RU2052733C1

RU2052733C1 - Vertical hot-water boiler

Info

Publication number: RU2052733C1
Application number: RU93014156A
Authority: RU
Inventors: Николай Ильич Рогунов; Валентин Александрович Жильцов; Бронислав Михайлович Бахтин; Андрей Захарович Брунин
Original assignee: Николай Ильич Рогунов; Валентин Александрович Жильцов; Бронислав Михайлович Бахтин; Андрей Захарович Брунин
Priority date: 1993-03-19
Filing date: 1993-03-19
Publication date: 1996-01-20

Abstract

FIELD: power engineering. SUBSTANCE: arranged in housing of vertical hot-water boiler are: furnace, central gas duct and water jackets located concentrically relative to each other forming clearances for passage of gases. One clearance is connected in succession with gas collecting header and smoke flue. Header has varying section which increases in way of gas flow. Housing has hollow heads at bottom and at top which are provided with detachable covers. Cold water supply pipe line is connected to lower head and hot water discharge pipe line is connected to upper head. Mounted in clearances are easily detachable partitions. EFFECT: enhanced efficiency. 4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в отопительных системах. The invention relates to energy and can be used in heating systems.

Известна конструкция нагревательного устройства для нагрева воды [1] Оно включает корпус, топку, центральный газоход, несколько водяных рубашек, установленных внутри корпуса с образованием между ними полостей для прохода топочных газов, между собой рубашки соединены циркуляционными трубами. A known design of a heating device for heating water [1] It includes a housing, a furnace, a central gas duct, several water jackets installed inside the housing with the formation of cavities between them for the passage of flue gases, between them the shirts are connected by circulation pipes.

В данной конструкции возможна недостаточная теплоотдача и возникновение застойных зон в рубашках, где существует опасность образования паровых пузырей, вызывающих нарушение циркуляции воды и повышенное образование накипи. In this design, insufficient heat transfer and the occurrence of stagnant zones in shirts are possible, where there is a danger of the formation of steam bubbles, causing disruption of water circulation and increased formation of scale.

Наиболее близким к предлагаемому решению является цилиндрический вертикальный водогрейный котел [2] включающий корпус, газовые горелки топку внутри корпуса, несколько водогрейных рубашек, расположенных концентрически с расположением в зазоре между ними трубчатого змеевика. Рубашки и змеевики соединены с полыми днищами с помощью разъемных соединений. К нижнему днищу присоединен трубопровод подачи холодной воды, к верхнему трубопровод отвода горячей воды. Газосборный коллектор расположен вертикально по оси котла и принимает топочные газы, собирающиеся в зазоре между нижним днищем и корпусом котла. В этом техническом решении наличие змеевиков приводит к усложнению конструкции котла. Затруднены ремонт и очистка котла от зольных образований в связи с трудностью доступа к внутренним элементам котла, возможно образование парогазовых пузырей, нарушающих работу системы. Closest to the proposed solution is a cylindrical vertical hot water boiler [2] including a housing, gas burners, a firebox inside the housing, several water jackets arranged concentrically with a tubular coil located in the gap between them. Shirts and coils are connected to the hollow bottoms using detachable connections. A cold water supply pipe is connected to the lower bottom, and a hot water discharge pipe to the upper bottom. The gas collection manifold is located vertically along the axis of the boiler and receives flue gases collected in the gap between the lower bottom and the boiler body. In this technical solution, the presence of coils leads to a complication of the design of the boiler. Difficult to repair and clean the boiler from ash formations due to the difficulty of access to the internal elements of the boiler, the formation of vapor-gas bubbles that disrupt the system.

Предложена конструкция водогрейного вертикального котла, включающая корпус, топку, центральный газоход, газосборный коллектор и водяные рубашки, расположенные концентрически с образованием зазоров, два днища и трубопроводы для подвода холодной и отвода горячей воды, отличающаяся тем, что оба днища выполнены полыми и соединены с водяными рубашками, при этом к нижнему днищу трубопровод отвода горячей воды, а сами днища снабжены съемными крышками. Крышка верхнего днища выполнена конической и снабжена в верхней части конуса патрубком для подключения трубопровода горячей воды, с водогрейными рубашками днища сопряжены с помощью патрубков с разъемными соединениями, причем газосборный коллектор сопряжен с последним зазором для прохода газов между рубашками и выполнен с переменным сечением, увеличивающимся по ходу движения газов, а между нижним днищем и водяными рубашками в зазорах между последними установлены съемные перегородки. В случае четного количества водяных рубашек газосборный коллектор подключен к последнему зазору между ними в нижней части котла. Снабжение вертикального котла верхним и нижним полыми днищами с подсоединением трубопровода холодной воды к нижнему днищу, а трубопровода горячей воды к конической крышке верхнего и подключение газосборного коллектора к последнему зазору между водяными рубашками с выполнением его переменным сечением позволяет повысить теплоотдачу топочных газов, а также исключить образование застойных зон в системе циркуляции воды, наличие съемных крышек днищ и разъемных соединений патрубков, а также съемных перегородок упрощает проведение ремонтных работ и очистку котла от сажи. Вариант с подключением газосборного коллектора в нижней части котла повышает КПД котла благодаря дополнительному подогреву воды в полости нижнего днища. A design of a vertical vertical water heating boiler is proposed, including a housing, a furnace, a central gas duct, a gas collection manifold and water shirts arranged concentrically with formation of gaps, two bottoms and pipelines for supplying cold and draining hot water, characterized in that both bottoms are made hollow and connected to water shirts, while the bottom of the pipeline is the drainage of hot water, and the bottoms themselves are equipped with removable covers. The cover of the upper bottom is made conical and equipped with a nozzle for connecting a hot water pipe in the upper part of the cone; bottoms with water-heating jackets are connected using detachable connections, the gas collector being connected to the last gap for the passage of gases between the jackets and made with a variable cross section increasing along the movement of gases, and between the bottom and water jackets in the gaps between the latter installed removable partitions. In the case of an even number of water jackets, the gas collector is connected to the last gap between them at the bottom of the boiler. Providing a vertical boiler with upper and lower hollow bottoms with a cold water pipe connected to the bottom, and a hot water pipe connected to the top conical cover and connecting the gas collector to the last gap between the water jackets with a variable cross-section, allows to increase the heat transfer of flue gases, and also to eliminate the formation of stagnant zones in the water circulation system, the presence of removable caps for bottoms and detachable connections of nozzles, as well as removable partitions simplifies repair ry works and cleaning the boiler from soot. The option of connecting the gas collector in the lower part of the boiler increases the efficiency of the boiler due to the additional heating of water in the cavity of the lower bottom.

На фиг.1 показан водогрейный котел, общий вид, при нечетном числе водяных рубашек; на фиг.2 то же, при четном числе водяных рубашек. Figure 1 shows a boiler, a General view, with an odd number of water shirts; figure 2 the same, with an even number of water shirts.

Водогрейный котел состоит из корпуса 1, топки 2, водяных рубашек 3-5, сопряженных патрубками 6 с разъемными соединениями 7 с днищами 8 и 9, при этом верхнее днище 9 снабжено съемной конической крышкой 10 с патрубком 11, к которому подключен трубопровод 12 отвода горячей воды, а нижнее днище 8 снабжено съемной крышкой 13 с патрубком 14 для подключения трубопровода 15 подвода холодной воды. Между водяными рубашками 3-5 образуются зазоры 16,17 для прохода газов и центральный газоход 18, при этом последний зазор 17 сообщен с полостью газосборного коллектора 19, площадь сечения которого возрастает по ходу движения газов к дымоходу 20. Между нижним днищем 8 и водяными рубашками 3 и 5 в зазорах 16,17 установлены легкосъемные перегородки 21. В случае использования нечетного числа рубашек последний зазор 16, образованный рубашками 5 и 22, сопрягается с коллектором 19 в нижней части котла. The hot water boiler consists of a housing 1, a furnace 2, water jackets 3-5, coupled by nozzles 6 with detachable connections 7 with bottoms 8 and 9, while the upper bottom 9 is equipped with a removable conical cover 10 with a nozzle 11 to which a hot exhaust pipe 12 is connected water, and the bottom bottom 8 is equipped with a removable cover 13 with a pipe 14 for connecting a pipe 15 for supplying cold water. Between the water jacket 3-5, gaps 16.17 are formed for the passage of gases and the central gas duct 18, while the last gap 17 is connected with the cavity of the gas collection manifold 19, the cross-sectional area of which increases along the direction of the gases to the chimney 20. Between the lower bottom 8 and the water jacket 3 and 5, in the gaps 16.17, easily removable partitions 21 are installed. In the case of using an odd number of shirts, the last gap 16 formed by the shirts 5 and 22 is mated to the collector 19 in the lower part of the boiler.

Работа котла осуществляется в следующей последовательности. Газы, образующиеся при сгорании топлива в топке 2, поднимаются вверх через центральный газоход 18, омывая внутренние стенки рубашки 3 и днища 9, проходят между верхним торцом рубашки 3 и днищем 9, меняя направление и омывая наружную стенку рубашки 3 и внутреннюю рубашки 4. Затем, проходя между нижним торцом рубашки 4 и нижним днищем 8, вновь меняют направление и выходят в газосборный коллектор 19 переменного сечения, переходящий в дымоход 20. Количество рубашек подбирают, исходя из заданных габаритов котла и требуемых по условиям отсутствия конденсации влаги величин температуры отходящих газов. Жидкость, проходящая по трубопроводу 15 подвода холодной воды, проходит через патрубок 14 в полость нижнего днища 8, нагреваемого пламенем, и поступает непосредственно и через нижние рубашки 6 в водяные рубашки 3-5, омываемые горячими газами. Нагреваясь, вода поднимается и непосредственно, из рубашки 4, и через верхние патрубки 6 выходит в полость верхнего днища 9, где происходит смешивание потоков, имеющих неодинаковую температуру, после чего через патрубок 11 вода поступает в трубопровод горячей воды к потребителю. The operation of the boiler is carried out in the following sequence. The gases generated during combustion of the fuel in the furnace 2 rise upward through the central gas duct 18, washing the inner walls of the shirt 3 and the bottom 9, pass between the upper end of the shirt 3 and the bottom 9, changing direction and washing the outer wall of the shirt 3 and the inner shirt 4. Then passing between the lower end of the shirt 4 and the lower bottom 8, they again change direction and exit to the gas collector 19 of variable cross-section, passing into the chimney 20. The number of shirts is selected based on the specified dimensions of the boiler and required under the conditions of lack of condens moisture moisture values of the temperature of the exhaust gases. The fluid passing through the cold water supply pipe 15 passes through a pipe 14 into the cavity of the lower bottom 8, heated by a flame, and enters directly and through the lower shirts 6 into water shirts 3-5, washed by hot gases. When heated, the water rises directly from the jacket 4, and through the upper nozzles 6 it enters the cavity of the upper bottom 9, where flows with different temperatures mix, and then through the nozzle 11 the water enters the hot water pipeline to the consumer.

Отсутствие внутренней циркуляции воды в пределах котла позволяет исключить опасность появления застойных зон с перегревом жидкости и повышенным образования накипи, а устройство конической крышки 9 верхнего днища 8 исключает это явление и в горизонтальных элементах котла днищах. The absence of internal water circulation within the boiler eliminates the risk of stagnant zones with overheating of the liquid and increased formation of scale, and the device conical cover 9 of the upper bottom 8 eliminates this phenomenon in the horizontal elements of the boiler bottoms.

Для упрощения сборки, обслуживания и ремонта котла он выполнен разъемным из трех быстромонтируемых узлов топки 2, газосборного коллектора 19 и блока рубашек и днищ. Последний также разнимается на три элемента рубашку 3 с нижним днищем, рубашку 4 с верхним днищем 9 и рубашку 5. Это достигается тем, что верхняя крышка 10 верхнего днища и нижняя крышка 13 нижнего днища выполнены съемными, например, в виде фланцев, а патрубки 6 с помощью, например, фланцевых соединений 7 крепят к внутренним элементам верхнего и нижнего днищ. To simplify the assembly, maintenance and repair of the boiler, it is made detachable from three quick-mounted units of the furnace 2, the gas collector 19 and the block of shirts and bottoms. The latter is also split into three elements: a shirt 3 with a lower bottom, a shirt 4 with a upper bottom 9 and a shirt 5. This is achieved by the fact that the upper cover 10 of the upper bottom and the lower cover 13 of the lower bottom are made removable, for example, in the form of flanges, and nozzles 6 using, for example, flange connections 7 are attached to the internal elements of the upper and lower bottoms.

Наиболее частой операцией при обслуживании котлов является очистка их от отложений сажи и золы. Для проведения чистки без разборки котла предусмотрены легкосъемные перегородки 21, установленные в зазорах 16 и 17 между водяными рубашками. Такие перегородки выполняют, например, в виде кольца с внутренним и наружным диаметрами, несколько меньшими соответствующих диаметров водяных рубашек. Кольцо разрезают радиальными плоскостями, совпадающими с осями патрубков 6, на элементы, укладываемые на заплечики, привариваемые к наружной стенке рубашки 3 и внутренней стенке рубашки 5. Для демонтажа перегородки достаточно приподнять одну из сторон каждого элемента и вынуть его из зазора (16,17). The most common operation when servicing boilers is to clean them of soot and ash deposits. For cleaning without disassembling the boiler, easily removable partitions 21 are installed, which are installed in the gaps 16 and 17 between the water jackets. Such partitions are performed, for example, in the form of a ring with inner and outer diameters slightly smaller than the corresponding diameters of water jackets. The ring is cut with radial planes coinciding with the axes of the nozzles 6 into elements placed on the shoulders, welded to the outer wall of the shirt 3 and the inner wall of the shirt 5. To dismantle the partition, it is enough to lift one of the sides of each element and remove it from the gap (16.17) .

Указанная на фиг.1 схема применяется при нечетном числе водяных рубашек. При необходимости устройства четного их числа применяют схему, показанную на фиг. 2. Кольцевой газосборный коллектор переменного сечения 19 в этой схеме расположен в нижней зоне котла, осуществляя предварительный подогрев воды в полости днища 8, что способствует повышению КПД котла. The circuit shown in FIG. 1 is used with an odd number of water shirts. If necessary, even-numbered devices apply the circuit shown in FIG. 2. The annular gas collector of variable cross section 19 in this scheme is located in the lower zone of the boiler, preheating the water in the cavity of the bottom 8, which increases the efficiency of the boiler.

Claims

1. A WATER-VERTICAL BOILER comprising a firebox, a central gas duct, water shirts arranged concentrically to form gaps for the passage of gases and connected through nozzles from above and below with bottoms, and a gas collection manifold, the bottoms being hollow and connected to the bottom cold water supply pipe, and to the top - hot water pipe, pipes are provided with detachable connections, characterized in that the bottoms are equipped with removable covers, and the upper bottom cover is made conical, and the top of the cone is equipped with a pipe for connecting a hot water outlet pipe.

2. The boiler according to claim 1, characterized in that the gas collection manifold is associated with the last gap for the passage of gases and is made with a variable cross section, increasing along the movement of gases.

3. The boiler according to claim 1, characterized in that in the lower part of the gaps between the water jackets are installed easily removable partitions.

4. The boiler according to claim 1, characterized in that in the case of an even number of water jackets, the gas collector is connected to the last gap between them at the bottom of the boiler.