RU16191U1 - Водотрубный котел - Google Patents

Abstract

1. Водотрубный котел для получения горячей воды, содержащий топочную камеру, ограниченную экранами из вертикальных труб с продольными ребрами, гидравлически соединенными внизу и вверху коллекторами, с подводом воды к нижним коллекторам, отличающийся тем, что высота боковых экранов увеличивается в направлении движения воды от входа в нижний коллектор, а над экранами, параллельно верхним боковым коллекторам, установлен пакет конвективных труб, верхние и нижние концы которых, соответственно, гидравлически соединены горизонтальными коллекторами, сообщающимися с вертикальными коллекторами, верхние части коллекторов экранов гидравлически соединены необогреваемыми трубопроводами с низом вертикальных коллекторов нижней части пакета конвективных труб, а выход выполнен сверху вертикальных коллекторов верхней части пакета конвективных труб.2. Водотрубный котел по п.1, отличающийся тем, что, с целью получения водяного пара, над котлом установлен паросборник, вода в который подается со стороны нижних частей верхних коллекторов и пакета конвективных труб, сверху вертикальные коллекторы конвективного пакета и верхняя часть коллекторов экранов соединены необогреваемыми трубопроводами с паросборником, а вертикальные коллекторы нижней части конвективного пакета снизу соединены необогреваемыми трубопроводами с нижними коллекторами экранов.

Description

г о уи О 1

ВОДОТРУБНЫЙ ОТЕЛ

Полезная модель относится к гиплоэнергетике, в частности к устройствам для получения горячей воды или водяного пара водофсйным или паровым котлам и может быть использована при сжигании газового, жидкого и твердых видов топлива.

Известен воднотрубный водофейтшй котел состоящий из боковых экранов, выполненных из Г-образных груб, гидравлически соединенных между собой верхним и нижними коллекторами, и заднего экрана из вертикальных труб, нижний коллектор которого соединен с нижними коллекторами боковых экранов, а верхний коллектор - с верхним коллектором боковых экранов (см. Эту о А.Е. Монтаж отопительных котельных. -М.: Стройиздат, 1989, с.63-65). Вода в котел подводится сзади к нижним коллекторам и отводится из котла через верхний коллектор. Вертикальные участки экранных ipyCi, по их оси, соединены ребрами, обеспечивающими газоплотность экранов. Снаружи боковых экранов и над потолочными участками их Г-образных труб, с зазором, выполнена обм ровка котла, образующая за газоплотными экранами два газохода. Такая констр}тщия котла, выбранного в качестве прототипа, имеет недостатки выраженные в том, что конвективной поверхностью нагрева служит обратная сторона труб боковых экранов и величина конвективной поверхности определяется площадью боковых стен и потолка топочной камеры. Вследствие невозможности увеличения площади конвективной

МГЖ F22B 7/20 F23M 9/06

поверхности нагрева бе изменения размеров топочной камеры и в результате разделения дымовых газов на выкоде из топочной камеры на два потока с соответствующим снижением скорости их движения при продольном омывании экранных труб, характеризующимся минимальными значениями коэффициента теплоотдачи, величина температуры дымовых газов на выходе из котла достигает достаточно высоких значений сутцественно снижающих КПД котла Увеличение же конвективной поверхности нагрева ведет к неоправданному возрастанию объема тонки и габаритных размеров котла. Опускное движение дымовых газов в конвективных газоходах увеличивает аэродинамическое сопротивление котла и ведет к снижению его технико-экономических показателей.

Заявленная полезная модель отличается от известного технического решения тем, гго высота боковых экранов увеличивается в направлении движения воды, от входа в нижний коллектор, а над экранами, параллельно верхним боковым коллекторам, установлен пакет конвективных труб, верхние и нижние ко1щы которых, соответственно, соедргаены гидравлически горизонтальными коллекторами, сообщающимися с вертикальными коллекторами, верхние части коллекторов экранов гидравлически соединены необогреваемыми трубопроводами с низом вертикальных коллекторов {шжней пасти пакета конвективных труб, а выход воды выполнен из сверху вертикальных коллекторов верхней части пакета конвективных труб.

При использовании водотрубного котла для пол чения водяного пара из устройства исключены необогреваемьге трубопроводы соединяющие верхние части коллекторов боковых эк1занов с низом вертикальных коллекторов нижней части пакета конвективных труб, а над котлом дополнительно установлен паросборник, вода в который подается со стороны нижних частей верхних коллекторов и пакета конвективных труб, сверху вертикальные коллекторы конвективного пакета и верхняя часть

коллекторов экранов соединены необогрераемыми трубопроводами с паросборником, а вертикщтьные коллекторы нижней части конвективного пакета снизу соединены необогреваемыми трубопроводами с нижними коллекторами экранов.

Сущность зaявляe foй полезной модели состоит в следующем. Существенным отличительным признаком предлагаемого технического решения является размегцение пакета котгвективных труб над камерой параллельно боковым экранам, высота которых увеличивается в общем направлешти движения воды в трубах, благодаря чему величина конвективной поверхности нагрева становится не связанной с размерами самостоятельного элемента котла - топочной камерой, а подъемное движение воды в верхних коллекторах экранов и, благодаря ее перепуску по необогреваемым трубопроводам из экранов, в конвективном пакете исключает образование паровоздупшых пробок и снижает требования к величине скорости движения воды в обофеваемых трубах и уменьшает гидравлическое сопротивление котла Подъемное движение дымовых газов с поперечным обтеканием пакета конвективных труб увеличивает коэффициент теплоотдачи; что позволяет уменьшить величину конвективной поверхности нагрева до значения, обеснечивающего требуемое снижение температуры уходящих газов с соответствующим повышением КПД при снижении его аэродинами 1еского сопротивления и обеснечении минимально возможных габаритных размерах и массе котла.

При получении в котле водяного пара подвод воды в паросборник и ее распределе1ше из этого же места по нижним частям конвективного и экранов и отвод пароводяной смеси в противоположною сторону паросборника по необогреваемым трубам способствует увеличению кратности циркуляпии воды в котле и, соответственно, надежности работы поверхностей нагрева.

Таким образом, в предаоженных технических решениях, иутем внесения отмеченных конструктивных изменений создаются возможности расширения функнионального иснользования котла и улучшения техникоэкономических ноказателей его работы.

Сушность нредлагаемой полезной модели ноясняется чертежами. На фиг. i нредставлен нродолъный разрез водогрейного котла. На фиг 2 - вид А водогрейного котла. На фиг 3 нродольный разрез нарового котла На фиг. 4 - вид Б нарового котла. На фиг. 5 - вид В парового котла. На фигурах обозначено: 1 - нижние коллекторы; 2 - гоночное отверстие; 3 - грубы тоночных экранов; 4 - ребра; 5 верхние коллекторы; 6 иакет коггеективных труб; 7 - вертикальные коллекторы; 8 - горизонтальные коллекторы; 9 - камера; 10 необогреваемые неренускные трубопроводы; 11 - колосниковая реогетка; 12 - золънмк; 13 - онускные трубонрово.ды до вертикальных коллекторов нижней части пакета конвективных труб; 14 наросборник; 15 - онускные трубы от вертикальных коллекторов нижней части накета конвективных труб до нижних коллекторов экранов; 16 нодъемные трубы от верхней части коллекторов экранов; 17 - нодъемные трубы от верхней части пакета конвективных труб. Сплошными стрелками на обозначено нанрвление движения потоков воды, нара и газов.

Нолезная модель работает следзющим образом. Нри сжиганрш твердого топлива, которое подается через топочное отверстие 2 на колосниковую решетку 11, образующийся поток высокотемператчфных газов омывает поверхности труб топочных экранов 3 и отдав часть теплоты нагреваемой воде поступает в межтрубное нространство пакета конвективных труб 6. Нри поперечном обтекании конвективных 1руб поток газов тypбyл fзиpyeтcя и интенсивно отдает теплоту воде. Носле пакета коршективных труб, охлажденные газы собираются в камере 9 и покидают котел.

Вода для нагрева nocwnaer к нижним коллекторам 1 и распределяется по вертикальным трубам 3 с ребрами 4, образующими топочные экраны. Нагретая вода собирается в верхних коллекторах 5, высота которых увеличивается в направлении движения воды Из верхней части коллекторов 5 топочных экранов вода, по двум необогреваемым перепускным трубопроводам 10, поступает к нижней час1и пакета конвективных труб 6, в нижнюю часть вертикальных коллекторов 7, где распределяется по горизонтальным коллекторам 8 и пост}/пает в трубы конвективного пакета, в которых окончательно догревается. Попадая из верхней части труб конвективного пакета в горизонтальные коллекторы 8, вода собирается в вертикальных коллекторах 7, из верхней части которых направляется потребителю.

По другому техническому решению, при использовании водотрубного котла для получения водяного пара, процессы сжигаштя топлива, теплообмена и движения газов идентичны ароцессам при пол 1ении в котле горячей воды.

Питательная вода, входящая в паросборник И со стороны нижних частей пакета конвективных труб 6 и коллекторов экранов 5, пост т1ает по опускным необогреваемым трубопроводам 17 в вертикальные коллекторы 7 нижней части пакета конвективных труб, часть потока воды из вертикальных коллекторов по опускным необогреваемым трубонроводам 15 в нижние коллекторы 1 экранов топки. Образующийся, в процессе нагрева воды, в вертикальных трубах экранов и трубах 8 конвективного пакета, водяной пар собирается в верхних коллекторах 5 экранов и вертикальных коллекторах 7 верхней части пакета конвективных труб и в составе пароводяной смеси по отдельным необогреваемым подъемным трубам 16 и 17 поступает в паросборник 14, где происходит разделение пара, поступающего к потребителю, и воды, продолжающей движение по паросборнику в сторону опускных труб и замыкающей кольцо циркуляции.

пример конкретного выполнения, В серийно изготовляемом водотрубном котле типу НИИСТУ-5 (см Этус А.Е Монтаж отопительных котельных. -М.: Строймздат, 1989, с.63-65) при теплопроизводительности 0,732 МВт площадь поверхности нагрева составила 46,5 м, площадь колосниковой решетки - 1,86 м, длина 3,215 м, ширина - 2,2 м, высота 2,81 м. Выполнение водотрубного котла по предлагаемому техническому решению при идентичной теплопроизводательности 0,732 МВт и плош;ади колосниковой решетки 1,86 м позволило меньшить на 8 % площадь поверхности нагрева и габаритные размеры: длину до 2,2 м; ишрину - до 1,4 м и высоту - до 2,1 м, при более высоком значении КПД котла.

Заявленная конструкция полезной модели проста в изготовлении и не требует оригинальных детштей, а внедрение предлагаемого технического решения позволяет уменьшить массогабаритные характеристики котла и строительные площади для его установки, в связи с чем предлагаемая полезная модель может найти широкое применение.

Авторj y-f Корягин В. А.

Claims (2)

1. Водотрубный котел для получения горячей воды, содержащий топочную камеру, ограниченную экранами из вертикальных труб с продольными ребрами, гидравлически соединенными внизу и вверху коллекторами, с подводом воды к нижним коллекторам, отличающийся тем, что высота боковых экранов увеличивается в направлении движения воды от входа в нижний коллектор, а над экранами, параллельно верхним боковым коллекторам, установлен пакет конвективных труб, верхние и нижние концы которых, соответственно, гидравлически соединены горизонтальными коллекторами, сообщающимися с вертикальными коллекторами, верхние части коллекторов экранов гидравлически соединены необогреваемыми трубопроводами с низом вертикальных коллекторов нижней части пакета конвективных труб, а выход выполнен сверху вертикальных коллекторов верхней части пакета конвективных труб.

2. Водотрубный котел по п.1, отличающийся тем, что, с целью получения водяного пара, над котлом установлен паросборник, вода в который подается со стороны нижних частей верхних коллекторов и пакета конвективных труб, сверху вертикальные коллекторы конвективного пакета и верхняя часть коллекторов экранов соединены необогреваемыми трубопроводами с паросборником, а вертикальные коллекторы нижней части конвективного пакета снизу соединены необогреваемыми трубопроводами с нижними коллекторами экранов.