RU2205333C1

RU2205333C1 - Contact surface waste-heat water heater

Info

Publication number: RU2205333C1
Application number: RU2001125883/06A
Authority: RU
Inventors: И.Б. Бирюлин; Т.Ф. Шамсудинов; И.Н. Колосов
Original assignee: Бирюлин Игорь Борисович; Шамсудинов Тагир Фасхидинович; Колосов Иван Николаевич
Priority date: 2001-09-21
Filing date: 2001-09-21
Publication date: 2003-05-27

Abstract

FIELD: heat-power engineering; water heaters working on waste flue gases of boiler units. SUBSTANCE: proposed water heater includes vertical cylindrical housing with water and gas inlet and outlet branch pipes, upper and lower covers and horizontal partitions inside housing; water inlet branch pipe is mounted in center of upper cover and is hydraulically connected with cold water supply system and with baskets through holes found in cover; said baskets contain Raschig rings with vertical side walls having holes of preset diameter. Baskets are mounted on horizontal partitions having holes under baskets. Secured at the top along baskets are vertical plates made from elastic material; access holes with covers are made on outer side of housing. Located between housing and lower cover is disk with holes forming reservoir for hot water. Such construction of water heater makes it possible to obtain heated water at minimum amount of soot particles due to their deposition on Raschig rings. EFFECT: improved quality of water. 2 dwg

Description

Изобретение относится к теплотехнике, а именно к водонагревателям, использующим тепло горячих уходящих газов котлоагрегатов. The invention relates to heat engineering, namely to water heaters using the heat of hot flue gases of boiler units.

Известен контактно-поверхностный утилизатор тепла уходящих газов, состоящий из газотрубного поверхностного теплообменника, включающего корпус, трубные доски с закрепленными в них газовыми трубами, центральную секцию промывки продуктов сгорания с водяным поддоном (Ю.П.Соснин, Е.Н.Бухаркин. Высокоэффективные газовые контактные водонагреватели. - М.: Стройиздат, 1988 г., стр. 80, рис. 1.45). Known contact-surface heat exchanger of exhaust gas heat, consisting of a gas pipe surface heat exchanger, including a housing, tube boards with fixed gas pipes, the Central section of the washing of combustion products with a water pan (Yu.P. Sosnin, E.N. Bukharkin. High-performance gas contact water heaters. - M.: Stroyizdat, 1988, p. 80, Fig. 1.45).

Известный утилизатор тепла сложный по конструкции и металлоемок. The well-known heat recovery unit is complex in design and metal-intensive.

Известны контактные каморы насадочного типа, содержащие цилиндр, в основании которого укреплена решетка, на последнюю засыпаются керамические или стальные кольца Рашига, представляющие собой полые цилиндры, высота которых равна наружному диаметру (Ю.П.Соснин, Н.Бухаркин. Высокоэффективные газовые контактные водонагреватели. - М.: Стройиздат, 1988 г., стр. 48, рис. 1.23). Known contact chambers are known that contain a cylinder, at the base of which a grill is mounted, ceramic or steel Rashig rings, which are hollow cylinders with a height equal to the outer diameter (Yu.P. Sosnin, N. Bukharkin. Highly effective gas contact water heaters, are poured onto the latter). - M.: Stroyizdat, 1988, p. 48, Fig. 1.23).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является кожухотрубный теплообменник с подводящими и отводящими коллекторами и оребренными трубами, размещенными перпендикулярно продольной оси кожуха, причем трубы собраны в пучки, между которыми установлены поперечные перегородки для зигзагообразного движения среды в межтрубном пространстве, а коллекторы размещены внутри кожуха (А.С. СССР 397736 по кл. F 28 D 7/08, БИ 37, 1973 г., фиг.3). The closest in technical essence to the proposed technical solution is a shell-and-tube heat exchanger with inlet and outlet manifolds and finned tubes placed perpendicular to the longitudinal axis of the casing, the pipes being assembled in bundles between which transverse partitions are installed for zigzag medium movement in the annulus and the collectors are located inside the casing (A.S. USSR 397736 according to class F 28 D 7/08, BI 37, 1973, figure 3).

Сущность изобретения в том, что контактно-поверхностный утилизационный водонагреватель, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с патрубками входа горячих и выхода охлажденных газов, входа холодной и выхода горячей воды, верхнюю и нижнюю крышки, а так же горизонтальные перегородки внутри корпуса, снабжен установленным в центре верхней крышки патрубком, соединенным гидравлически с системой холодного водоснабжения, а через отверстия в крышке - с корзинами, в которых размещены кольца Рашига, имеющие вертикальные боковые стенки с отверстиями 0,9 d (диаметра кольца) и отверстиями в днищах с 0,5 d (диаметра кольца). Корзины установлены на горизонтальных перегородках, прикрепленных к внутренней стенке корпуса по его высоте поочередно с той и другой стороны. В перегородках под корзинами выполнены отверстия диаметром от 1,0-1,5 d. Вдоль корзин сверху прикреплены к ним вертикальные пластины из эластичного материала, с наружной стороны корпуса прикреплены лазы с крышками напротив правых перегородок, а между корпусом и нижней крышкой размещен диск с отверстиями от 1,0-1,5 d с образованием емкости горячей воды. The essence of the invention is that a contact-surface recycling water heater comprising a vertical cylindrical body with nozzles for the inlet of hot and outlet of chilled gases, inlet of cold and outlet of hot water, upper and lower covers, as well as horizontal partitions inside the case, is equipped with a center mounted upper the lid with a nozzle connected hydraulically to the cold water supply system, and through the holes in the lid - with baskets in which Rashig rings are placed having vertical side walls with with holes of 0.9 d (diameter of the ring) and holes in the bottoms with 0.5 d (diameter of the ring). The baskets are mounted on horizontal partitions attached to the inner wall of the housing along its height, alternately on either side. In the partitions under the baskets holes are made with a diameter of 1.0-1.5 d. Along the baskets, vertical plates of elastic material are attached to them from the top, manholes with covers opposite the right partitions are attached to the outside of the case, and a disk with holes of 1.0-1.5 d is placed between the case and the bottom cover to form a hot water tank.

Такое выполнение водонагревателя позволит получать нагретую воду с минимальным количеством сажевых частиц из-за оседания их на кольцах Рашига и стенках корзин, что повысит качество нагретой воды. This embodiment of the water heater will allow you to get heated water with a minimum amount of soot particles due to their sedimentation on the Rashig rings and the walls of the baskets, which will improve the quality of the heated water.

На фиг. 1 изображен предложенный водонагреватель, продольный разрез, на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1. In FIG. 1 shows the proposed water heater, a longitudinal section, figure 2 is a section aa in figure 1.

Водонагреватель состоит из цилиндрического корпуса 1, верхней крышки 2 и нижней крышки 3 с патрубком 4, соединенным с системой горячего водоснабжения (не показана). К внутренней стенке корпуса 1 прикреплены по высоте его горизонтальные перегородки 5 поочередно с той и другой стороны, а к наружной поверхности - лазы 6 с крышками 7. На перегородках 5 установлены металлические корзины 8, боковые стенки которых имеют округлую форму, образующие с корпусом 1 минимальный зазор а. Вертикальные передняя 9 и задняя 10 стенки корзины 8 имеют отверстия размером 0,9 d (диаметра кольца Рашига), а в днище корзины 8 выполнены отверстия 11 размером 0,5 d, расположенные в коридорном или шахматном порядке. Входной патрубок 12 прикреплен в нижней части корпуса 1 и соединен с дымоходом котлоагрегата (не показан), а выходной патрубок 13 прикреплен к верхней части корпуса 1 и соединен опускным газоходом с дымоходом котлоагрегата (не показаны). Между корпусом 1 и нижней крышкой 3 установлен диск 14, имеющий в центре отверстия 0,5 d, и сверху его вертикально как и на всех перегородках 5 прикреплены пластины 15, выполненные, например, из термостойкой резины, т.е. эластичного материала. The water heater consists of a cylindrical body 1, an upper cover 2 and a lower cover 3 with a pipe 4 connected to a hot water supply system (not shown). Horizontal baffles 5 are alternately attached to the inner wall of the casing 1 in height from one side and the other, and to the outer surface there are manholes 6 with covers 7. Metal baskets 8 are installed on the baffles 5, the side walls of which are round in shape, forming a minimum with the casing 1 clearance a. The vertical front 9 and rear 10 walls of the basket 8 have holes of size 0.9 d (diameter of the Raschig ring), and holes 11 of size 0.5 d are made in the bottom of the basket 8, located in a corridor or staggered manner. The inlet pipe 12 is attached to the lower part of the casing 1 and connected to the chimney of the boiler unit (not shown), and the outlet pipe 13 is attached to the upper part of the casing 1 and is connected by a lowering chimney to the chimney of the boiler unit (not shown). A disk 14 is installed between the housing 1 and the lower cover 3, having a center of 0.5 d holes, and plates 15 made of, for example, heat-resistant rubber, are attached vertically on top of it, like on all partitions 5, i.e. elastic material.

На крышке 7 верхнего лаза 6 установлено смотровое стекло 16, а на верхней крышке 3 установлен патрубок 17 с отверстиями 18, соединенный с системой холодного водоснабжения (не показана), стекло 19 с подсветкой 20. A sight glass 16 is installed on the cover 7 of the upper hole 6, and a nozzle 17 with holes 18 is installed on the top cover 3, connected to a cold water supply system (not shown), glass 19 with backlight 20.

Ручки 21 и 22 прикреплены к корзинам 8 и крышкам 7 соответственно. Handles 21 and 22 are attached to baskets 8 and lids 7, respectively.

Корзины 8 могут быть заполнены как керамическими, так и стальными кольцами Рашига. В последнем случае горячая вода будет выходить из патрубка частично обескислороженной из-за коррозии стенок корзин 8 и колец, расположенных в них. Baskets 8 can be filled with both ceramic and steel Raschig rings. In the latter case, hot water will come out of the nozzle partially deoxygenated due to corrosion of the walls of the baskets 8 and the rings located in them.

На перегородках 5 под местом расположения корзин 8 выполнены отверстия 23 размером от 1,0-1,5 d в корридорном или шахматном порядке, так же в диске 14 выполнены отверстия 24, соединяющие наддисковое пространство с емкостью 25. On the partitions 5, under the location of the baskets 8, holes 23 are made in size from 1.0-1.5 d in corridor or staggered order, also in the disk 14 holes 24 are made, connecting the over-disk space with a capacity of 25.

Контактно-поверхностный утилизационный водонагреватель работает следующим образом. Contact-surface recycling water heater operates as follows.

Открывают заслонку прохода горячих газов в водонагреватель (не показана) и включают подачу холодной воды. Горячие газы проходят вертикальные дырчатые стенки корзин 8, проникают в свободные пространства в кольцах Рашига, поднимаются вверх и через патрубок 13 покидают водонагреватель, охлажденные водой. Холодная вода через патрубок 17 и отверстия 18 поступает на кольца Рашига верхней корзины 8, а затем через отверстия 21 в перегородках 5 и отверстия в днищах корзин 8 проникает через отверстия 22 диска 14 в емкость 23 уже нагретой. Величину открытия вентиля перед патрубком 17 (не показан) контролируют через смотровое стекло 16, исключая перелив воды через пластины 15. Open the shutter of the passage of hot gases into the water heater (not shown) and turn on the supply of cold water. Hot gases pass through the vertical hole walls of the baskets 8, penetrate into the free spaces in the Rashig rings, rise upward and leave the water-cooled water heater through the pipe 13. Cold water through the pipe 17 and the holes 18 enters the Raschig rings of the upper basket 8, and then through the holes 21 in the partitions 5 and the holes in the bottoms of the baskets 8 penetrates through the holes 22 of the disk 14 into the container 23 already heated. The magnitude of the opening of the valve in front of the pipe 17 (not shown) is controlled through the sight glass 16, excluding the overflow of water through the plate 15.

При засорении колец Рашига, находящихся в корзинах 8, водонагреватель отключают от котлоагрегата по газу и от системы холодного водоснабжения по воде. Открывают крышки 7 лазов 6, извлекают корзины 8, промывают кольца Рашига или заменяют на новые. Ставят корзины 8 на прежнее место, закрывают крышки 7 и водонагреватель снова готов к работе. If the Rashig rings in the baskets 8 are clogged, the water heater is disconnected from the boiler by gas and from the cold water supply system by water. Open the lids 7 of the manholes 6, remove the baskets 8, wash the Raschig rings or replace with new ones. Put the basket 8 in its original place, close the lid 7 and the water heater is ready for use again.

Через патрубок 4 горячая вода из емкости 23 откачивается насосом (не показан) или самотеком перетекает в емкость сбора горячей воды (не показана). Through the pipe 4, hot water from the tank 23 is pumped out by a pump (not shown) or by gravity flows into the hot water collection tank (not shown).

Использование предлагаемого водонагревателя для нагрева воды за счет тепла уходящих газов от технологических печей, котлов и др. агрегатов позволит повысить их КПД на 3-5%. Полученная из водонагревателя горячая вода будет иметь минимальное количество сажевых частиц из-за оседания их на кольцах Рашига и стенках корзин, а потому может быть непосредственно использована на подпитку тепловых сетей и даже на бытовые нужды. Using the proposed water heater for heating water due to the heat of the exhaust gases from process furnaces, boilers, and other units will increase their efficiency by 3-5%. The hot water received from the water heater will have a minimum amount of soot particles due to their sedimentation on the Rashig rings and the walls of the baskets, and therefore can be directly used to feed heating networks and even for domestic needs.

Claims

A contact-surface recycling water heater comprising a vertical cylindrical body with nozzles for hot and cold gas inlet, cold and hot water inlet, upper and lower covers, as well as horizontal partitions inside the body, characterized in that a pipe connected to the center of the upper cover is connected hydraulically with a cold water supply system, and through openings in the lid - with baskets in which Raschig rings are placed having vertical side walls with openings of 0.9 d (diameter rings) and holes in the bottoms with 0.5 d (diameter of the ring), baskets are installed on horizontal partitions attached to the inner wall of the casing in height, alternately on either side, with openings from 1.0-1.5 d and vertical plates of elastic material attached to them along the baskets along the top of the baskets, moreover, on the outside of the case there are attached manholes with covers opposite the right partitions, and a disk with holes from 1.0-1.5 d is placed between the case and the bottom cover with the formation of a hot water tank .