RU2160874C1

RU2160874C1 - Heating boiler

Info

Publication number: RU2160874C1
Application number: RU99124369A
Authority: RU
Inventors: И.А. Соколов
Original assignee: Соколов Игорь Анатольевич
Priority date: 1999-11-16
Filing date: 1999-11-16
Publication date: 2000-12-20

Abstract

FIELD: heating and hot water supply systems. SUBSTANCE: proposed heating boiler has furnace 1 enclosed in water jacket 3 made up of tubes with fins connected with rear header 6 and front header 7 installed in end faces of furnace and provided with partitions. Water jacket 3 is connected with additional water jacket formed by boiler shell arranged concentrically relative to furnace and main water jacket. Additional water jacket accommodates fire tubes 11 laid longitudinally. Semiring partitions 12 are arranged in tube space of water jacket. Semicylindrical gas guide partition is installed in outlet gas duct 15. EFFECT: improved reliability and efficiency of heat removal. 3 dwg

Description

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в котлах, работающих в системах отопления и горячего водоснабжения. The invention relates to heat engineering and can be used in boilers operating in heating systems and hot water supply.

Известен котел, содержащий обрамленную водяной рубашкой топку с горелкой, внутри которой расположена поверхность нагрева, в виде пучка труб, соединенных с входной и выходной водяными камерами, подключенными соответственно к рубашке и верхнему отводящему патрубку и образованными участками водяной рубашки, отделенными от последней перегородками, и дымоотводящий патрубок (см. а. с. СССР N 1508056 от 27.06.86 г., опубл. 15.09.89 г., МКИ 4: F 24 H 1/44). A boiler is known that contains a firebox framed with a water jacket and a burner, inside of which there is a heating surface, in the form of a bundle of pipes connected to the inlet and outlet water chambers connected respectively to the shirt and the upper outlet pipe and formed sections of the water jacket separated from the latter by partitions, and smoke outlet pipe (see A.S. USSR No. 1508056 dated 06/27/86, published on 09/15/89, MKI 4: F 24 H 1/44).

Недостатком указанного отопительного котла является его низкая надежность ввиду того, что при низких скоростях движения теплоносителя в водяной рубашке, обрамляющей топочную камеру, и большой плотности теплового потока, передаваемого от топочной камеры, возникает микропарообразование, приводящее к образованию накипи, по мере наслоения которой в процессе работы котла происходит снижение теплообмена между теплоносителем водяной рубашки и стенкой топочной камеры и, как следствие, ее сгорание и разрыв. Кроме того в указанном котле недостаточно полно используется тепло дымовых газов, которые из топки сразу направляются в дымоотводящий патрубок, что снижает эффективность теплосъема. The disadvantage of this boiler is its low reliability due to the fact that at low speeds of the coolant in the water jacket framing the furnace chamber and the high density of the heat flux transmitted from the furnace chamber, microparosion occurs, which leads to the formation of scale, during which layering during When the boiler is operating, there is a decrease in heat transfer between the coolant of the water jacket and the wall of the combustion chamber and, as a result, its combustion and rupture. In addition, the specified boiler does not fully utilize the heat of the flue gases, which are immediately sent from the furnace to the flue pipe, which reduces the efficiency of heat removal.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является отопительный котел, содержащий топочную камеру, заключенную в водяную рубашку, соединенную с дополнительной водяной рубашкой с размещенными в ней в продольном направлении дымогарными трубами, горелку и дымоотводящий патрубок (см. п. СССР N 568388 от 23.10.71 г., опубл. 05.08.77 г., МКИ 2 F 24 H 1/44). The closest technical solution to the proposed one is a heating boiler containing a combustion chamber enclosed in a water jacket connected to an additional water jacket with smoke tubes placed in it in the longitudinal direction, a burner and a flue pipe (see USSR No. 568388 dated 23.10.71 published on 05.08.77, MKI 2 F 24 H 1/44).

Недостатком указанного отопительного котла является его низкая надежность, т. к. вследствие низкой скорости движения теплоносителя в водяной рубашке и большой плотности теплового потока, передаваемого от топки, в пристенной зоне, обращенной в топку, происходит микропаробразование, приводящее к образованию накипи в плотном виде, что снижает теплообмен между теплоносителем, находящимся в водяной рубашке, и стенкой топки, и, как следствие, ее сгорание или разрыв. Кроме того движение дымовых газов и теплоносителя в дополнительной водяной рубашке имеет прямоточный характер, что снижает эффективность теплосъема. The disadvantage of this heating boiler is its low reliability, because due to the low velocity of the coolant in the water jacket and the high density of the heat flux transferred from the furnace, microwood occurs in the near-wall zone facing the furnace, leading to the formation of scale in a dense form, which reduces heat transfer between the coolant in the water jacket and the wall of the furnace, and, as a result, its combustion or rupture. In addition, the movement of flue gases and the coolant in the additional water jacket has a direct-flow character, which reduces the efficiency of heat removal.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является повышение надежности и эффективности теплосъема. The problem solved by the invention is to increase the reliability and efficiency of heat removal.

Поставленная задача решается тем, что отопительный котел, содержащий топочную камеру, заключенную в водяную рубашку, соединенную с дополнительной водяной рубашкой с размещенными в ней в продольном направлении дымогарными трубами, горелку и дымоотводящий патрубок, при этом водяная рубашка выполнена в виде труб с плавниками, соединенных с входным и выходным коллекторами, снабженными перегородками и установленными в торцах топочной камеры, а дополнительная водяная рубашка образована корпусом котла, расположенным концентрично топке, и основной водяной рубашкой, при этом в межтрубном пространстве дополнительной водяной рубашки размещены полукольцевые перегородки, а в выходном газоходе установлена полуцилиндрическая газонаправляющая перегородка. The problem is solved in that a heating boiler containing a combustion chamber enclosed in a water jacket connected to an additional water jacket with smoke tubes placed in it in the longitudinal direction, a burner and a smoke outlet, while the water jacket is made in the form of pipes with fins connected with inlet and outlet manifolds equipped with partitions and installed at the ends of the combustion chamber, and an additional water jacket is formed by the boiler body located concentrically to the furnace, and a new water jacket, while in the annular space of the additional water jacket there are semicircular partitions, and a semi-cylindrical gas guide wall is installed in the outlet duct.

Указанное техническое решение позволяет значительно увеличить надежность отопительного котла, т. к. теплоноситель, находящийся в основной водяной рубашке, движется по трубам вдоль топочной камеры по четырем последовательным ходам с повышенной скоростью за счет перегородок, установленных в коллекторах, чем обеспечивается максимальный эффект теплоотдачи от топки к теплоносителю и исключается образование накипи в пристенной зоне, обращенной в топку. Кроме того предложенная конструкция обеспечивает интенсификацию конвективного теплообмена, благодаря созданию перекрестного тока в дополнительной водяной рубашке между дымовыми газами, проходящими по дымогарным трубам и направленными газонаправляющей перегородкой по двум ходам, и теплоносителем, совершающим волнообразное движение с повышенной скоростью за счет перегородок, установленных в межтрубном пространстве, что приводит к увеличению теплосъема котла. The specified technical solution can significantly increase the reliability of the heating boiler, since the heat carrier in the main water jacket moves through the pipes along the combustion chamber in four consecutive strokes with increased speed due to the partitions installed in the collectors, which ensures the maximum effect of heat transfer from the furnace to the coolant and the formation of scale in the wall zone facing the furnace is excluded. In addition, the proposed design provides an intensification of convective heat transfer, due to the creation of a cross current in an additional water jacket between the flue gases passing through the smoke pipes and directed by the gas guide baffle in two strokes, and the heat carrier, which makes a wave-like motion with increased speed due to baffles installed in the annulus , which leads to an increase in the heat removal of the boiler.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами, на которых изображены:
фиг. 1 - отопительный котел в разрезе;
фиг. 2 - сечение I-I фиг.1;
фиг. 3 - сечение II-II фиг.1.The essence of the proposed technical solution is illustrated by drawings, which depict:
FIG. 1 - sectional heating boiler;
FIG. 2 - section II of figure 1;
FIG. 3 - section II-II of figure 1.

Отопительный котел содержит топочную камеру 1 с горелкой 2, заключенную в водяную рубашку 3, выполненную из труб 4 с плавниками 5. Трубы 4 соединены с задним 6 и передним 7 коллекторами, установленными в торцах топочной камеры, которые снабжены перегородками 8. Водяная рубашка 3 соединена с дополнительной водяной рубашкой 9, образованной корпусом котла 10, расположенным концентрично топке, и основной водяной рубашкой. В дополнительной водяной рубашке в продольном направлении расположены дымогарные трубы 11. В межтрубном пространстве дополнительной водяной рубашки размещены полукольцевые перегородки 12. Трубы 4 основной водяной рубашки 3 и дымогарные трубы 11 заключены в переднюю 13 и заднюю 14 трубные доски. Между трубными досками 13 и 14 и торцовыми стенками корпуса котла 10 образован выходной 15 и фронтовой кольцевой 16 газоход. В выходном газоходе 15 размещена полуцилиндрическая перегородка 17. Вход воды в котел осуществляется через патрубок 18, а выход - через патрубок 19. Выход дымовых газов осуществляется через дымоотводящий патрубок 20. The heating boiler contains a combustion chamber 1 with a burner 2, enclosed in a water jacket 3, made of pipes 4 with fins 5. Pipes 4 are connected to the rear 6 and front 7 collectors installed at the ends of the combustion chamber, which are equipped with partitions 8. Water jacket 3 is connected with an additional water jacket 9 formed by the body of the boiler 10 located concentrically to the furnace, and the main water jacket. Smoke tubes 11 are arranged in the longitudinal water jacket in the longitudinal direction. Semi-ring partitions 12 are located in the annulus of the secondary water jacket 12. The pipes 4 of the main water jacket 3 and the smoke pipes 11 are enclosed in the front 13 and rear 14 pipe boards. Between the tube plates 13 and 14 and the end walls of the boiler body 10, an outlet 15 and a front annular 16 gas duct are formed. A semi-cylindrical partition 17 is located in the outlet gas duct 15. The water enters the boiler through the nozzle 18, and the exit through the nozzle 19. The flue gas exits through the flue nozzle 20.

Работа отопительного котла осуществляется следующим образом. The operation of the boiler is as follows.

Вода поступает через патрубок 18 в задний торцовой коллектор 6 и движется вдоль топочной камеры по трубам 4 водяной рубашки 3, совершая четыре последовательных хода за счет перегородок 8, расположенных в коллекторах 6, 7, увеличивая при этом скорость движения, после чего поступает в дополнительную водяную рубашку 9. Проходя по дополнительной водяной рубашке, вода изменяет направление движения и увеличивает свою скорость за счет полукольцевых перегородок 12, расположенных в межтрубном пространстве, и выходит в выходной патрубок 19 к потребителю. Water enters through the pipe 18 into the rear end manifold 6 and moves along the combustion chamber through the pipes 4 of the water jacket 3, making four consecutive strokes due to the partitions 8 located in the collectors 6, 7, increasing the speed of movement, and then entering the additional water shirt 9. Passing through an additional water jacket, the water changes the direction of movement and increases its speed due to the semicircular partitions 12 located in the annulus and leaves the outlet pipe 19 to the consumer .

Дымовые газы, образовавшиеся в топочной камере 1, поступают в выходной газоход 15 и направляются газонаправляющей перегородкой 17 в дымогарные трубы 11, расположенные в нижней части дополнительной водяной рубашки, и далее, разворачиваясь в фронтовом кольцевом газоходе 16, совершают второй ход по трубам 11, расположенным в верхней части дополнительной водяной рубашки, с последующим выходом в дымоотводящий патрубок 20. The flue gases generated in the combustion chamber 1 enter the exhaust gas duct 15 and are directed by the gas guide baffle 17 into the smoke tubes 11 located in the lower part of the additional water jacket, and then, turning around in the front annular gas duct 16, make the second stroke through the pipes 11 located in the upper part of the additional water jacket, with the subsequent exit to the flue pipe 20.

Выполнение водяной рубашки в виде труб с плавниками, соединенных с коллекторами, снабженными перегородками и установленными в торцах топочной камеры, позволяет исключить возникновение накипи и повысить надежность котла, а размещение полукольцевых перегородок в межтрубном пространстве дополнительной водяной рубашки позволяет увеличить скорость движения воды и обеспечить перекрестный ток с дымовыми газами, направляемыми в дымогарные трубы полуцилиндрической газонаправляющей перегородкой, установленной в выходном газоходе, что позволяет интенсифицировать конвективный теплообмен и обеспечить более эффективный теплосъем. The implementation of the water jacket in the form of pipes with fins connected to the collectors, equipped with partitions and installed in the ends of the combustion chamber, eliminates the occurrence of scale and improves the reliability of the boiler, and the placement of half-ring partitions in the annular space of the additional water jacket allows you to increase the speed of water and provide cross current with flue gases directed into the chimney pipes by a semi-cylindrical gas guide wall installed in the outlet gas duct, which allows It is necessary to intensify convective heat transfer and provide more efficient heat removal.

Claims

A heating boiler comprising a combustion chamber enclosed in a water jacket connected to an additional water jacket with smoke tubes placed in it in the longitudinal direction, a burner and a smoke outlet, characterized in that the water jacket is made in the form of pipes with fins connected to the input and output collectors equipped with partitions and installed at the ends of the combustion chamber, and the additional water jacket is formed by the boiler body, located concentrically to the furnace, and the main water jacket, at the same time, in the annular space of the additional water jacket, semicircular partitions are installed, and a semi-cylindrical gas guide partition is installed in the outlet duct.