RU2057985C1

RU2057985C1 - Straight-through boiler

Info

Publication number: RU2057985C1
Application number: RU93001174A
Authority: RU
Inventors: Борис Николаевич Гроздов
Original assignee: Борис Николаевич Гроздов
Priority date: 1993-01-11
Filing date: 1993-01-11
Publication date: 1996-04-10

Abstract

FIELD: heat power engineering. SUBSTANCE: boiler has furnace and is provided with an economizer made up as a stack of spiral coil pipes 8. The coil pipes are connected with three vertical manifolds. One of the manifolds (manifold 7) is a bearing manifold. The heating surface of the boiler is made up as horizontal plane piping spirals 4,5,6 and vertical spirals coil pipes 1,2,3 connected with the economizer through bearing manifold 7. EFFECT: enhanced efficiency. 4 dwg

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к конструкциям прямоточного котла, используемого в качестве парового так и водогрейного режимов работы с целью теплоснабжения коммунальных, промышленных и сельских объектов. The invention relates to a power system, in particular, to designs of a once-through boiler used as steam and hot water operation modes for the purpose of heat supply of communal, industrial and rural facilities.

Наиболее известным к предлагаемому техническому решению является паровой водотрубный котел КПА-500 г [1] который состоит из наружной и внутренней цилиндрических секций, имеющих форму плотно навитых змеевиков, соединенных последовательно. Горелка котла закреплена на верхней крышке котла, факел направлен сверху котла вниз. Воздух подается вентилятором в кольцевой зазор между кожухом и корпусом котла, нагревается, поднимаясь, и поступает в горелку. Продукты сгорания в топке котла опускаются, затем поднимаются между змеевиками, еще раз опускаются между наружным змеевиком и корпусом котла и через патрубок отводятся к дымовой трубе. Котел имеет сепаратор пара, в котором отделяются капельки воды и твердые нерастворенные частицы, уходящие в бак конденсата. Вода из бака подается в котел с помощью поршневого насоса. Температура питательной воды 65-80^оС.The most famous for the proposed technical solution is a steam tube boiler KPA-500 g [1] which consists of an outer and an inner cylindrical section in the form of tightly wound coils connected in series. The boiler burner is mounted on the top cover of the boiler, the torch is directed from the top of the boiler down. Air is supplied by the fan into the annular gap between the casing and the boiler body, heats up, rises, and enters the burner. The combustion products in the boiler furnace are lowered, then raised between the coils, once again lowered between the outer coil and the boiler body and are discharged through the pipe to the chimney. The boiler has a steam separator, in which droplets of water and solid undissolved particles that escape into the condensate tank are separated. Water from the tank is supplied to the boiler using a piston pump. Feed water temperature 65-80 ° ^C.

Недостатками известной конструкции котла являются отсутствие экономайзера, высокая температура уходящих продуктов сгорания (350^оС), низкий КПД котла (80%), наличие сепаратора пара и малая теплопроизводительность. Наличие сепаратора у данного типа котла обуславливает его работу только как парового.The disadvantages of the known design are the absence of boiler economizer, high temperature exhaust products of combustion (350 ° ^C), low boiler efficiency (80%), the presence of steam separator and low heat output. The presence of a separator for this type of boiler determines its operation only as a steam.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является прямоточный котел [2] содержащий цилиндрический кожух и поверхность нагрева из двух включенных последовательно по нагреваемой среде наружного и внутреннего винтовых змеевиков, установленных в кожухе концентрично с образованием центральной топки, а также промежуточного и периферийного газоходов, а для повышения экономичности и надежности, ужесточения и охлаждения наружного змеевика, он снабжен дополнительным трубопроводом, навитым на наружный змеевик с направлением навивки этого змеевика, включенным по нагреваемой среде перед упомянутыми змеевиками и плотно скрепленным своей периферийной поверхностью со стенкой кожуха. Closest to the proposed technical solution is a once-through boiler [2] containing a cylindrical casing and a heating surface of two external and internal screw coils connected in series with the heating medium installed concentrically in the casing with the formation of a central firebox, as well as intermediate and peripheral flues, and to increase cost-effectiveness and reliability, tightening and cooling of the external coil, it is equipped with an additional pipe wound on the external coil with the direction of navigation This coil is connected via a heated medium in front of the aforementioned coils and tightly fastened by its peripheral surface to the casing wall.

Недостатками прототипа является незначительная поверхность нагрева котла, отсутствие экономайзера, малая теплопроизводительность, сложность навивки стягивающего наружного змеевика и невысокий КПД ≈ 82%
Целью изобретения является повышение КПД котла за счет увеличения поверхностей нагрева котла и встроенного в котел экономайзера спирального типа, что дает увеличение тепловой мощности котла с экономией топлива.The disadvantages of the prototype are the insignificant heating surface of the boiler, the lack of an economizer, low heat output, the complexity of winding a tightening external coil and low efficiency ≈ 82%
The aim of the invention is to increase the efficiency of the boiler by increasing the heating surfaces of the boiler and the spiral economizer built into the boiler, which gives an increase in the thermal power of the boiler with fuel economy.

На фиг.1 дано вертикальное сечение котла; на фиг.2 сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 сечение Б-Б на фиг.1 (в области расположения экономайзера); на фиг. 4 вид экономайзера. Figure 1 shows a vertical section of the boiler; figure 2 section aa in figure 1; figure 3 section BB in figure 1 (in the area of the economizer); in FIG. 4 kind of economizer.

Предлагаемый водотрубный котел состоит из трех вертикальных секций 1, 2, 3, имеющих цилиндрическую форму плотно навитых стальных змеевиков, образующих вертикальные поверхности нагрева котла, причем секции 2, 3, образующие в свою очередь концентрические цилиндры из плотно навитых змеевиков, находятся внутри внешней цилиндрической секции 1, а секция 3 наименьшего диаметра относительно цилиндрических секций 1, 2 находится внутри секции 2 и составляет вертикальное пространство топочной камеры. The proposed water tube boiler consists of three vertical sections 1, 2, 3, having a cylindrical shape of tightly wound steel coils forming vertical surfaces of the boiler, and sections 2, 3, which in turn form concentric cylinders of tightly wound coils, are located inside the outer cylindrical section 1, and section 3 of the smallest diameter relative to the cylindrical sections 1, 2 is inside section 2 and makes up the vertical space of the combustion chamber.

Котел имеет также три горизонтальные спиральные поверхности нагрева 4, 5, 6, которые образуют передний топочный экран 4, задний топочный экран 5 и конвективный задний экран 6, соединенный с опорным коллектором 7. Внутри прямоточного котла имеется встроенный конвективный трубный спиральный экономайзер, состоящий из опорного вертикального коллектора 7, соединенного системой горизонтальных труб 8, образующих спиральную поверхность нагрева экономайзера, которая соединяется с вертикальным коллектором 9, который в свою очередь соединен пакетом параллельных горизонтальных труб цилиндрической формы с выходным вертикальным коллектором 10. Коллектор 10 соединен с трубной внешней вертикальной цилиндрической поверхностью нагрева 1 в виде плотно навитых змеевиков, которая соединяется со спиральной горизонтальной поверхностью нагрева 4, образующей передний горизонтальный топочный экран, соединенный с внутренней вертикальной цилиндрической поверхностью нагрева 3, составляющей цилиндрический топочный экран, который соединен с горизонтальной спиральной поверхностью нагрева 5, соединяющейся с вертикальной поверхностью нагрева цилиндрической формы из плотно навитых змеевиков секции 2, имеющей выход из котла в промежуток изогнутой трубы горизонтальной спиральной поверхности 4 (на фиг.1-4 этот выход не показан). The boiler also has three horizontal spiral heating surfaces 4, 5, 6, which form the front furnace screen 4, the rear furnace screen 5 and the convective rear screen 6 connected to the support manifold 7. Inside the direct-flow boiler there is a built-in convective tube spiral economizer consisting of a support vertical collector 7, connected by a system of horizontal pipes 8, forming a spiral surface of the economizer, which is connected to a vertical collector 9, which in turn is connected by a package parallel cylindrical horizontal pipes with an output vertical collector 10. The collector 10 is connected to the pipe external vertical cylindrical heating surface 1 in the form of tightly wound coils, which is connected to a spiral horizontal heating surface 4, forming a front horizontal furnace screen connected to an internal vertical cylindrical heating surface 3, comprising a cylindrical furnace screen, which is connected to a horizontal spiral heating surface 5, yayuscheysya vertical cylindrical heating surface shape of tightly wound coil section 2, the boiler having an outlet in the gap bent pipe spiral horizontal surface 4 (1-4 this outlet not shown).

К экономайзерной части котла относится горизонтальная спиральная поверхность 6, соединенная с вертикальным спорным коллектором 7 и системой горизонтальных спиральных змеевиков 8, соединенных в свою очередь с вертикальным коллектором 9. Причем вертикальный коллектор 9 соединен рядом (пакетом) запараллеленных цилиндрических труб с вертикальным коллектором 10. Из экономайзера коллектора 10 выходит труба змеевик секции 1 (плотно навитая и имеющая цилиндрическую форму. Начиная с коллектора 10 экономайзера, вода проходит все поверхности нагрева 1, 4, 3, 5, 2, соединенные последовательно. При этом предлагаемый котел может эксплуатироваться и в водогрейном режиме, причем выход воды осуществляется из вертикальной секции 3, а вертикальная секция 2 является предвключенной. Котел имеет горелочное устройство 11, установленное сверху, и выходной газоход 12 между вертикальными коллекторами 9-10. В конструкции предлагаемого котла увеличенной тепловой мощности целесообразно иметь жесткие связи секций 1, 2, 3 и переднего экрана 4, а также газовый козырек (горизонтальную перегородку) над экономайзером, выше коллекторов 9, 10 для уравновешивания аэродинамического потока продуктов сгорания в котле. The economical part of the boiler includes a horizontal spiral surface 6 connected to a vertical disputed collector 7 and a system of horizontal spiral coils 8, which in turn are connected to a vertical collector 9. Moreover, the vertical collector 9 is connected by a row (packet) of parallel cylindrical pipes with a vertical collector 10. From the economizer of the collector 10 exits the pipe coil section 1 (tightly wound and having a cylindrical shape. Starting with the collector 10 of the economizer, water passes through all the heating surfaces 1, 4, 3, 5, 2, connected in series.At the same time, the proposed boiler can be operated in the water-heating mode, the water being exited from the vertical section 3 and the vertical section 2 being upstream.The boiler has a burner device 11 mounted on top, and the outlet duct 12 between the vertical collectors 9-10. In the design of the proposed boiler of increased thermal power, it is advisable to have rigid connections of sections 1, 2, 3 and the front screen 4, as well as a gas peak (horizontal partition) above the economizer Above the reservoir 9, 10 to counterbalance the aerodynamic flow of combustion products in the boiler.

Предлагаемый водотрубный котел работает следующим образом. The proposed water tube boiler operates as follows.

Питательная вода поступает в спиральную горизонтальную поверхность 6 и, пройдя по ней, входит в опорный коллектор 7, представляющий входной коллектор экономайзера, из которого по системе горизонтальных спиральных труб 8 вода приходит в коллектор 9 и по пакету параллельных труб цилиндрической формы вода поступает в коллектор 10. Из коллектора 10 вода направляется в вертикальную секцию 1 из плотно навитых змеевиков, соединенную с горизонтальным спиральным передним топочным экраном 4, из которого вода следует в вертикальную цилиндрическую секцию 3 из плотно навитых змеевиков, соединенную в свою очередь с горизонтальным спиральным задним экраном 5 топки котла, и далее, пройдя задний экран 5, где начинается парообразование, пароводяная эмульсия поступает в вертикальную секцию 2, где происходит образование пара и его перегрев. Из секции 2 пар направляется к потребителю. Feed water enters the spiral horizontal surface 6 and, passing along it, enters the reference manifold 7, representing the input collector of the economizer, from which, through a system of horizontal spiral pipes 8, water enters the collector 9 and through a packet of parallel cylindrical pipes, water enters the collector 10 From the collector 10, water is directed to the vertical section 1 of tightly wound coils connected to a horizontal spiral front furnace screen 4, from which water flows into a vertical cylindrical sec iju 3 of densely-wound coils, connected in its turn with horizontal spiral rear screen 5 of the boiler furnace, and further, after passing the rear screen 5 where the evaporation starts, the steam-water emulsion enters the vertical section 2, where the formation of steam and overheating. From section 2 pairs are sent to the consumer.

Claims

A DIRECT BOILER containing a firebox, a heating surface including horizontal flat tubular spirals, and vertical spiral coils, characterized in that it is additionally equipped with an economizer made in the form of a package of spiral coils connected to three vertical collectors, one of which is a reference, and the surface The heating is made in the form of three horizontal flat tubular spirals and three vertical spiral coils communicated with the economizer through its reference collector.