RU128293U1

RU128293U1 - HEAT GENERATING UNIT

Info

Publication number: RU128293U1
Application number: RU2012148054/06U
Authority: RU
Inventors: Виктор Григорьевич Никитин
Original assignee: Виктор Григорьевич Никитин
Priority date: 2012-11-12
Filing date: 2012-11-12
Publication date: 2013-05-20

Abstract

1. Теплогенерирующая установка, содержащая теплообменник «жидкость-жидкость» с корпусом, внутренняя полость которого предназначена для заполнения греющей жидкостью, и теплообменным элементом, размещенным в указанном корпусе и подключенным к линиям подвода и отвода нагреваемой жидкости, и, по меньшей мере, один котлоагрегат, снабженный циркуляционным насосом, вход которого подключен к внутренней полости корпуса указанного теплообменника, и содержащий вертикальный или близкий к вертикальному корпус с крышкой, соединенный своей нижней частью с верхней частью корпуса указанного теплообменника, камеру сгорания, снабженную цилиндрическим трубчатым корпусом, установленным продольно в корпусе котлоагрегата с образованием между корпусом котлоагрегата и корпусом камеры сгорания кольцевой теплообменной полости с закрытым нижним торцом, снабженной трубой для отвода продуктов сгорания, и сообщающуюся с нижней стороны с внутренней полостью корпуса указанного теплообменника и с верхней стороны - с верхней частью упомянутой кольцевой теплообменной полости, горелку, установленную в камере сгорания и подключенную к линии подвода топливной смеси, водоподающий насадок, установленный в верхней части корпуса камеры сгорания тангенциально к последнему, и проточный теплообменник с нижним входом и верхним выходом, установленный в указанной кольцевой теплообменной полости и соединенный своим входом и выходом соответственно с выходом циркуляционного насоса и с водоподающим насадком, отличающаяся тем, что у каждого котлоагрегата в крышке корпуса выполнено сквозное отверстие, а вход топливной смеси у горелки выполн�1. A heat generating installation comprising a liquid-liquid heat exchanger with a housing, the internal cavity of which is designed to be filled with heating fluid, and a heat exchange element located in the housing and connected to the supply and exhaust lines of the heated fluid, and at least one boiler unit equipped with a circulation pump, the input of which is connected to the inner cavity of the housing of the specified heat exchanger, and containing a vertical or close to vertical housing with a cover connected to its lower According to the upper part of the casing of said heat exchanger, a combustion chamber provided with a cylindrical tubular casing installed longitudinally in the boiler casing with the formation of an annular heat-exchange cavity with a closed lower end provided with a pipe for exhausting combustion products between the boiler casing and the casing of the boiler and communicating from the lower side with an internal cavity of the casing of said heat exchanger and on the upper side with the upper part of the said annular heat-exchange cavity, the burner installed a water supply nozzle installed in the upper part of the combustion chamber body tangentially to the latter, and a flow-through heat exchanger with a lower inlet and an upper outlet, installed in the said annular heat-exchange cavity and connected to its input and output, respectively, with the outlet of the circulation pump and with a water supply nozzle, characterized in that each boiler unit has a through hole in the housing cover, and the fuel mixture inlet at the burner is

Description

Полезная модель относится к теплоэнергетике и может быть использована в теплогенерирующих установках, предназначенных для отопления и горячего водоснабжения промышленных и жилых зданий и помещений, а также для других целей.The utility model relates to a power system and can be used in heat generating installations intended for heating and hot water supply of industrial and residential buildings and premises, as well as for other purposes.

Известна теплогенерирующая установка, содержащая теплообменник «жидкость-жидкость» со спиральным теплообменным элементом, циркуляционный насос, и котлоагрегат, содержащий выполненный за одно целое с корпусом указанного теплообменника вертикальный цилиндрический трубчатый корпус, внутри которого размещены цилиндрическая жаровая труба, установленная с образованием между ней и корпусом котлоагрегата кольцевой полости, предназначенной для заполнения греющей жидкостью, газовая горелка, и расположенный в верхней части корпуса котлоагрегата контактный теплообменник с водораспылителем, подключенным к выходу циркуляционного насоса, при этом нижняя часть контактного теплообменника сообщается с указанной кольцевой полостью, к нижней части которой подключен вход циркуляционного насоса, а теплообменный элемент теплообменника «жидкость-жидкость» установлен в указанной кольцевой полости (патент RU 2013710, МПК F24H 1/10, опубл. 30.05.1994 г.).Known heat-generating installation containing a liquid-liquid heat exchanger with a spiral heat exchanger element, a circulation pump, and a boiler unit comprising a vertical cylindrical tubular body made integrally with the body of said heat exchanger, inside of which there is a cylindrical flame tube installed with formation between it and the body a boiler of an annular cavity designed to be filled with heating fluid, a gas burner, and located in the upper part of the boiler body regatta is a contact heat exchanger with a water spray connected to the outlet of the circulation pump, the lower part of the contact heat exchanger communicating with the specified annular cavity, the lower part of which is connected to the inlet of the circulation pump, and the heat exchanger element of the liquid-liquid heat exchanger is installed in the specified annular cavity (RU patent 2013710, IPC F24H 1/10, publ. 05/30/1994).

Известна также теплогенерирующая установка, содержащая теплообменник «жидкость-жидкость» с корпусом, внутренняя полость которого предназначена для заполнения греющей жидкостью, и теплообменным элементом, размещенным в указанном корпусе, циркуляционный насос, вход которого подключен к нижней части внутренней полости корпуса указанного теплообменника, и котлоагрегат, содержащий выполненный за одно целое с корпусом указанного теплообменника вертикальный цилиндрический трубчатый корпус с крышкой и выходной трубой для отвода продуктов сгорания, камеру сгорания с трубчатым корпусом, установленным продольно в корпусе котлоагрегата с образованием между последним и корпусом камеры сгорания кольцевой теплообменной полости с закрытым нижним торцом, служащей внутренней полостью указанного теплообменника, спиральный теплообменник, установленный в указанной кольцевой полости, газовую горелку, установленную в камере сгорания и подключенную к линиям подвода к ней газа и воздуха, и установленные в верхней части корпуса котлоагрегата выше камеры сгорания контактный теплообменник с конденсатором водяных паров, и группу образующих водораспылитель водоподающих насадков, подключенных к выходу циркуляционного насоса и установленных над указанным контактным теплообменником, выполненным в виде короба с ситообразным днищем, заполненного засыпкой из колец Рашига, керамических шариков и т.п. (патент GB 2166853, МПК F24H 1/10, опубл. 14.05.1986 г.).Also known is a heat-generating installation containing a liquid-liquid heat exchanger with a housing, the internal cavity of which is designed to be filled with heating fluid, and a heat exchange element located in the housing, a circulation pump, the inlet of which is connected to the lower part of the internal cavity of the housing of the heat exchanger, and a boiler comprising a vertical cylindrical tubular body made in one piece with the casing of said heat exchanger with a cover and an outlet pipe for product outlet in a combustion chamber, a combustion chamber with a tubular body mounted longitudinally in the boiler body to form an annular heat exchange cavity with a closed lower end between the latter and the combustion chamber body, serving as an internal cavity of the heat exchanger, a spiral heat exchanger installed in the annular cavity, a gas burner installed in the combustion chamber and connected to the gas and air supply lines to it, and a contact heat exchanger installed in the upper part of the boiler body above the combustion chamber an exchanger with a water vapor condenser, and a group of water-supplying nozzles forming a water spray connected to the outlet of the circulation pump and installed above said contact heat exchanger, made in the form of a box with a sieve-shaped bottom filled with backfill from Rashig rings, ceramic balls, etc. (Patent GB 2166853, IPC F24H 1/10, publ. 05/14/1986).

Известные установки имеют сложную и громоздкую конструкцию, большой вес, повышенный удельный расход газа, обусловленный низкой эффективностью использования тепловой энергии, и повышенное содержание вредных примесей в продуктах сгорания, поступающих в атмосферу.Known plants have a complex and bulky design, high weight, increased specific gas consumption due to low efficiency of use of thermal energy, and an increased content of harmful impurities in the combustion products entering the atmosphere.

Наиболее близкой к заявленной теплогенерирующей установке по технической сущности является принятая за прототип теплогенерирующая установка, содержащая теплообменник «жидкость-жидкость» с корпусом, внутренняя полость которого предназначена для заполнения греющей жидкостью, и теплообменным элементом, размещенным в указанном корпусе и подключенным к линиям подвода и отвода нагреваемой жидкости, и, по меньшей мере, один котлоагрегат, снабженный циркуляционным насосом, вход которого подключен к внутренней полости корпуса указанного теплообменника, и содержащий вертикальный или близкий к вертикальному корпус с крышкой, соединенный своей нижней частью с верхней частью корпуса указанного теплообменника, камеру сгорания, снабженную цилиндрическим трубчатым корпусом с открытыми торцами, установленным продольно в корпусе котлоагрегата с образованием между корпусом котлоагрегата и корпусом камеры сгорания кольцевой теплообменной полости с закрытым нижним торцом, снабженной трубой для отвода продуктов сгорания, и сообщающуюся с нижней стороны с внутренней полостью корпуса указанного теплообменника и с верхней стороны - с верхней частью упомянутой кольцевой теплообменной полости, горелку, установленную в камере сгорания и подключенную к линии подвода топливной смеси, водоподающий насадок, установленный в верхней части корпуса камеры сгорания тангенциально к последнему, и проточный теплообменник с нижним входом и верхним выходом, установленный в указанной кольцевой теплообменной полости и соединенный своим входом и выходом соответственно с выходом циркуляционного насоса и с водоподающим насадком (патент RU 2381422, МПК F24H 1/00, опубл. 10.02.2010 г.).Closest to the claimed heat-generating installation in technical essence is the heat-generating installation adopted for the prototype, comprising a liquid-liquid heat exchanger with a housing, the internal cavity of which is designed to be filled with heating liquid, and a heat-exchange element placed in the said housing and connected to the supply and exhaust lines heated liquid, and at least one boiler unit equipped with a circulation pump, the input of which is connected to the inner cavity of the housing of the specified t a heat exchanger, and containing a vertical or near-vertical housing with a cover connected to its lower part with the upper part of the housing of the specified heat exchanger, a combustion chamber equipped with a cylindrical tubular housing with open ends mounted longitudinally in the boiler body with the formation of an annular ring between the boiler body and the combustion chamber body a heat-exchange cavity with a closed lower end provided with a pipe for removal of combustion products, and communicating from the lower side with the internal cavity to pus of the specified heat exchanger and on the upper side - with the upper part of the said annular heat exchange cavity, a burner installed in the combustion chamber and connected to the supply line of the fuel mixture, a water supply nozzle installed in the upper part of the housing of the combustion chamber tangentially to the latter, and a flow-through heat exchanger with a lower inlet and an upper outlet installed in said annular heat-exchange cavity and connected by its inlet and outlet respectively to the outlet of the circulation pump and to the water supply nozzle ( patent RU 2381422, IPC F24H 1/00, publ. 02/10/2010).

В каждом котлоагрегате принятой за прототип установки вход топливной смеси у горелки выполнен с нижней стороны и подключен к линии подвода топливной смеси (в виде газовоздушной смеси), снабженной установленным в нижней части котлоагрегата эжжекционным смесителем газа с воздухом, подаваемым к указанному смесителю по кольцевой воздушной полости, образованной между наружным кожухом и корпусом котлоагрегата. Наличие эжжекционного смесителя и наружного кожуха, а также - конструктивные меры по герметизации линии подвода топливной смеси, принимаемые с целью исключения возможности проникания в нее воды, стекающей по внутренней стенке камеры сгорания в теплообменник «жидкость-жидкость», усложняют конструкцию установки, увеличивают ее массу и габариты. Вместе с тем, наличие указанного эжжекционного смесителя с большим количеством стыкующих соединений с линиями подвода газа и воздуха и с выходной линией, сообщающей выход смесителя с газовой горелкой, повышает вероятность опасных для работы установки утечек газа и газовоздушной смеси через указанные соединения, что снижает уровень безопасности эксплуатации установки. Кроме того, указанные конструктивные особенности установки усложняют ее разборку и сборку при текущем ремонте, что усложняет эксплуатацию установки. Помимо этого, в каждом котлоагрегате линия подвода газовоздушной смеси с выхода смесителя к газовой горелке находится в постоянном контакте с водой, вследствие чего ее конструктивные элементы подвергаются коррозионной эрозии.In each boiler unit adopted for the prototype of the installation, the fuel mixture entrance at the burner is made from the bottom side and connected to the fuel mixture supply line (in the form of a gas-air mixture) equipped with an ejection gas mixer installed in the lower part of the boiler with air supplied to the specified mixer through an annular air cavity formed between the outer casing and the boiler body. The presence of an ejection mixer and an outer casing, as well as constructive measures to seal the fuel mixture supply line, taken in order to exclude the possibility of water entering it flowing along the inner wall of the combustion chamber into the liquid-liquid heat exchanger, complicate the installation design and increase its mass and dimensions. At the same time, the presence of the specified ejection mixer with a large number of mating connections with gas and air supply lines and with an output line that communicates the output of the mixer with a gas burner increases the likelihood of gas and air-gas mixture leaks through these connections, which are dangerous for the installation, which reduces the level of safety operation of the installation. In addition, these design features of the installation complicate its disassembly and assembly during maintenance, which complicates the operation of the installation. In addition, in each boiler, the gas-air mixture supply line from the mixer exit to the gas burner is in constant contact with water, as a result of which its structural elements undergo corrosion erosion.

Задачей полезной модели является создание теплогенерирующей установки, у которой в каждом из котлоагрегатов линия подвода топливной смеси к горелке не проходит через зону движения воды, стекающей по внутренней стенке камеры сгорания в теплообменник «жидкость-жидкость», а конструкция каждого котлоагрегата исключает необходимость приготовления топливной смеси внутри или вблизи последнего.The objective of the utility model is to create a heat-generating installation, in which in each boiler the line for supplying the fuel mixture to the burner does not pass through the zone of water flowing down the inner wall of the combustion chamber into the liquid-liquid heat exchanger, and the design of each boiler eliminates the need to prepare the fuel mixture inside or near the latter.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в теплогенерирующей установке, содержащей теплообменник «жидкость-жидкость» с корпусом, внутренняя полость которого предназначена для заполнения греющей жидкостью, и теплообменным элементом, размещенным в указанном корпусе и подключенным к линиям подвода и отвода нагреваемой жидкости, и, по меньшей мере, один котлоагрегат, снабженный циркуляционным насосом, вход которого подключен к внутренней полости корпуса указанного теплообменника, и содержащий вертикальный или близкий к вертикальному корпус с крышкой, соединенный своей нижней частью с верхней частью корпуса указанного теплообменника, камеру сгорания, снабженную цилиндрическим трубчатым корпусом, установленным продольно в корпусе котлоагрегата с образованием между корпусом котлоагрегата и корпусом камеры сгорания кольцевой теплообменной полости с закрытым нижним торцом, снабженной трубой для отвода продуктов сгорания, и сообщающуюся с нижней стороны с внутренней полостью корпуса указанного теплообменника и с верхней стороны - с верхней частью упомянутой кольцевой теплообменной полости, горелку, установленную в камере сгорания и подключенную к линии подвода топливной смеси, водоподающий насадок, установленный в верхней части корпуса камеры сгорания тангенциально к последнему, и проточный теплообменник с нижним входом и верхним выходом, установленный в указанной кольцевой теплообменной полости и соединенный своим входом и выходом соответственно с выходом циркуляционного насоса и с водоподающим насадком, в отличие от прототипа, у каждого котлоагрегата в крышке корпуса выполнено сквозное отверстие, а вход топливной смеси у горелки выполнен с верхней стороны и соединен с линией подвода топливной смеси посредством патрубка, герметично установленного в указанном отверстии крышки корпуса котлоагрегата.The solution to this problem is achieved by the fact that in a heat-generating installation containing a liquid-liquid heat exchanger with a housing, the internal cavity of which is designed to be filled with heating fluid, and a heat-exchange element placed in the specified housing and connected to the supply and exhaust lines of the heated fluid, and, at least one boiler equipped with a circulation pump, the input of which is connected to the inner cavity of the housing of the specified heat exchanger, and containing vertical or close to vertical a housing with a cover connected with its lower part to the upper part of the housing of the specified heat exchanger, a combustion chamber provided with a cylindrical tubular body mounted longitudinally in the boiler body with the formation of an annular heat-exchange cavity with a closed lower end provided with a pipe between the boiler body and the combustion chamber body combustion products, and communicating from the lower side with the internal cavity of the housing of the specified heat exchanger and from the upper side with the upper part of the said of the front heat-exchange cavity, a burner installed in the combustion chamber and connected to the fuel mixture supply line, a water supply nozzle installed in the upper part of the combustion chamber body tangentially to the latter, and a flow-through heat exchanger with a lower inlet and an upper outlet installed in the said annular heat-exchange cavity and connected with its inlet and outlet, respectively, with the outlet of the circulation pump and with the water supply nozzle, in contrast to the prototype, each boiler unit in the housing cover is made through the hole, and the fuel mixture inlet at the burner is made from the upper side and connected to the fuel mixture supply line by means of a nozzle sealed in the indicated hole of the boiler body cover.

При этом установка снабжена емкостью для сбора и очистки конденсата, у которой нижняя часть предназначена для заполнения водоочищающим материалом, предпочтительно раскислителем, например, мелом, и сообщается выше уровня указанного материала с нижней частью внутренней полости теплообменника «жидкость-жидкость», а верхняя часть сообщается через гидравлический затвор с нижней частью кольцевой теплообменной полости каждого котлоагрегата с возможностью слива из последней конденсата в указанную емкость самотеком и выполнена с переливным отверстием, подключенным к сливной линии и расположенным на одном уровне с максимальным уровнем греющей жидкости в указанном теплообменнике.In this case, the installation is equipped with a container for collecting and cleaning condensate, in which the lower part is intended to be filled with a water-purifying material, preferably a deoxidizing agent, for example, chalk, and communicates above the level of the specified material with the lower part of the internal cavity of the liquid-liquid heat exchanger, and the upper part communicates through a hydraulic shutter with the lower part of the annular heat exchange cavity of each boiler unit with the possibility of discharge from the last condensate into the indicated tank by gravity and made with overflow hole connected to a drain line and located at the same level as the maximum level of the heating fluid in said heat exchanger.

Кроме того, в установке корпус теплообменника «жидкость-жидкость» имеет цилиндрическую трубчатую форму и горизонтальное или близкое к горизонтальному расположение и в каждой его концевой части установлена внутренняя поперечная перегородка с отверстиями с образованием на концах указанного корпуса торцевых полостей, одна из которых подключена к линии подвода, а вторая - к линии отвода нагреваемой жидкости, при этом теплообменный элемент указанного теплообменника выполнен в виде пучка теплообменных трубок, расположенных продольно корпусу теплообменника, равномерно распределенных по площади поперечного сечения внутренней полости указанного корпуса и герметично соединенных своими концами с отверстиями указанных поперечных перегородок.In addition, in the installation, the liquid-liquid heat exchanger case has a cylindrical tubular shape and a horizontal or close to horizontal arrangement, and an internal transverse partition with holes is installed in each end part thereof with the formation of end cavities at the ends of the said case, one of which is connected to the line supply, and the second - to the drainage line of the heated fluid, while the heat exchange element of the specified heat exchanger is made in the form of a bundle of heat exchange tubes located longitudinally the mustache of the heat exchanger uniformly distributed over the cross-sectional area of the inner cavity of the specified housing and hermetically connected at its ends with the holes of the specified transverse partitions.

Выполнение теплогенерирующей установки с верхним подводом к горелкам приготовленной вне зоны расположения котлоагрегатов установки топливной смеси через патрубки, проходящие через отверстия в крышках котлоагрегатов, позволяет исключить из конструкции котлоагрегатов установки смеситель для приготовления газовоздушной смеси и наружный кожух, служащий для подвода воздуха к указанному смесителю. При этом исключается необходимость в применении конструктивных мер по герметизации линии подвода топливной смеси, принимаемых в прототипе с целью исключения возможности проникания в указанную линию воды, стекающей по внутренней стенке камеры сгорания в теплообменник «жидкость-жидкость». Указанные конструктивные отличия обеспечивают достижение технического результата полезной модели, заключающегося в упрощении конструкции и снижении массы и габаритов предлагаемой установки в сравнении с ее прототипом. Вместе с тем, подвод к каждому из котлоагрегатов установки готовой топливной смеси исключает необходимость ее приготовления внутри или вблизи котлоагрегата, благодаря чему полностью исключается возможность утечки топливной смеси внутри котлоагрегата, что обеспечивает достижение технического результата полезной модели, заключающегося в повышении уровня безопасности эксплуатации установки. Кроме того, указанные конструктивные отличия предлагаемой установки упрощают ее разборку и сборку при текущем ремонте, что обеспечивает достижение технического результата полезной модели, заключающегося в упрощении эксплуатации установки. Помимо этого, в каждом из котлоагрегатов предлагаемой установки исключается контакт линии подвода топливной смеси с водой, вследствие чего исключается присущая прототипу коррозионная эрозия конструктивных элементов указанной линии.The implementation of a heat-generating installation with an upper supply to the burners prepared outside the zone of location of the boilers of the fuel mixture installation through the nozzles passing through the openings in the lids of the boiler units eliminates the mixer for preparing the gas-air mixture and the outer casing used to supply air to the specified mixer from the design of the boiler units. This eliminates the need for structural measures to seal the supply line of the fuel mixture, taken in the prototype in order to exclude the possibility of penetration into the specified line of water flowing along the inner wall of the combustion chamber into the liquid-liquid heat exchanger. These design differences ensure the achievement of the technical result of the utility model, which consists in simplifying the design and reducing the mass and dimensions of the proposed installation in comparison with its prototype. At the same time, the supply of the finished fuel mixture to each of the boiler units of the installation eliminates the need for its preparation inside or near the boiler, which completely eliminates the possibility of leakage of the fuel mixture inside the boiler, which ensures the achievement of the technical result of the utility model, which consists in increasing the safety level of the operation of the installation. In addition, these design differences of the proposed installation simplify its disassembly and assembly during maintenance, which ensures the achievement of the technical result of the utility model, which consists in simplifying the operation of the installation. In addition, in each of the boilers of the proposed installation, the contact of the fuel mixture supply line with water is excluded, as a result of which the inherent corrosion erosion of the structural elements of the specified line is eliminated.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых изображены:The essence of the utility model is illustrated by drawings, which depict:

- на фиг.1 - общий вид теплогенерирующей установки;- figure 1 is a General view of a heat generating installation;

- на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.- figure 2 is a section aa in figure 1.

Теплогенерирующая установка содержит теплообменник «жидкость-жидкость» 1 (фиг.1) и, по меньшей мере, один котлоагрегат 2, установленный над теплообменником 1 и снабженный циркуляционным насосом 3.The heat generating installation comprises a liquid-liquid heat exchanger 1 (FIG. 1) and at least one boiler unit 2 mounted above the heat exchanger 1 and provided with a circulation pump 3.

Каждый из котлоагрегатов 2 содержит вертикальный или близкий к вертикальному трубчатый корпус 4 с глухой верхней крышкой 5, камеру сгорания 6, снабженную цилиндрическим трубчатым корпусом 7 с открытыми торцами, установленным продольно в корпусе 4 с образованием между корпусом 7 и корпусом 4 кольцевой теплообменной полости 8 с закрытым нижним торцом, снабженной трубой 9 для отвода продуктов сгорания в атмосферу, проточный теплообменник 10 с нижним входом и верхним выходом, установленный в кольцевой полости 8, горелку 11, установленную в камере сгорания 6 и подключенную к линии 12 подвода к ней топливной смеси (ТС), и водоподающий насадок 13, соединенный с выходом теплообменника 10 и сообщающийся своим выходом с камерой сгорания 6. Камера сгорания 6 сообщается с верхней частью кольцевой полости 8 через верхний открытый торец корпуса 7, вход теплообменника 10 подключен к выходу циркуляционного насоса 3, а вход выходной трубы 9 подсоединен к нижней части кольцевой полости 8. При этом теплообменник 10 может быть выполнен, например, в виде спиральной трубки, как показано на фиг.1, или в виде набора продольных по отношению к корпусу 4 трубок (не показаны), равномерно распределенных по площади поперечного сечения кольцевой полости 8. Водоподающий насадок 13 имеет сужающееся к своему выходу сечение, герметично установлен в сквозном отверстии, выполненном в верхней части корпуса 7 камеры сгорания 6, и направлен тангенциально к последнему с обеспечением возможности движения выходящей из насадка 13 жидкости по спирали вниз по внутренней стенке корпуса 7. Корпус 4 имеет цилиндрическую форму и расположен коаксиально к корпусу 7 камеры сгорания 6.Each boiler unit 2 contains a vertical or close to vertical tubular casing 4 with a blank top cover 5, a combustion chamber 6 provided with a cylindrical tubular casing 7 with open ends mounted longitudinally in the casing 4 with the formation of an annular heat-exchange cavity 8 between the casing 7 and the casing 4 closed bottom end, equipped with a pipe 9 for removal of combustion products into the atmosphere, a flow-through heat exchanger 10 with a lower inlet and an upper outlet, installed in the annular cavity 8, a burner 11 installed in the chamber with orania 6 and connected to the line 12 for supplying a fuel mixture (TC) to it, and a water supply nozzle 13 connected to the output of the heat exchanger 10 and communicating with its output to the combustion chamber 6. The combustion chamber 6 communicates with the upper part of the annular cavity 8 through the upper open end of the housing 7, the input of the heat exchanger 10 is connected to the output of the circulation pump 3, and the input of the output pipe 9 is connected to the lower part of the annular cavity 8. In this case, the heat exchanger 10 can be made, for example, in the form of a spiral tube, as shown in figure 1, or in the form recruitment tubes (not shown) longitudinal with respect to the housing 4, uniformly distributed over the cross-sectional area of the annular cavity 8. The water supply nozzles 13 have a section narrowing towards its outlet, is hermetically installed in a through hole made in the upper part of the housing 7 of the combustion chamber 6, and is directed tangentially to the latter with the possibility of movement of the liquid exiting the nozzle 13 in a spiral downward along the inner wall of the housing 7. The housing 4 has a cylindrical shape and is located coaxially to the housing 7 of the combustion chamber 6.

Горелка 11 имеет преимущественно цилиндрическую форму, расположена коаксиально к корпусу 7 и выполнена с возможностью формирования пламени с тепловым излучением, направленным преимущественно радиально от горелки 11 к внутренней поверхности корпуса 7 камеры сгорания 6. При этом установка может быть выполнена с возможностью работы на топливной смеси в виде газовоздушной смеси или в виде смеси жидкого топлива с воздухом. В варианте установки, работающей на газовоздушной смеси, горелка 11 может быть выполнена в виде щелевой или инфракрасной, или каталитической газовой горелки, а в варианте установки, работающей на смеси жидкого топлива с воздухом, горелка 11 может быть выполнена в виде инфракрасной или каталитической жидкотопливной горелки или в виде набора жидкотопливных форсунок (не показаны), равномерно распределенных по площади наружной поверхности горелки 11.The burner 11 has a predominantly cylindrical shape, is located coaxially to the housing 7 and is configured to form a flame with thermal radiation directed mainly radially from the burner 11 to the inner surface of the housing 7 of the combustion chamber 6. In this case, the installation can be configured to operate on a fuel mixture in in the form of a gas-air mixture or in the form of a mixture of liquid fuel with air. In the embodiment of the installation, working on a gas-air mixture, the burner 11 can be made in the form of a slit or infrared, or catalytic gas burner, and in the embodiment of the installation, working on a mixture of liquid fuel with air, the burner 11 can be made in the form of an infrared or catalytic liquid fuel burner or in the form of a set of liquid fuel nozzles (not shown) uniformly distributed over the outer surface of the burner 11.

У каждого котлоагрегата 2 в крышке 5 корпуса 4 выполнено сквозное отверстие, а вход топливной смеси у горелки 11 выполнен с верхней стороны и соединен с линией 12 подвода топливной смеси посредством патрубка 14, герметично установленного в указанном отверстии крышки 5 корпуса 4.Each boiler unit 2 has a through hole in the cover 5 of the housing 4, and the fuel mixture inlet at the burner 11 is made on the upper side and is connected to the fuel mixture supply line 12 by means of a pipe 14 sealed in the specified opening of the cover 5 of the housing 4.

Теплообменник 1 соединен своей верхней частью с нижней частью каждого котлоагрегата 2, подключен, по меньшей мере, к одному потребителю 15 нагреваемой жидкости (например, к системе отопления и/или системе горячего водоснабжения, к вентиляционной системе, к какой-либо производственной системе и т.п.) и содержит корпус 16 предпочтительно цилиндрической трубчатой формы с горизонтальным или близким к горизонтальному расположением, во внутренней полости 17 которого, предназначенной для заполнения греющей жидкостью, размещен теплообменный элемент 18, через который в процессе работы установки циркулирует нагреваемая жидкость. При этом внутренняя полость 17 корпуса 16 сообщается с камерой сгорания 6 каждого котлоагрегата 2 через нижний открытый торец корпуса 7 камеры сгорания 6. У теплообменника 1 вход 19 подключен к линии 20 подвода нагреваемой жидкости с выхода потребителей 15, а выход 21 - к линии 22 отвода нагретой жидкости к потребителям 15. Теплообменник 1 может быть также снабжен дополнительным входом 23 для подвода холодной воды из водопроводной линии 24 с регулировкой подачи воды с помощью крана 25.The heat exchanger 1 is connected with its upper part to the lower part of each boiler unit 2, connected to at least one consumer 15 of the heated fluid (for example, a heating system and / or hot water supply system, a ventilation system, any production system, etc. .p.) and contains a housing 16 preferably of cylindrical tubular shape with a horizontal or near horizontal arrangement, in the inner cavity 17 of which is intended to be filled with heating fluid, a heat-exchange element is placed t 18 through which heated fluid is circulated during the installation work. In this case, the internal cavity 17 of the housing 16 communicates with the combustion chamber 6 of each boiler unit 2 through the lower open end of the housing 7 of the combustion chamber 6. At the heat exchanger 1, the input 19 is connected to the supply line 20 of the heated fluid from the output of the consumers 15, and the output 21 to the exhaust line 22 heated liquid to consumers 15. The heat exchanger 1 can also be equipped with an additional inlet 23 for supplying cold water from the water supply line 24 with adjustable water supply using a tap 25.

Теплообменный элемент 18 теплообменника 1 может иметь различное конструктивное исполнение. При этом, исходя из необходимости обеспечения высокой эффективности передачи тепла от греющей к нагреваемой жидкости, предпочтение отдается трубчатому варианту теплообменного элемента 18, выполненному в виде пучка теплообменных трубок 26 (фиг.1, 2), равномерно распределенных по площади поперечного сечения внутренней полости 17 корпуса 16 теплообменника 1 и расположенных продольно корпусу 16. В концевых частях корпуса 16 установлены внутренние поперечные перегородки 27 и 28 с образованием на одном конце указанного корпуса торцевой полости 29, подключенной через вход 19 к линии 20 и через вход 23 - к водопроводной линии 24, а на втором конце - торцевой полости 30, подключенной через выход 21 к линии 22. В каждой из перегородок 27 и 28 выполнены отверстия, равномерно распределенные по площади перегородки, при этом концы трубок 26 герметично подсоединены к указанным отверстиям.The heat exchange element 18 of the heat exchanger 1 may have a different design. Moreover, based on the need to ensure high efficiency of heat transfer from the heating to the heated liquid, preference is given to the tubular version of the heat exchange element 18, made in the form of a bundle of heat exchange tubes 26 (Fig.1, 2), uniformly distributed over the cross-sectional area of the inner cavity 17 of the housing 16 of the heat exchanger 1 and located longitudinally to the housing 16. In the end parts of the housing 16 are installed internal transverse partitions 27 and 28 with the formation on one end of the housing of the end cavity 29, under connected through the inlet 19 to line 20 and through the inlet 23 to the water supply line 24, and at the second end to the end cavity 30 connected through the outlet 21 to the line 22. In each of the partitions 27 and 28 holes are made uniformly distributed over the area of the partition, while the ends of the tubes 26 are hermetically connected to these holes.

У каждого из котлоагрегатов 2 нижняя часть корпуса 4 и корпус 7 камеры сгорания 6 соединена с верхней частью корпуса 16 теплообменника 1 с сообщением камеры сгорания 6 с верхней частью внутренней полости 17 корпуса 16 через открытый нижний торец корпуса 7, а циркуляционный насос 3 подключен своим входом к линии 31 подвода воды, вход которой соединен предпочтительно с нижней частью внутренней полости 17 корпуса 16 теплообменника 1. При этом в линии 31 установлен регулировочный кран 32, служащий также для перекрытия линии 31 при демонтаже циркуляционного насоса 3.In each boiler unit 2, the lower part of the housing 4 and the housing 7 of the combustion chamber 6 are connected to the upper part of the housing 16 of the heat exchanger 1 with the combustion chamber 6 communicating with the upper part of the internal cavity 17 of the housing 16 through the open lower end of the housing 7, and the circulation pump 3 is connected by its input to the water supply line 31, the input of which is preferably connected to the lower part of the inner cavity 17 of the heat exchanger housing 16. At the same time, an adjustment valve 32 is installed in the line 31, which also serves to shut off the line 31 when removing the circulation pump 3.

Для обеспечения отвода из кольцевой полости 8 котлоагрегата 2 конденсата, образующегося в процессе конденсации смешанных с продуктами сгорания водяных паров, а также для обеспечения его очистки и дальнейшего использования в качестве греющей жидкости установка может быть снабжена емкостью 33 для сбора и очистки конденсата 34, образующегося в кольцевой полости 8 каждого котлоагрегата 2 в процессе работы установки. При этом нижняя часть емкости 33 заполнена водоочищающим материалом 35, преимущественно раскислителем, например, мелом, и сообщается выше уровня материала 35 с нижней частью внутренней полости 17 теплообменника 1 через фильтр 36, а верхняя часть емкости 33 сообщается через гидравлический затвор 37 и сливную линию 38 с нижней частью кольцевой теплообменной полости 8 каждого котлоагрегата 2 с возможностью слива из последней конденсата в указанную емкость 33 самотеком. В верхней части емкости 33 выполнено переливное отверстие 39, расположенное на одном уровне с максимальным уровнем греющей жидкости в теплообменнике 1. При этом переливное отверстие 39 подключено к сливной линии 40, соединенной, например, с канализацией или специальной емкостью для отстоя и очистки (не показана).To ensure the removal of condensate from the annular cavity 8 of the boiler unit 2 generated during the condensation of water vapor mixed with the combustion products, as well as to ensure its purification and further use as a heating liquid, the installation can be equipped with a tank 33 for collecting and purifying the condensate 34 formed in the annular cavity 8 of each boiler unit 2 during installation. In this case, the lower part of the tank 33 is filled with water-purifying material 35, mainly a deoxidizer, for example, chalk, and communicates above the level of the material 35 with the lower part of the inner cavity 17 of the heat exchanger 1 through the filter 36, and the upper part of the tank 33 communicates through a hydraulic shutter 37 and a drain line 38 with the lower part of the annular heat exchange cavity 8 of each boiler unit 2 with the possibility of discharge from the last condensate into the indicated tank 33 by gravity. In the upper part of the tank 33 there is an overflow hole 39 located at the same level with the maximum level of the heating fluid in the heat exchanger 1. In this case, the overflow hole 39 is connected to a drain line 40 connected, for example, to a sewer or a special tank for sludge and cleaning (not shown )

Для обеспечения заданной скорости циркуляции нагреваемой жидкости через теплообменник 1 к потребителям 15 горячей воды в линии 20 может быть установлен циркуляционный насос 41 с фильтром 42 на его входе, а для обеспечения возможности регулировки объемной подачи жидкости с выхода потребителей 15 в линию 20 в линиях, соединяющих выходы потребителей 15 со входом фильтра 42, могут быть установлены регулировочные краны 43. Кроме того, для обеспечения заданной объемной подачи топливной смеси к горелке 11 каждого котлоагрегата 2 в линии 12 подачи топливной смеси к каждому котлоагрегату 2 может быть установлено устройство для регулировки подачи топливной смеси (не показано).To ensure a given speed of circulation of the heated fluid through the heat exchanger 1 to the consumers 15 of hot water in line 20, a circulation pump 41 with a filter 42 can be installed at its inlet, and to provide the possibility of adjusting the volumetric flow of fluid from the output of consumers 15 to line 20 in the lines connecting the outputs of consumers 15 with the input of the filter 42, control valves 43 can be installed. In addition, to ensure a given volumetric supply of the fuel mixture to the burner 11 of each boiler unit 2 in the fuel supply line 12 mixture to each boiler unit 2 can be installed a device for adjusting the supply of fuel mixture (not shown).

При этом не исключается возможность использования в предлагаемой установке других конструктивных вариантов теплообменника «жидкость-жидкость» 1, а также Других вариантов системы очистки конденсата, образующегося в кольцевых полостях 8 котлоагрегатов 2.At the same time, the possibility of using other constructive variants of the liquid-liquid heat exchanger 1, as well as other versions of the condensate cleaning system formed in the annular cavities 8 of boiler units 2, is not excluded.

Теплогенерирующая установка работает следующим образом.Heat-generating installation works as follows.

К горелке 11 каждого котлоагрегата 2 по линии 12 и патрубку 14 подается топливная смесь (газовоздушная смесь или смесь жидкого топлива с воздухом), в торцевую полость 29 теплообменника 1 подается нагреваемая жидкость, нагнетаемая с выхода потребителей 15 с помощью насоса 40 по линии 20 и/или из водопроводной линии 24, а к водоподающему насадку 13 каждого котлоагрегата 2 подается жидкость, нагнетаемая с помощью циркуляционного насоса 3 из нижней части внутренней полости 17 теплообменника 1 к насадку 13 через проточный теплообменник 10.The fuel mixture (gas-air mixture or a mixture of liquid fuel with air) is supplied to the burner 11 of each boiler unit 2 via line 12 and pipe 14, and heated liquid is pumped into the end cavity 29 of the heat exchanger 1, which is pumped from the outlet of consumers 15 using pump 40 via line 20 and / or from a water supply line 24, and a liquid is pumped to the water supply nozzle 13 of each boiler unit 2, pumped with a circulation pump 3 from the lower part of the inner cavity 17 of the heat exchanger 1 to the nozzle 13 through a flow heat exchanger 10.

В каждом котлоагрегате 2 при сгорании топливной смеси, поступающей к горелке 11, в камере сгорания 6 создается тепловое излучение от пламени горелки 11, направленное радиально к внутренней поверхности корпуса 7 камеры сгорания 6. При этом жидкость, выходящая из насадка 13 в форме струи, совершает спиралеобразное движение сверху вниз по внутренней поверхности указанного корпуса 7. В процессе указанного спиралеобразного движения вниз жидкость нагревается под воздействием на нее энергии теплового излучения от пламени горелки 11, от поднимающихся вверх вдоль камеры сгорания 6 горячих продуктов сгорания, и от корпуса 7. Выходящие вверх из камеры 6 продукты сгорания, проходят по торцевому зазору между корпусом 7 и крышкой 5, после чего проходят вниз между теплообменником 10 и стенками корпусов 4 и 7, и по выходной трубе 9 отводятся в атмосферу. В процессе указанного движения горячие продукты сгорания нагревают корпус 7 и жидкость, поступающую через теплообменник 10 к водоподающему насадку 13.In each boiler unit 2, during the combustion of the fuel mixture entering the burner 11, heat radiation from the flame of the burner 11 is generated in the combustion chamber 6, directed radially to the inner surface of the housing 7 of the combustion chamber 6. In this case, the liquid exiting the nozzle 13 in the form of a jet makes spiral motion from top to bottom along the inner surface of said housing 7. During said spiral motion downward, the liquid heats up under the influence of thermal radiation energy from the flame of the burner 11, from rising upward along the combustion chamber 6 of hot combustion products, and from the housing 7. The combustion products coming up from the chamber 6 pass through the end gap between the housing 7 and the cover 5, after which they pass downward between the heat exchanger 10 and the walls of the buildings 4 and 7, and along the outlet pipe 9 is discharged into the atmosphere. During this movement, hot combustion products heat the housing 7 and the liquid entering through the heat exchanger 10 to the water supply nozzle 13.

Основная часть жидкости, поступающей в камеру сгорания 6 из насадка 13, после нагрева в камере 6 стекает по внутренней стенке корпуса 7 указанной камеры во внутреннюю полость 17 теплообменника 1 и становится греющей жидкостью, которая используется для нагрева воды, циркулирующей через трубки 26 из торцевой полости 29 теплообменника 1 в его торцевую полость 30, откуда нагретая жидкость поступает по линии 22 к потребителям 15. Остальная часть жидкости, поступающей в камеру сгорания 6 из насадка 13, под воздействием теплового излучения пламени горелки 11 и горячих продуктов сгорания испаряется и в виде водяных паров, смешанных с продуктами сгорания, поступает из камеры сгорания 6 в кольцевую полость 8.The main part of the liquid entering the combustion chamber 6 from the nozzle 13, after heating in the chamber 6, flows down the inner wall of the housing 7 of the chamber into the inner cavity 17 of the heat exchanger 1 and becomes a heating fluid, which is used to heat water circulating through the tubes 26 from the end cavity 29 of the heat exchanger 1 into its end cavity 30, from where the heated liquid enters through line 22 to consumers 15. The rest of the liquid entering the combustion chamber 6 from the nozzle 13, under the influence of the thermal radiation of the burner flame 1 1 and hot combustion products evaporates and in the form of water vapor mixed with combustion products, enters from the combustion chamber 6 into the annular cavity 8.

При этом водяные пары конденсируются на внутренней стенке корпуса 4, внешней поверхности теплообменника 10 и внутренней стенке дымовой трубы 9. Горячий конденсат, образующийся в результате указанной конденсации водяных паров в кольцевой полости 8 и выходной трубе 9 каждого котлоагрегата 2, стекает на дно кольцевой полости 8, откуда самотеком стекает по сливной линии 38 в емкость 33 через гидравлический затвор 37, блокирующий проход продуктов сгорания из кольцевой полости 8 каждого котлоагрегата 2 в емкость 33. В емкости 33 конденсат 34 отстаивается и в процессе отстоя очищается от примесей, главным образом от окислов СО и СО₂, и через фильтр 36, исключающий попадание материала 35 в греющую жидкость, поступает в нижнюю часть внутренней полости 17 теплообменника 1, где используется в качестве греющей жидкости. Поскольку емкость 33 и теплообменник 1 являются сообщающимися сосудами конденсат 34 в емкости 33 и греющая жидкость в теплообменнике 1 находятся на одном уровне. С началом подъема уровня греющей жидкости в теплообменнике 1 выше допустимого максимального уровня, который ограничивается уровнем нижнего торца корпуса 7 камеры сгорания 6 конденсат 34 начинает перетекать из емкости 33 через переливное отверстие 39 в сливную линию 40, по которой сливается, например, в канализацию или специальную емкость, благодаря чему исключается дальнейший подъем уровня греющей жидкости в теплообменнике 1.When this water vapor condenses on the inner wall of the housing 4, the outer surface of the heat exchanger 10 and the inner wall of the chimney 9. Hot condensate formed as a result of the indicated condensation of water vapor in the annular cavity 8 and the outlet pipe 9 of each boiler unit 2 flows to the bottom of the annular cavity 8 from where it flows by gravity along the drain line 38 into a container 33 through a hydraulic lock 37, blocking the passage of combustion products from the annular cavity 8 of each boiler unit 2 into a container 33. In the tank 33, the condensate 34 settles and in the sludge process it is cleaned of impurities, mainly from CO and CO ₂ oxides, and through a filter 36, which prevents the material 35 from entering the heating liquid, enters the lower part of the inner cavity 17 of the heat exchanger 1, where it is used as a heating liquid. Since the vessel 33 and the heat exchanger 1 are interconnected vessels, the condensate 34 in the vessel 33 and the heating liquid in the heat exchanger 1 are at the same level. With the beginning of the rise in the level of the heating fluid in the heat exchanger 1 above the permissible maximum level, which is limited by the level of the lower end of the housing 7 of the combustion chamber 6, the condensate 34 begins to flow from the tank 33 through the overflow hole 39 into the drain line 40, through which it is drained, for example, into a sewer or special capacity, which eliminates the further rise in the level of heating fluid in the heat exchanger 1.

Для обеспечения заданной температуры нагретой воды, которую необходимо обеспечить на выходе 21 теплообменника 1 при заданной величине объемной подачи исходной воды в торцевую полость 29 последнего, в процессе работы установки может изменяться как величина объемной подачи топливной смеси к горелке 11 каждого котлоагрегата 2, так и число работающих котлоагрегатов 2. При этом объемная подача жидкости из внутренней полости 17 теплообменника 1 к водоподающему насадку 13 каждого котлоагрегата 2 может регулироваться в заданных пределах с помощью крана 32. Кроме того, с помощью регулировочных кранов 43 может регулироваться объемная подача на вход 19 теплообменника 1 жидкости, отработанной в потребителях 15 горячей воды, а с помощью регулировочного крана 25 может регулироваться объемная подача холодной воды из водопроводной линии 24 на вход 23 теплообменника 1.To ensure a given temperature of heated water, which must be provided at the outlet 21 of the heat exchanger 1 with a given volumetric flow rate of source water into the end cavity 29 of the latter, both the volumetric flow rate of the fuel mixture to the burner 11 of each boiler unit 2 and the number operating boiler units 2. In this case, the volumetric flow of fluid from the inner cavity 17 of the heat exchanger 1 to the water supply nozzle 13 of each boiler unit 2 can be adjusted within specified limits using cr Ana 32. In addition, with the help of control valves 43, the volumetric flow to the inlet 19 of the heat exchanger 1 of the liquid spent in the hot water consumers 15 can be regulated, and the volumetric supply of cold water from the water supply line 24 to the inlet 23 of the heat exchanger 1 can be regulated .

Практическое использование полезной модели позволяет упростить конструкцию теплогенерирующей установки, снизить ее массу и габариты и повысить уровень безопасности эксплуатации установки.The practical use of the utility model allows us to simplify the design of the heat-generating installation, reduce its weight and dimensions, and increase the level of operational safety of the installation.

Claims

1. A heat generating installation comprising a liquid-liquid heat exchanger with a housing, the internal cavity of which is designed to be filled with heating fluid, and a heat exchange element located in the housing and connected to the supply and exhaust lines of the heated fluid, and at least one boiler unit equipped with a circulation pump, the input of which is connected to the inner cavity of the housing of the specified heat exchanger, and containing a vertical or close to vertical housing with a cover connected to its lower According to the upper part of the casing of said heat exchanger, a combustion chamber provided with a cylindrical tubular casing installed longitudinally in the boiler casing with the formation of an annular heat-exchange cavity with a closed lower end provided with a pipe for exhausting combustion products between the boiler casing and the casing of the boiler and communicating from the lower side with an internal cavity of the casing of said heat exchanger and on the upper side with the upper part of the said annular heat-exchange cavity, the burner installed a water supply nozzle installed in the upper part of the combustion chamber body tangentially to the latter, and a flow-through heat exchanger with a lower inlet and an upper outlet, installed in the indicated annular heat-exchange cavity and connected to its input and output, respectively, with the output of the circulation pump and with a water supply nozzle, characterized in that each boiler unit has a through hole in the housing cover, and the fuel mixture inlet at the burner is made n from the upper side and connected to a line for supplying the fuel mixture through the pipe sealingly mounted in said bore cap boiler housing.

2. Installation according to claim 1, characterized in that it is equipped with a container for collecting and purifying condensate, in which the lower part is designed to be filled with a water-purifying material, mainly a deoxidizing agent, for example, chalk, and communicates above the level of said material with the lower part of the internal cavity of the heat exchanger “Liquid-liquid”, and the upper part communicates through a hydraulic shutter with the lower part of the annular heat-exchange cavity of each boiler unit with the possibility of discharge from the last condensate into the indicated tank by gravity and is made with an overflow hole connected to the drain line and located at the same level with the maximum level of the heating fluid in the specified heat exchanger.

3. The installation according to claim 1, characterized in that the housing of the liquid-liquid heat exchanger has a cylindrical tubular shape and a horizontal or close to horizontal arrangement, and an inner transverse partition with holes is formed in each end part thereof with the formation of end walls cavities, one of which is connected to the supply line, and the second to the drainage line of the heated fluid, while the heat exchange element of the specified heat exchanger is made in the form of a bundle of heat exchange tubes, located x longitudinally exchanger body, evenly distributed over the cross sectional area of the internal cavity of said casing and hermetically connected at its ends with openings of said transverse partition walls.