HU190688B

HU190688B - Boiler of large water space

Info

Publication number: HU190688B
Application number: HU175682A
Authority: HU
Inventors: Barnabas Bona
Original assignee: Barnabas Bona
Priority date: 1982-06-01
Filing date: 1982-06-01
Publication date: 1986-10-28

Abstract

A találmány lényege, hogy a viztérdobon (1) belül a tüztérdobnak (2) mind a köpenyét, mind a fenéklemezeit víztér veszi körül és a víztérdob (1) és tűztérdob (2) fenéklemezein keresztülhaladó átkötőcsövei (3) vannak, melynek a tűztérdob (2) mindkét fenéklemezéhez koncentrikusan kapcsolódó égőcsövek (7) tengelyével koncentrikus kör mentén vannak elhelyezve. A tüzelőberendezés (8) a kazán bármelyik végén elhelyezkedő égőcsóhöz (7) illeszthelően van kialakítva. A füstcBÖvek (4) a tűztérdobbal (2) koaxiális kör mentén vannak a viztérben elhelyezve és a víztérdob fenéklemezeihez kapcsolódnak. (1. ábra) 190688 -1-It is an object of the present invention that within the water drum (1), the fire drum (2) is surrounded by both the jacket and the bottom plates of water and is provided with the connecting tubes (3) passing through the bottom plates of the water drum (1) and the fire drum (2) to which the fire drops (2). ) are disposed on a concentric circle with the axis of the concentratingly connected burner tubes (7) on both bottom plates. The combustion plant (8) is configured to accommodate a burner (7) at either end of the boiler. The smoke rods (4) are coaxial with the stub (2) placed in the water space and are connected to the bottom plates of the water drum. (Figure 1) 190688 -1-

Description

A találmány nagyvlzterű kazán, amelynek a hőhordozó közeget - víz, gőz, termoolaj, stb. - magába foglaló dob alakú víztere és azon belül elhelyezett ugyancsak dob alakú lángcsöve van.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a large-scale boiler having a heat transfer medium such as water, steam, thermal oil, and the like. - having a drum-shaped water space and also a drum-shaped flame tube within it.

Az olaj- és gáztüzelés elterjedésével sok kazán-konstrukció alakult ki ée leginkább a lángcsövee-füetcsövea szerkezeti elrendezés valósult meg főleg a kisteljesítményű kategóriában.With the spread of oil and gas firing, many boiler designs have been developed and the flame tube / flue pipe arrangement has been achieved mainly in the low power category.

Ismeretes olyan lángcsöves-füstcsöves kazán, amelynek a mellső és hátsó csőfalhoz csatlakozó, a kazántesten átmenő tűztere van, a tűztór végén a füstgázok fordítókamrája a kazántesten kívül, különállóan van elhelyezve. Ez a fordítókamra lehet a fővíztérbe kötött hűtött, vagy hőálló hőszigetelő bélésanyaggal ellátva hűtetlen kivitelű. A megvalósult berendezések között található olyan konstrukció is, amelyeknél a vlztéren áthaladó mindkét végén nyitott lángcsővet mindkét végén a főviztérbe alul-felül bekötött, külön hűtött kamra zárja le, mely kamrák egyikére az égő, másikára a füstkamra csatlakozik.It is known to have a flame pipe and flue pipe boiler which has a fire chamber connected to the front and rear pipe walls, passing through the boiler body, and at the end of the fireplace the flue gas turning chamber is located separately from the boiler body. This turning chamber may be of the cooled or heat-resistant liner material bound to the main water space and of non-refrigerated design. Among the embodiments, there is also a construction in which a flame tube that is open at both ends through the space is closed at each end by a separately cooled chamber, connected to the main water, below which the burner and the other the smoke chamber are connected.

Fenti megoldásokra az alábbi megvalósult gyártmányok a legismertebbek:The following products are best known for the above solutions:

A Thermopress kazánok, amelyek mellső hűtött fordítókamréval rendelkeznek, a fordltökamra alul-felül a kazán fővízteróbe csővezetékkel, oldható kötéssel csatlakozik. Ennek a megoldásnak hátrányos tulajdonsága, hogy az alsó átkötés zsákszerűén megoldott csővezetéke a kazán vizteréből odasodródott üledékkel, szennyeződéssel eltömődhet, ezáltal a forditókamra vízterónek cirkulációja megszűnik, a forditókamra túlhevül és annak fala a nyomásigónybevetel miatt meghibásodik, esetleg felrobban. Továbbá hátrányos tulajdonsága a Thermopress rendszernek az is, hogy a lángcsö átmérőjénél nagyobb átmérőjű, merevitetlen csőfallal rendelkezik, ezért a csőfalakat szilárdsági okokból igen nagy falvastagságra kell méretezni, mely körülmény nemcsak a fajlagos anyagfelhasználást növeli, hanem a nagy falvastagságú csőfalba behegeeztett lángcső az egyenlőtlen hőtágulásból eredő feszültségek miatt a behegesztés mentén felhasad. Előbbiek miatt a Thermopress-rendszerű kazánok gazdaságos megvalósításának felső határa 1-1,2 megawatt.Thermopress boilers, which have a front chilled turn chamber, are connected to the boiler's main water channel by a pipe with a releasable connection from below. The disadvantage of this solution is that the sack-like pipeline of the lower linkage may be clogged with sediment and dirt drifting from the boiler water space, thereby eliminating the circulation of water in the turning chamber, causing it to overheat and overheat. A further disadvantage of the Thermopress system is that it has an unstiffened tube wall with a diameter larger than the diameter of the flame tube, therefore, for strength reasons, the wall walls must be sized to a very high wall thickness, which not only increases the due to tension, it ruptures along the weld. Due to the above, the economical implementation of the Thermopress boilers is 1-1.2 MW.

Ismert továbbá az Ygnis-rendszerű kazánszerkezet, melynek mellső lángfordító kamrája nem hűtött, hanem tűzálló hőszigeteléssel van ellátva. Ennek a megoldásnak a hátránya, hogy a hűtetlen forditókamra a nagy höigónybevótel miatt deformálódik, ezért gáztömörsége rövid üzemeltetés utón megszűnik, továbbá a hütetlenség miatt a láng lesugárzása a tűzt.órben nem kielégítő, ebből eredően a tűztérkilópési hőmérséklet igen magas. A magas tűztórkilépési hőmérséklet a fordítókamra felőli mellső csőfalnak oly mértékű hőigénybevótelt okoz, hogy a csőfal tartós üzembevétel után megfolyósodik. A csőfal megfolyósodásához a nem szimmetrikus höigónybevótel miatti hőfeszültségek is döntő mértékben hozzájárulnak. Az Ygnis kazánoknál továbbá az igen magas tűztérkilópó hőmérséklet miatt a távozó füstgáz-hőmérséklet is megengedhetetlenül magas, ezért igon költséges, magasan ötvözött hőálló acélból spirál alakú, hőátadást fokozó caőbetéteket alkalmaznak. Ezek a csóbetélek nemcsak költségesek, hanem elősegítik a füstcsővek fala mentén a káros lerakódásokat, mely lerakódások tartós üzem után hőszigetelő réteget képezve rontják a kazánok gazdasági hatásfokát. Az Ygnis kazánoknál alkalmazott hőátadást fokozó csóbetélek továbbá oly mértékben megemelik a tűztérnyomást, azaz a kazán ellenállását, hogy az illesztendő olajvagy gázégő nehezen, vagy egyáltalán nem kapható a kereskedelemben.Also known is the Ygnis system boiler structure, which has a front flame reversing chamber which is not cooled but is provided with refractory heat insulation. The disadvantage of this solution is that the non-refrigerated turning chamber is deformed due to the large heater inlet, therefore its gas tightness disappears after a short operation, and because of the inertia the irradiation of the flame in the fire hour is not sufficient. The high firebox outlet temperature causes heat demand on the front pipe wall from the turning chamber to such an extent that the pipe wall liquefies after prolonged commissioning. Thermal stresses due to non-symmetrical cooling inlets also contribute to the fluidisation of the tube wall. In addition, the Ygnis boilers also have extremely high combustion exhaust temperatures which result in extremely high exhaust gas temperature, which is why expensive, high-alloy heat-resistant steels use spiral-shaped heat transfer boots. Not only are these mouthwashes expensive, they also promote harmful deposits along the wall of the flue pipes, which, after a long period of operation, form a heat-insulating layer that degrades the boiler's economic efficiency. Further, the heat transfer booths used in Ygnis boilers increase the furnace pressure, i.e. the resistance of the boiler, to such an extent that the oil or gas burner to be fitted is difficult or not commercially available.

Korszerűnek mondható még pl. a 176 487 lajstromszám alatt bejegyzett „Zsáklűzterű túlnyomásos kazán szabadalom állal adott kazánszerkezet, amely az előbbi két példa hátrányait igyekszik kiküszöbölni. Ez a megoldás a víziéren átmenő, mindkét végén nyitott lángcsővet mindkét végén a kazán fővízterébe kötött, hűtött fordítókamrával és hűtött zárókamróval zárja le. A 176 487 lajslromszámú szabadalom szerinti megoldás is rendelkezik azonban azzal a hátránnyal, hogy a kamrák alsó csővezetéki átkötései a lerakódások miatt eldugulhatnak, ,ezért hanyag üzemeltetés esetén a kamrák cirkulációja megszűnhet. A külön szerkezeti egységként gyártandó kamrák nagy munkaerő ráfordítást igényelnek, ezért megvalósításuk költséges.It can also be considered modern, for example. 176 487, patented "Bladder-overpressure boiler patent", is a boiler design which attempts to overcome the disadvantages of the above two examples. This solution closes the flue pipe, which is open at both ends, through a watertight, with a chilled turning chamber and a cooled sealing chamber connected to the main water space of the boiler. However, the 176,487 patent also has the disadvantage that the lower conduit junctions of the chambers may become clogged due to deposits and, therefore, may cause the chambers to stop circulating in case of negligent operation. The chambers, which are manufactured as separate units, are labor intensive and therefore expensive to implement.

Ismeretesek továbbá kazánok, amelyeknek víztérdobja, tüzlérdobja és füstcsövei vannak. Ilyen kazánokat ismertet pl. a 2 826 048 sz. német közrebocsájtási irí^t, valamint a 170 288 sz. magyar szabadalmi leírás. Ezen kazánok közős hátránya, hogy a gyakori tisztítást és esetleg cserét igénylő füstcsövek nehezen hozzáférhetőek, így karbantartásuk jelentős szerelői munkát igényel. A kazánok alkalmazhatóságának korlátot szab, hogy az égő- illetve tüzelőberendezés a kazánhoz csak egyik oldalról csatlakoztatható.Also known are boilers having a water drum, a fire drum and flue pipes. Such boilers are described e.g. No. 2,826,048; German Patent Specification No. 170,288; Hungarian patent specification. A common disadvantage of these boilers is that the flue pipes, which require frequent cleaning and replacement, are difficult to access and therefore require considerable installation work. The applicability of the boilers is limited by the fact that the burner or combustion plant can only be connected to the boiler from one side.

A 168 843 lajstromszámú magyar leírásból ismeretes olyan kazán, ahol a kazán vízterében a lüzlérhez képest koncentrikus füstcsővek vannak elrendezve. Ezek a füstcsövek egyik végükön a kazán homlokához, de másik végükön ívesen n lüzlérhez csatlakoznak. Ennek a kialakításnak a hátránya, hogy a füstcsövek szintén nagyon nehezen tisztíthatok, és cseréjük csupán a víztérköpeny megbontásával lehetséges.From the Hungarian description of the registration number 168 843 there is known a boiler where concentric flue pipes are arranged in the water space of the boiler relative to the lyser. These flue pipes are connected at one end to the forehead of the boiler and at the other end to a curved n duct. The disadvantage of this design is that the flue pipes are also very difficult to clean and can only be replaced by dismantling the water jacket.

Ezen kazántípusok hátránya még, hogy a tüzelőberendezéssel ellentétes homlokoldalaik nagy merevitellen felületek, melyek megfelelő szilárdságú előállítása komoly problémákat okoz.A further disadvantage of these types of boilers is that their opposite sides of the combustion plant have large stiffened surfaces, the production of which with sufficient strength causes serious problems.

A találmány célja a felsorolt hiányosságok kiküszöbölése és olyan nagyvlzterű ka-25 zán létesítése, amely egyszerű szerkezetű, kis anyagráfordítású, elemeinek egyszerűsége folytán tipizálható, sorozatban gyártható, könnyen karbantartható, tisztítható és ugyanakkor, amely hőtechnikai és energiagazdálkodási szempontból is eleget tesz a követelményeknek.It is an object of the present invention to overcome the above shortcomings and to provide a large-scale boiler that is simple in design, low in material, typified by its components, manufactured in series, easy to maintain, clean, and at the same time satisfying thermal and energy management requirements.

A találmány tehát nagyvizterű kazán, amelynek vlzteret alkotó viztérdobja, tűztérdobja és füstcsővei vannak.Accordingly, the present invention is a high-water boiler having a water-drum, a fire-drum and a flue pipe forming a water-chamber.

A találmány lényege, hogy a víztérdobon belül a tüztérdob koncentrikusan úgy van elhelyezve, hogy a tüztérdobnak mind a köpenyét, mind a fenéklemezét víztér veszi körül és a viztérdob fenéklemezein keresztülhaladó ótkötőcsövei vannak, amelyek a tűztórdob (2) mindkét fenéklemezéhez koncentrikusan kapcsolódó égőceövek tengelyével koncentrikus kör mentén vannak elrendezve és a tüzelőberendezés a kazán bármelyik végén elhelyezkedő égőcsőhöz illeazthetően van kialakítva, továbbá, hogy a tüzcsövek a tűztérdobbal koaxiális kör mentén vannak a víztérben elhelyezve, és a viztérdob fenéklemezeihez kapcsolódnak.SUMMARY OF THE INVENTION Within the water drum, the fire drum is concentricly arranged so that both the mantle and the bottom plate of the fire drum are surrounded by a water space, and have splicing tubes passing through the bottom drum of the water drum which are concentric to and the combustion apparatus is adapted to be adapted to the burner pipe at either end of the boiler, and the burner pipes are arranged in a coaxial circumference with the firebox and connected to the bottom plates of the hydrobath.

A találmányt részletesen a rajzok alapján ismertetem, ahol azThe invention will now be described in detail with reference to the drawings, in which:

1. ábra a találmány szerinti nagyvizterű kazán hosszmetszetét szemlélteti, aFigure 1 is a longitudinal sectional view of the high water boiler of the present invention;

2. ábra pedig az 1. ábra szerinti keresztmetszet.Figure 2 is a cross-sectional view of Figure 1.

A találmány szerinti kazán 1 vlztérdobból és az abban elhelyezett 2 tűztérdobból áll. A 2 tüztérdob végeit lezáró fenéklemezeibe vele koaxiálisán 2 db 7 égöcBŐ van behegesztve, mely 7 égőcsövek mindkét irányban áthatolnak az 1 viztérdob mindkét végét lezáró fenéklemezein is. Amint az 1. ábrán látható, a 8 tüzelőberendezés csatlakoztatása a 2 db 7 égőcső bármelyikéhez, 2 db 8 tüzelőberendezés egyidejű használata esetén akár mindkettőhöz történhet. A 2 tüztérdob mindkét végét lezáró fenéklemezeihez csatlakozó 7 égőcsővekel azokkal koncentrikus kör mentén elosztott 3 átkötő csövek veszik körül, mely 3 átkötő csövek az 1 viztérdob fenéklemezein is áthaladnak és azokhoz célszerűen hegesztéssel kapcsolódnak. Az 1. ábrából látható tehát, hogy az 1 víztérdobban úszó 2 tűztérdobot azok fenéklemezein áthaladó 7 égőceövek és 3 átkötő csövek rögzítik, és egyben a 2 tüztérdob helyzetét az 1 víztél— dobon belül meghatározzák. A 2 tüztérdob elhelyezkedése az 1 víztérdobon belül lehet koncentrikus, vagy akár lefelé, vagy oldalirányban eltolt. Az 1 viztérdob és a 2 tüztérdob fenéklemezein áthatoló 3 átkötő csövek és 7 égöcsövek a fenéklemezekhez célszerűen víztömören, hegesztéssel csatlakoznak.The boiler according to the present invention consists of an interstice 1 and an interstice 2 located therein. In its bottom plates, which terminate the ends of the water drum 2, there are coaxially welded 2 pieces of burner tubes 7, which also penetrate in each direction the bottom plates that seal both ends of the water drum. As shown in Figure 1, the burner 8 may be connected to either of the two burner tubes 7, or to both, if two burners 8 are used simultaneously. The burner pipes 7, which are connected to the bottom plates closing the two ends of the firing drum 2, are surrounded by connecting tubes 3 distributed along a concentric circle, which also pass through the bottom plates of the water drum 1 and are preferably welded thereto. Thus, it can be seen from Figure 1 that the fire drum 2 floating in the water drum 1 is fixed by the burner belts 7 and the connecting pipes 3 passing through their bottom plates and the position of the fire drum 2 within the water drum 1 is also determined. The location of the fire drum 2 within the water drum 1 may be concentric or even downward or laterally offset. The connecting tubes 3 and the burner pipes 7 which penetrate the bottom plates of the water drum 1 and the fire drum 2 are preferably connected to the bottom plates by watertight welding.

A kazán 1 viztérdobja és a 2 tüztérdobja által határolt vízterén keresztül a 2 tűztérdobbal koncentrikus körök mentén 4 füstcsövek vannak lehelyezve, amelyek belépő végükön az 5 forduló kamrába, kilépő vógükön a 6 füstkamrába torkollanék. Tehát a 4 füstceóvek mindkét végükön az 1 viztérdob fenéklemezein áthatolva azokba víztömören célszerűen behengerléssel, vagy hehegesztéssol csatlakoznak.Through the water space delimited by the water drum 1 and the fire drum 2 of the boiler, flue pipes 4 are placed along concentric circles 2, which at their inlet ends into the flue chamber 5 and their outlet flue into the smoke chamber 6. Thus, the flue passageways 4 are penetrated at both ends through the bottom plates of the water drum 1 and are preferably sealed by rolling or welding.

A kiviteli példából látható, hogy a találmány szerinti kazán bármelyik végén, akár az 5 fordulókamra, akár a 6 fÜBtkamra felőli végén elhelyezhető a 7 égőcsőre illesztett 8 tüzelőberendezés. Természetesen a 8 tüzelőberendezés bármely elrendezési változata esetén a 6 füstkamra felöli 3 átkötő csöveket a magas hőmérsékletű füstgázoknak közvetlenül a 6 füstkamrába való jutásának a meggátlása céljából gáztömören kell ledugózni. A 8 tüzelőberendezéssel átellenes 7 égőcsó szabadon maradt nyílását célszerűen gáztömör fedéllel vagy robbanóajtóval lehet lezárni.In the exemplary embodiment, the furnace 8 fitted to the burner tube 7 can be located at either end of the boiler of the invention, either at the end of the turning chamber 5 or at the main chamber 6. Of course, in any arrangement of the combustion plant 8, the flue pipe 6 will be provided with a gas-tight plug directly to prevent the high-temperature flue gas from entering the flue chamber 6. Preferably, the remaining opening of the opposing burner boat 7 with the firing device 8 may be closed by a gas-tight lid or by an explosive door.

Látható, hogy a találmány szerinti kazán szerkezetileg igen egyszerű, mert a nyomástartó részei kivétel nélkül hengeres elemekből állnak, tehát szilárdsági szempontból a felhasznált acélanyag mennyisége a lehelő legkisebb, a gyártás akár automatizálható és az igényelt élőmunka ráfordítás ugyancsak minimális. Tekintettel arra, hogy a 8 tüzelőberendezés a kazán bármelyik végéhez tetszőlegesen illeszthető, a kazán és segédberendezéseinek telepítési feltételeit nagyban megkönnyíti. A 8 tüzelőberendezés az 5 fordulókamra, vagy a 6 füstkamra felől való illesztésével tetszőlegesen átmenő tűzteret, vagy tüzelóstechnikailag előnyös „zsáktűzteret” lehet megvalósítani.It can be seen that the boiler according to the invention is very simple in structure, as its pressure-bearing parts consist of cylindrical elements, so that the amount of steel material used is as small as possible in terms of strength, production can be automated and the labor input required is minimal. Since the firing device 8 can be fitted at any end of the boiler, the installation conditions of the boiler and its auxiliary equipment are greatly facilitated. By fitting the combustion apparatus 8 from the rotary chamber 5 or the smoke chamber 6, any firewall or a technically advantageous "firebox" can be realized.

A kialakított szerkezet statikailag egyértelmű és határozott szilárdsági feltételeket teremt, amely lehetővé teszi a nagy fajlagos hőterhelés - mintegy 40 kW/m2,h - mellett a magas gazdasági hatásfokot és élettartamot. A találmány szerinti kazánberendezés kis méretei miatt a telepítésével járó beruházási költségeket - épület, alapozás, kémény, stb. - nagy mértékben mérsékli a jelenleg alkalmazott berendezésekhez viszonyítva.The design provides statically clear and robust strength conditions that allow high specific heat load of about 40 kW / m2, h, and high economic efficiency and service life. Due to the small size of the boiler installation according to the invention, the investment costs associated with its installation - building, foundation, chimney, etc. - greatly reduces the current equipment.

Claims

Patent claims'

A large-water boiler having a water drum, a fire drum and flues forming a water body, characterized in that, within the water drum (1), the fire drum (2) is coaxially arranged so that both the jacket and the bottom plate of the fire drum (2) and through the bottom plates of the water drum (1) and the fire drum (2), which are arranged in a concentric circle about the axis of the burner belts (7) concentric to the bottom plates of the water drum (2) and any of the boilers The flue pipes (4) are arranged along a concentric circle with the firebox (2) and are connected to the bottom plates of the firebox.

Boiler according to Claim 1, characterized in that the portion of the burner (7) extending beyond the water jacket is also surrounded by a water jacket.