectional areas 43 of the internal and external refractory tubes 41, 42 form a field 44. Thus, the outer portion of the field 44 formed by the cross-sectional areas 43 of the outer tube 42 is composed of two parts positioned around the inner portion of the field 44 formed by the cross-sectional areas. 43 of the internal fire tubes 41 · The inner part of the field 44 is interrupted in the vertical axis by the central chimney 7 without the internal fire tubes 41 · The cross-sectional areas 43 of the internal fire tubes 41 are arranged on concentric circles centered in the axis 21 of the flame tube. is the same number of regular ro The center of each cross-sectional area 43 forms, with the centers of the two closest cross-sectional areas 43 of the adjacent concentric circle, isosceles triangles such that the arms of all triangles are equally long. This means that as the diameter increases, the distances of adjacent concentric circles become shorter. The cross-sectional areas 43 of the outer tube 42 are equally spaced on concentric circles, but have a center in the axis 31 of the rear invert chamber 3.

Od žárových trubek 41, 42 se ohřívá voda ve vodním prostoru 5. Intenzivnějšímu proudění a dostatečnému ochlazování plamence 2 napomáhá střední proudnicový komín 7. Žárové trubky 41, 42 jsou od sebe z provozního i výrobně technologického hlediska dostatečně vzdálené a v dostatečném počtu. Ve směru к plášti 2 kotle je jejich optimální vzdálenost zvolená a konstantní, čímž je zároveň dosaženo toho, že rozteč průřezových ploch 43 se zvětšujícím se průměrem soustředných kružnic roste, a to tak, že je optimálně využita mezikruhová plocha zadní obratové komory 2 ^a dna 11.From the heat tubes 41, 42 the water in the water space 5 is heated. A more central flow chimney 7 supports the more intensive flow and sufficient cooling of the flame tube 2. The heat tubes 41, 42 are sufficiently distant from each other in operational and technological terms. In the direction of the boiler shell 2, their optimum distance is selected and constant, which at the same time achieves that the spacing of the cross-sectional areas 43 increases with increasing diameter of the concentric circles by optimally utilizing the annular surface of the rear reversing chamber 2 ^and bottom 11 .

Popsané provedení kotle s polem 44 žárových trubek 41/ 42 podle vynálezu není jediným uplatněním vynálezu, ale například pro horkovodní kotle, kde není potřeba parního prostoru 6, neomezuje horní hranice 46 pole 44 a vnější žárové trubky 42 obklopují vnitřní žárové trubky 41 v celé horní části kotle.The described embodiment of the boiler with the heat tube array 44 according to the invention is not the only application of the invention, but for example for hot water boilers where steam space 6 is not required, the upper limit 46 of the field 44 is not limited. parts of the boiler.

Vynálezu lze využít pro válcové kotle a rekuperační výměníky tepla s trubkovou téplosměnnou plochou.The invention can be used for cylindrical boilers and recuperative heat exchangers with tubular heat exchange surfaces.

Claims

Array tube of three-pass single-flame boiler with eccentrically positioned flame tube connected to a cylindrical rear turn chamber, where the axes of the flame tube, rear turn chamber and boiler body are parallel in a vertical plane; the hot tubing extending into the rear of the boiler, characterized in that the cross-sectional areas (43) of the inner hot tubing (41) and the outer hot tubing (42) are arranged on the central circle so that the same number of regularly spaced and that the center of each cross-sectional area (43) with the centers of the two nearest cross-sectional areas (43) on an adjacent concentric circle forms an isosceles triangle such that the arms of all triangles are equally long, with concentric circles the respective inner heat tubes (41) have a center in the axis (21) of the flame tube (2) and the concentric circles corresponding to the outer heat tubes (42) have a center in the axis (31) of the rear reversing chamber (3).