RU2270405C1

RU2270405C1 - Hot-water boiler

Info

Publication number: RU2270405C1
Application number: RU2004121787/06A
Authority: RU
Inventors: Михаил Иванович Кулешов (RU); Михаил Иванович Кулешов; Артём Викторович Губарев (RU); Артём Викторович Губарев; Олег Фомич Лапин (RU); Олег Фомич Лапин; Сергей Владимирович Берёзкин (RU); Сергей Владимирович Берёзкин
Original assignee: Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова (БГТУ им. В.Г. Шухова)
Priority date: 2004-07-15
Filing date: 2004-07-15
Publication date: 2006-02-20

Abstract

FIELD: heating of water, applicable in heat engineering and hot water supply systems.

SUBSTANCE: the boiler has a radiation section consisting of an inner cylinder, burner and an outer cylinder, as well as an outlet connection of flue gases, drip pan, tubular heat exchanger, bearing-distribution grill and a header with nozzles enclosed in a separate body, it represents the contact-recuperative section. The radiation section and the contact-recuperative section are positioned in parallel, the inner cylinder is made with an inner bottom and provided with a circular upper tube plate. The openings of the circular upper tube plate located in its periphery are made as concentric circles. An inner cover with an axial opening is fastened from above to the outer lateral surface of the circular upper tube plate, a branch pipe with a burner is rigidly attached to the edges of the axial opening. A circular lower tube plate is attached to the lower base of the outer cylinder. An outer bottom is attached from the bottom to the edges of the central opening of the circular lower tube plate, a pipe connection for delivery of heating water goes from this outer bottom. An outer cover with an axial opening is fastened to the upper base of the outer cylinder, a cylindrical shell hermetically coupled to the burner pipe connection is fastened from above to the edges of the axial opening. A pipe connection for discharge of heating water is fastened on the shell surface, the outer and inner covers, as well as the cylindrical shell and the burner pipe connection form an interwall space. A fire tube bank attached to the edges of the aligned openings in the upper and lower tube plates is installed in the interwall annular gap formed by the outer and inner cylinders. A pipe connection for delivery of cold water and a pipe connection for discharge of heated water for hot water supply are fastened on the tubular heat exchanger. The radiation and contact-recuperative sections communicate with each other by means of a detachable closed liquid collector fastened to the lower circular tube plate and to the lower part of the body of the contact-recuperative section, the collector is provided with a pipe connection coupled to the liquid delivery line linked with the collector. At least one condensate return tube is rigidly fastened with one end to the body of the contact-recuperative section in the area of the upper part of the tubular heat exchanger, the other end is inserted in the closed liquid collector.

EFFECT: enhanced boiler efficiency.

3 dwg

Description

Изобретение относится к отопительной технике и горячему водоснабжению, а именно к области водогрейных котлов малой и средней теплопроизводительности, и может быть использовано для теплоснабжения жилых, общественных и промышленных зданий и сооружений.The invention relates to heating equipment and hot water supply, in particular to the field of hot water boilers of small and medium heat output, and can be used for heat supply of residential, public and industrial buildings and structures.

Известны контактно-поверхностные водогрейные котлы, состоящие из радиационной части и контактной части (см. книгу Соснин Ю.П., Бухаркин Е.Н. Высокоэффективные газовые контактные водонагреватели, изд.4, М.: Стройиздат, 1988 г., с.69, 73, 76 и т.д.) - аналог.Known are contact-surface hot water boilers consisting of a radiation part and a contact part (see the book Sosnin Yu.P., Bukharkin E.N. Highly efficient gas contact water heaters, ed. 4, M .: Stroyizdat, 1988, p. 69 , 73, 76, etc.) - an analogue.

Недостатком известных котлов является наличие вредных компонентов (в том числе СО, СО₂, NO_x и др.), образующихся при сгорании топлива на первой (контактной) стадии нагрева воды.A disadvantage of the known boilers is the presence of harmful components (including CO, CO ₂ , NO _x , etc.) formed during the combustion of fuel at the first (contact) stage of heating the water.

Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является водогрейный котел, включающий корпус с каналом выхода топочных газов и патрубки отвода конденсата, при этом в нижней части корпуса размещена радиационная зона, состоящая из внутреннего цилиндра с горелкой, снабженной патрубками подачи топлива и воздуха, и внешнего цилиндра с патрубками подачи и отвода нагреваемой воды. Цилиндры установлены концентрично и образуют межстеночный кольцевой зазор для протекания нагреваемой воды прямотоком по отношению к потоку топочных газов. В верхней части корпуса установлены трубчатый теплообменник, выполненный в виде трубного пучка для прохождения нагреваемой воды сверху вниз противотоком по отношению к двухфазному газожидкостному восходящему потоку и отвода ее из нижней части трубного пучка для догревания в радиационной зоне, опорно-распределительная решетка с патрубками подачи конденсата к форсункам, каплеуловитель, гидрозатворы для возврата конденсата, установленные на одной высоте с трубным пучком, а также бак конденсата с каплеотбойным конусом и обечайкой (см. патент РФ №2176766, МПК 7 F 24 Н 1/00, 1/10, 2001 г.) - прототип.The closest analogue of the claimed invention is a hot water boiler, comprising a housing with a flue gas outlet channel and condensate discharge pipes, while in the lower part of the housing there is a radiation zone consisting of an internal cylinder with a burner equipped with fuel and air supply pipes, and an external cylinder with pipes supply and removal of heated water. The cylinders are mounted concentrically and form an inter-wall annular gap for the flow of heated water in direct flow with respect to the flow of flue gases. In the upper part of the casing, a tubular heat exchanger is installed, made in the form of a tube bundle for passing the heated water from top to bottom in countercurrent with respect to a two-phase gas-liquid upward flow and its removal from the bottom of the tube bundle for heating in the radiation zone, a support and distribution grid with condensate supply pipes to nozzles, a droplet eliminator, water traps for condensate return installed at the same height as the tube bundle, as well as a condensate tank with a droplet-breaking cone and a shell (see pa RF tent No. 2176766, IPC 7 F 24 N 1/00, 1/10, 2001) - prototype.

Недостатками известного решения являются низкий КПД при подаче в котел обратной сетевой воды с температурой 50-70°С, узкая область его применения, а также большие габариты и масса поверхностей нагрева радиационной части.The disadvantages of this solution are the low efficiency when feeding reverse boiler water with a temperature of 50-70 ° C, the narrow scope of its application, as well as the large dimensions and mass of the heating surfaces of the radiation part.

Задачей изобретения является повышение КПД при подаче в котел обратной сетевой воды с температурой 50-70°С, а также расширение области применения котла с уменьшением габаритов и массы поверхностей нагрева радиационной части за счет раздельной выработки воды на отопление и горячее водоснабжение.The objective of the invention is to increase the efficiency when supplying reverse boiler water with a temperature of 50-70 ° C to the boiler, as well as expanding the scope of the boiler with reducing the dimensions and mass of the heating surfaces of the radiation part due to the separate generation of water for heating and hot water supply.

Для решения поставленной задачи в водогрейном котле, содержащем радиационную часть, состоящую из внутреннего цилиндра, горелки, снабженной патрубками подачи топлива и воздуха, и внешнего цилиндра, установленного концентрично внутреннему с образованием межстеночного кольцевого зазора, а также расположенные друг под другом жестко закрепленные на корпусе патрубок отвода топочных газов, каплеуловитель, трубчатый теплообменник, опорно-распределительную решетку и разъемно закрепленный на корпусе коллектор с форсунками, согласно предлагаемому решению, выходной патрубок топочных газов, каплеуловитель, трубчатый теплообменник, опорно-распределительная решетка и коллектор с форсунками заключены в отдельный корпус и представляют собой контактно-рекуперативную часть, при этом радиационная часть и контактно-рекуперативная часть размещены параллельно, внутренний цилиндр выполнен с внутренним днищем и снабжен кольцевой верхней трубной решеткой, жестко прикрепленной к наружной поверхности цилиндра сверху, при этом диаметр центрального отверстия кольцевой верхней трубной решетки равен наружному диаметру внутреннего цилиндра, а отверстия кольцевой верхней трубной решетки, расположенные по ее периферии, выполнены по концентрическим окружностям, причем к наружной боковой поверхности кольцевой верхней трубной решетки сверху жестко прикреплена внутренняя крышка с осевым отверстием, к краям которого сверху жестко прикреплен патрубок с разъемно установленной горелкой; к нижнему основанию внешнего цилиндра жестко прикреплена кольцевая нижняя трубная решетка, отверстия которой, расположенные по ее периферии, выполнены по концентрическим окружностям, при этом оси отверстий совпадают с осями аналогичных отверстий в кольцевой верхней трубной решетке, причем к краям центрального отверстия кольцевой нижней трубной решетки снизу жестко прикреплено внешнее днище, от нижней центральной части которого отходит патрубок подвода отопительной воды, при этом внешнее и внутреннее днища образуют межстеночное пространство, а к верхнему основанию внешнего цилиндра жестко прикреплена внешняя крышка с осевым отверстием, к краям которого сверху жестко прикреплена цилиндрическая обечайка, герметично связанная с патрубком горелки, на боковой поверхности обечайки в верхней ее части жестко закреплен патрубок отвода отопительной воды, причем внешняя и внутренняя крышки, а также цилиндрическая обечайка и патрубок горелки образуют межстеночное пространство, кроме того, в межстеночном кольцевом зазоре, образованном внешним и внутренним цилиндрами, установлен пучок дымогарных труб, жестко прикрепленных к краям соосных отверстий в верхней и нижней трубных решетках; на трубчатом теплообменнике контактно-рекуперативной части сверху жестко закреплен патрубок для подвода холодной воды, а снизу - патрубок для отвода нагретой воды на горячее водоснабжение, при этом радиационная и контактно-рекуперативная части сообщены между собой посредством разъемно прикрепленного снизу к нижней кольцевой трубной решетке и к нижней части корпуса контактно-рекуперативной части закрытого сборника жидкости, снабженного патрубком, соединенным с линией подачи жидкости, содержащей насос, связанной с вышеупомянутым коллектором, причем закрытый сборник жидкости имеет патрубок отвода излишка жидкости, кроме того, к корпусу контактно-рекуперативной части в районе верхней части трубчатого теплообменника одним концом жестко прикреплена по меньшей мере одна труба возврата конденсата, введенная другим концом в закрытый сборник жидкости.To solve this problem, in a boiler containing a radiation part, consisting of an internal cylinder, a burner equipped with fuel and air supply pipes, and an external cylinder installed concentrically to the internal with the formation of an interwall ring gap, and also a pipe located rigidly mounted on top of each other flue gas removal, droplet eliminator, tubular heat exchanger, support distribution grid and collector with nozzles detachably mounted on the housing, according to the proposal solution, the outlet pipe of the flue gases, a droplet eliminator, a tubular heat exchanger, a support distribution grid and a manifold with nozzles are enclosed in a separate housing and are a contact-regenerative part, while the radiation part and the contact-regenerative part are placed in parallel, the inner cylinder is made with an inner the bottom and is equipped with an annular upper tube sheet rigidly attached to the outer surface of the cylinder from above, while the diameter of the central hole of the annular upper tube the latches are equal to the outer diameter of the inner cylinder, and the holes of the annular upper tube sheet located at its periphery are made in concentric circles, and an inner cover with an axial hole is rigidly attached to the outer side surface of the ring upper tube sheet, with a pipe with detachable burner; an annular lower tube sheet is rigidly attached to the lower base of the outer cylinder, the holes of which located at its periphery are made in concentric circles, while the axis of the holes coincide with the axes of similar holes in the annular upper tube sheet, and from the bottom to the edges of the central hole of the ring lower tube sheet the outer bottom is rigidly attached, from the lower central part of which the heating water supply pipe departs, while the outer and inner bottoms form an inter-wall space transference, and to the upper base of the external cylinder an external cover with an axial hole is rigidly fixed, to the edges of which a cylindrical shell is tightly attached from above, tightly connected to the burner nozzle, the heating water outlet pipe is rigidly fixed on the side surface of the shell in its upper part, the external and internal lids, as well as the cylindrical shell and the nozzle of the burner form an inter-wall space, in addition, in the inter-wall annular gap formed by the outer and inner cylinders, detecting flue tubes rigidly attached to the edges of the aligned openings in the upper and lower tube sheets; on the tubular heat exchanger of the contact-regenerative part, a pipe for supplying cold water is rigidly fixed from above and a pipe for draining heated water to hot water from below, while the radiation and contact-recovery parts are interconnected by means of a detachably attached bottom to the lower annular tube sheet and to the lower part of the housing of the contact-regenerative part of the closed fluid collector, equipped with a nozzle connected to a liquid supply line containing a pump associated with the aforementioned call a closed liquid collector has a pipe for draining excess liquid, in addition, at least one condensate return pipe rigidly attached to the body of the contact-regenerative part in the region of the upper part of the tubular heat exchanger is inserted at the other end into the closed liquid collector.

Раздельная выработка воды на отопление и горячее водоснабжение позволяет охладить продукты сгорания на выходе из котла до температуры, при которой происходит конденсация большей части водяных паров, содержащихся в отходящих газах, с соответствующим полезным отбором скрытой теплоты конденсации вышеуказанных водяных паров, что обеспечивает повышение КПД котла при подаче в него обратной сетевой воды, температура которой составляет 50-70°С, а не только при подаче в котел холодной воды с температурой 5-10°С в объектах, в которых имеет место прямой водоразбор горячей воды. При этом установка в межстеночном кольцевом зазоре пучка дымогарных труб позволяет обеспечить выход продуктов сгорания снизу радиационной части для ввода их в контактно-рекуперативную часть снизу, что обуславливает движение продуктов сгорания в радиационной части противотоком по отношению к нагреваемой воде, движущейся снизу вверх, позволяющее повысить степень рекуперации теплоты, что в свою очередь оказывает влияние на повышение КПД, получить максимально высокие температуры нагреваемых теплоносителей, уменьшить габариты и массу поверхностей теплообмена радиационной части.Separate production of water for heating and hot water supply allows the combustion products to be cooled at the outlet of the boiler to a temperature at which most of the water vapor contained in the exhaust gases is condensed, with the corresponding useful selection of the latent heat of condensation of the above water vapor, which ensures an increase in boiler efficiency at supplying reverse network water into it, the temperature of which is 50-70 ° С, and not only when cold water with a temperature of 5-10 ° С is supplied to the boiler in objects in which there is direct my hot water drawdown. In this case, the installation of a beam of smoke tubes in the inter-wall annular gap allows the outlet of combustion products from the bottom of the radiation part to enter them into the contact-regenerative part from the bottom, which causes the movement of the combustion products in the radiation part in countercurrent with respect to the heated water moving from the bottom up, which allows increasing the degree heat recovery, which in turn affects the increase in efficiency, to obtain the highest possible temperatures of the heated fluids, to reduce the size and weight of Radiation heat transfer surfaces apart.

Предлагаемый водогрейный котел Кулешова М.И. показан на схеме. На Фиг.1 показан осевой продольный разрез котла, на Фиг.2 - разрез А-А Фиг.1, на Фиг.3 - разрез Б-Б Фиг.1.The proposed water boiler Kuleshov M.I. shown in the diagram. In Fig.1 shows an axial longitudinal section of the boiler, Fig.2 is a section aa of Fig.1, Fig.3 is a section bB of Fig.1.

Аппарат содержит радиационную часть 1, состоящую из внутреннего цилиндра 2, выполненного с внутренним днищем 3 и снабженного жестко прикрепленной, например, сваркой, к наружной поверхности цилиндра сверху кольцевой верхней трубной решеткой 4, диаметр центрального отверстия которой равен наружному диаметру внутреннего цилиндра 2, а отверстия кольцевой верхней трубной решетки 4, расположенные по ее периферии, выполнены по концентрическим окружностям, причем к наружной боковой поверхности кольцевой верхней трубной решетки 4 сверху жестко прикреплена, например, сваркой, внутренняя крышка 5 с осевым отверстием, к краям которого сверху жестко прикреплен, например, сваркой, патрубок 6 с разъемно установленной, например, на болтах, горелкой 7, снабженной патрубками 8 и 9 подачи, соответственно, топлива и воздуха, и внешнего цилиндра 10, установленного концентрично внутреннему цилиндру 2 с образованием межстеночного кольцевого зазора 11, при этом внешний цилиндр 10 снабжен жестко прикрепленной, например, сваркой, к его нижнему основанию кольцевой нижней трубной решеткой 12, отверстия которой, расположенные по ее периферии, выполнены по концентрическим окружностям, причем оси отверстий совпадают с осями аналогичных отверстий в кольцевой верхней трубной решетке 4, а к краям центрального отверстия кольцевой нижней трубной решетки 12 снизу жестко прикреплено, например, сваркой, внешнее днище 13, от нижней центральной части которого отходит патрубок подвода отопительной воды 14, при этом внешнее и внутреннее днища, соответственно, 13 и 3 образуют межстеночное пространство для прохождения отопительной воды снизу вверх, и жестко прикрепленной, например, сваркой, к верхнему основанию внешнего цилиндра 10 внешней крышкой 15 с осевым отверстием, к краям которого сверху жестко прикреплена, например, сваркой, цилиндрическая обечайка 16, герметично связанная с патрубком горелки 6, например, кольцевой крышкой, и снабженная жестко закрепленным, например, сваркой, на боковой поверхности цилиндрической обечайки 16 в верхней ее части патрубком отвода отопительной воды 17, причем внешняя и внутренняя крышки, соответственно 15 и 5, а также цилиндрическая обечайка 16 и патрубок горелки 6 образуют межстеночное пространство для прохождения отопительной воды снизу вверх; при этом в межстеночном кольцевом зазоре 11, образованном внешним и внутренним цилиндрами, соответственно 10 и 2, установлен пучок дымогарных труб 18, жестко прикрепленных, например, сваркой, к краям соосных отверстий в кольцевой верхней и кольцевой нижней трубных решетках, соответственно 4 и 12 для прохождения продуктов сгорания сверху вниз противотоком по отношению к восходящему потоку нагреваемой воды на отопление, и контактно-рекуперативную часть 19, расположенную параллельно по отношению к радиационной части 1, и состоящую из расположенных друг под другом внутри отдельного корпуса 20 жестко прикрепленных, например, сваркой, к корпусу 20 патрубка отвода топочных газов 21, каплеуловителя 22, трубчатого теплообменника 23, выполненного, например, в виде трубного пучка, и опорно-распределительной решетки 24, а также разъемно прикрепленного, например, болтами, к корпусу 20 коллектора 25 с форсунками 26, причем на трубчатом теплообменнике 23 сверху жестко закреплен патрубок для подвода холодной воды 27, а снизу - патрубок для отвода нагретой воды на горячее водоснабжение 28, такое расположение обеспечит прохождение воды для горячего водоснабжения в трубчатом теплообменнике 23 противотоком по отношению к двухфазному газожидкостному восходящему потоку, при этом радиационная и контактно-рекуперативная части, соответственно 1 и 19 сообщены между собой посредством разъемно прикрепленного, например, болтами, снизу к кольцевой нижней трубной решетке 12 и к нижней части корпуса 20 контактно-рекуперативной части 19 закрытого сборника жидкости 29, снабженного патрубком 30, соединенным с линией подачи жидкости, выполненной в виде всасывающего и напорного трубопровода 31 с насосом 32 и связанной с коллектором 25, причем закрытый сборник жидкости 29 имеет патрубок отвода излишка жидкости 33, жестко закрепленный на нем, например, сваркой, на высоте, соответствующей необходимому уровню жидкости в закрытом сборнике жидкости 29, кроме того, к корпусу 20 контактно-рекуперативной части 19 в районе верхней части трубчатого теплообменника 23, а в предлагаемом решении в районе расположения верхних рядов трубного пучка, одним концом жестко прикреплена, например, сваркой, по меньшей мере одна труба возврата конденсата 34, другим концом введенная в закрытый сборник жидкости 29.The apparatus contains a radiation part 1, consisting of an inner cylinder 2, made with an inner bottom 3 and equipped with a rigidly attached, for example, welding, to the outer surface of the cylinder from above the annular upper tube sheet 4, the diameter of the Central hole of which is equal to the outer diameter of the inner cylinder 2, and the holes annular upper tube sheet 4, located on its periphery, is made in concentric circles, and to the outer side surface of the annular upper tube sheet 4 on top of rigidly reinforced, for example, by welding, the inner cover 5 with an axial hole, to the edges of which is rigidly attached, for example, by welding, to the nozzle 6 with a torch 7 detachably mounted, for example, on bolts, provided with nozzles 8 and 9 for supplying, respectively, fuel and air and the outer cylinder 10, mounted concentrically to the inner cylinder 2 with the formation of an inter-wall annular gap 11, while the outer cylinder 10 is equipped with a rigidly attached, for example, welding, to its lower base annular lower tube sheet 12, openings cat The swarm located on its periphery is made in concentric circles, and the axis of the holes coincide with the axes of similar holes in the annular upper tube sheet 4, and to the edges of the central hole of the annular lower tube sheet 12 is rigidly attached, for example, by welding, to the outer bottom 13, from the lower central part of which leaves the pipe for supplying heating water 14, while the outer and inner bottoms, respectively, 13 and 3 form an inter-wall space for the passage of heating water from bottom to top, and rigidly reinforced, for example, by welding, to the upper base of the external cylinder 10 with an external cover 15 with an axial hole, to the edges of which are rigidly attached, for example, by welding, to the cylindrical shell 16, tightly connected to the nozzle of the burner 6, for example, an annular cover, and provided with a rigidly fixed , for example, by welding, on the lateral surface of the cylindrical shell 16 in its upper part, with a heating water outlet 17, the outer and inner covers 15 and 5, respectively, as well as the cylindrical shell 16 and the burner pipe 6 form an inter-wall space for the passage of heating water from the bottom up; at the same time, in the inter-wall annular gap 11 formed by the outer and inner cylinders 10 and 2, respectively, a bundle of smoke tubes 18 is mounted rigidly attached, for example, by welding, to the edges of the coaxial holes in the annular upper and annular lower tube sheets, respectively 4 and 12 for the passage of combustion products from top to bottom in countercurrent with respect to the upward flow of heated water for heating, and the contact-regenerative part 19, located parallel to the radiation part 1, and consisting of located x under each other inside a separate housing 20 rigidly attached, for example, by welding, to the housing 20 of the flue gas outlet pipe 21, a droplet eliminator 22, a tubular heat exchanger 23, made, for example, in the form of a tube bundle, and a support distribution grid 24, as well as detachably fastened, for example, by bolts, to the body 20 of the manifold 25 with nozzles 26, moreover, on the tubular heat exchanger 23 a pipe for supplying cold water 27 is rigidly fixed on top and a pipe for draining heated water to hot water 28 is located below, such an arrangement will ensure the passage of water for hot water supply in the tubular heat exchanger 23 countercurrently with respect to a two-phase gas-liquid upward flow, while the radiation and contact-regenerative parts, respectively 1 and 19 are communicated with each other via detachably attached, for example, bolts, from the bottom to the annular lower tube sheet 12 and to the lower part of the housing 20 of the contact-regenerative part 19 of the closed fluid collector 29, equipped with a pipe 30 connected to a liquid supply line, made in the form of suction it and the pressure pipe 31 with a pump 32 and connected to the collector 25, and the closed fluid collector 29 has a pipe for removing excess fluid 33, rigidly fixed to it, for example, by welding, at a height corresponding to the required level of fluid in the closed fluid collector 29, in addition , to the housing 20 of the contact-regenerative part 19 in the region of the upper part of the tubular heat exchanger 23, and in the proposed solution, in the region of the upper rows of the tube bundle, at least one tr is rigidly attached, for example, by welding ba condensate return 34, the other end introduced into a closed fluid collector 29.

Заявляемое устройство работает следующим образом. Закрытый сборник жидкости 29 предварительно заполняется технической водой из любого источника, которая в процессе работы агрегата замещается непрерывно вырабатываемым в контактно-рекуперативной части 19 конденсатом водяных паров, а в радиационную часть 1 через патрубок подвода отопительной воды 14 подается обратная сетевая вода. Одновременно с этим в трубный пучок трубчатого теплообменника 23 через патрубок для подвода холодной воды 27 подается холодная вода. Далее на горелку 7 через патрубок 8 подается топливо, например, природный газ, которое сгорает в атмосфере воздуха, поступающего через патрубок 9, и, одновременно с этим, включается насос 32 для подачи технической воды из закрытого сборника жидкости 29 в коллектор 25. Продукты сгорания топлива, проходя сначала по внутреннему цилиндру 2, посредством радиационного теплообмена, а затем по дымогарным трубам 18, жестко закрепленным на кольцевой верхней трубной решетке 4 и кольцевой нижней трубной решетке 12, посредством конвективного теплообмена нагревают отопительную сетевую воду, подаваемую через патрубок 14 в межстеночное пространство, образованное внешним и внутренним днищами, соответственно 13 и 3 и далее проходящую в межстеночном кольцевом зазоре 11 противотоком к потоку газов в дымогарных трубах 18, до требуемой температуры прямой отопительной воды. Горячая вода, проходя в межстеночном пространстве, образованном внутренней и внешней крышками, соответственно 5 и 15, а также патрубком горелки 6 и цилиндрической обечайкой 16, охлаждает стенки внутренней крышки 5 и патрубка горелки 6 и через патрубок 17 направляется теплопотребителю. Топочные газы через дымогарные трубы 18 выходят снизу радиационной части 1 и, проходя через закрытый сборник жидкости 29, поступают в контактно-рекуперативную часть 19, где они вначале контактируют с каплями конденсата водяных паров в факелах форсунок 26 и, увлекая часть конденсата, переносят его на опорно-распределительную решетку 24. На последней происходит инверсия фаз: газ из сплошной фазы (под решеткой) превращается в дисперсную (над решеткой), а конденсат наоборот: из дисперсной (под решеткой) становится сплошной (над решеткой).The inventive device operates as follows. The closed liquid collector 29 is pre-filled with technical water from any source, which during the operation of the unit is replaced by continuously condensing water vapor in the contact-regenerative part 19, and return network water is supplied to the radiation part 1 through the heating water supply pipe 14. At the same time, cold water is supplied into the tube bundle of the tubular heat exchanger 23 through the pipe for supplying cold water 27. Next, fuel, for example, natural gas, is supplied to the burner 7 through the pipe 8, which burns in the atmosphere of the air supplied through the pipe 9, and, at the same time, the pump 32 is turned on to supply process water from the closed liquid collector 29 to the collector 25. Combustion products fuel, passing first through the inner cylinder 2, by means of radiative heat transfer, and then through the smoke tubes 18, rigidly fixed to the annular upper tube sheet 4 and the annular lower tube sheet 12, by convective heat transfer vayut network heating water supplied through the pipe 14 into interwalled space formed by inner and outer bottoms, respectively 13 and 3 and further extends in the annular gap 11 interwalled countercurrent to the flow of gases in the fire tubes 18, to the desired direct heating water temperature. Hot water passing in the inter-wall space formed by the inner and outer covers 5 and 15, respectively, as well as the nozzle of the burner 6 and the cylindrical shell 16, cools the walls of the inner cover 5 and the nozzle of the burner 6 and is sent to the heat consumer through the nozzle 17. The flue gases through the smoke tubes 18 exit from the bottom of the radiation part 1 and, passing through a closed liquid collector 29, enter the contact-regenerative part 19, where they first come in contact with drops of condensate of water vapor in the nozzle torches 26 and, entraining part of the condensate, transfer it to support distribution grid 24. At the last phase inversion occurs: the gas from the continuous phase (under the grate) turns into dispersed (above the grate), and the condensate vice versa: from the dispersed (under the grate) it becomes continuous (above the grate).

Таким образом, над решеткой формируется эмульсионный двухфазный восходящий поток газ-конденсат, который омывает внешнюю поверхность труб трубчатого теплообменника 23, передавая физическую теплоту газов и теплоту конденсации водяных паров нагреваемой воде для горячего водоснабжения, подаваемой через патрубок 27 в трубчатый теплообменник 23 и проходящей последний противотоком по отношению к потоку топочных газов.Thus, an emulsion two-phase gas-condensate upflow is formed above the grate, which washes the outer surface of the pipes of the tubular heat exchanger 23, transferring the physical heat of gases and the heat of condensation of water vapor to heated water for hot water supplied through the pipe 27 to the tubular heat exchanger 23 and passing the last countercurrent in relation to the flow of flue gases.

Далее происходит сепарация конденсата из газового потока: конденсат по трубе возврата конденсата 34 возвращается в закрытый сборник жидкости 29, а газы, освободившись в каплеуловителе 22 от капель конденсата, удаляются из аппарата через патрубок отвода топочных газов 21 корпуса 20. Из закрытого сборника жидкости 29 конденсат, отводясь через патрубок 30, насосом 32 вновь подается по линии 31 в коллектор 25 с форсунками 26, а излишек конденсата удаляется из аппарата через патрубок отвода излишка жидкости 33. Горячая вода для горячего водоснабжения, нагретая в трубчатом теплообменнике 23 контактно-рекуперативной части 19, через патрубок 28 подается потребителю.Next, the condensate is separated from the gas stream: the condensate is returned through the condensate return pipe 34 to the closed liquid collector 29, and the gases, freed from the condensate droplets in the droplet eliminator 22, are removed from the apparatus through the flue gas outlet 21 of the housing 20. Condensate , discharged through the pipe 30, the pump 32 again feeds through line 31 to the collector 25 with nozzles 26, and the excess condensate is removed from the apparatus through the pipe to drain excess fluid 33. Hot water for hot water supply etaya in a tubular heat exchanger 23 is contact-regenerative portion 19 through conduit 28 is supplied to the consumer.

Предлагаемый водогрейный котел Кулешова М.И. по сравнению с прототипом выигрывает в том, что раздельная выработка воды на отопление и горячее водоснабжение повышает КПД котла при подаче в него обратной сетевой воды с температурой 50-70°С и расширяет область применения котла, а конструктивное исполнение радиационной части, обеспечивающее противоток теплоносителей, позволяет уменьшить габариты и массу поверхностей нагрева радиационной части.The proposed water boiler Kuleshov M.I. compared with the prototype, it wins in that the separate generation of water for heating and hot water supply increases the efficiency of the boiler when it is supplied with reverse network water with a temperature of 50-70 ° C and expands the scope of the boiler, and the design of the radiation part, providing a counterflow of coolants, allows you to reduce the size and weight of the heating surfaces of the radiation part.

Claims

A water boiler containing a radiation part consisting of an inner cylinder, a burner equipped with fuel and air supply pipes, and an external cylinder installed concentrically to the internal to form an inter-wall annular gap, as well as flue gas exhaust pipes located under each other, a droplet eliminator, a tubular heat exchanger, support distribution grid and manifold with nozzles, characterized in that the flue gas outlet pipe, drip trap, tubular heat, are rigidly fixed to the housing the loader and supporting distribution grid, as well as a collector with nozzles detachably fixed to the housing, are enclosed in a separate housing and are a contact-regenerative part, while the radiation part and the contact-regenerative part are placed in parallel, the inner cylinder is made with an inner bottom and is equipped with an annular upper a tube sheet rigidly attached to the outer surface of the cylinder from above, while the diameter of the central hole of the annular upper tube sheet is equal to the outer diameter of the inside the cylinder, and the holes of the annular upper tube sheet located on its periphery are made in concentric circles, and an inner cover with an axial hole is rigidly attached to the outer side surface of the ring upper tube sheet from the top, to the edges of which a pipe with a detachably mounted burner is rigidly attached; an annular lower tube sheet is rigidly attached to the lower base of the outer cylinder, the holes of which located at its periphery are made in concentric circles, while the axis of the holes coincide with the axes of similar holes in the annular upper tube sheet, and from the bottom to the edges of the central hole of the ring lower tube sheet the outer bottom is rigidly attached, from the lower central part of which the heating water supply pipe departs, while the outer and inner bottoms form an inter-wall space transference, and to the upper base of the external cylinder an external cover with an axial hole is rigidly fixed, to the edges of which a cylindrical shell is tightly attached from above, tightly connected to the burner nozzle, the heating water outlet pipe is rigidly fixed on the side surface of the shell in its upper part, the external and internal lids, as well as the cylindrical shell and the nozzle of the burner form an inter-wall space, in addition, in the inter-wall annular gap formed by the outer and inner cylinders, detecting flue tubes rigidly attached to the edges of the aligned openings in the upper and lower tube sheets; on the tubular heat exchanger of the contact-regenerative part, a pipe for supplying cold water is rigidly fixed from above and a pipe for draining heated water to hot water from below, while the radiation and contact-recovery parts are interconnected by means of a detachably attached bottom to the lower annular tube sheet and to the lower part of the housing of the contact-regenerative part of the closed fluid collector, equipped with a nozzle connected to a liquid supply line containing a pump associated with the aforementioned call at the same time, at the same time, the closed liquid collector has a pipe for draining excess liquid, in addition, at least one condensate return pipe rigidly attached to the casing of the contact-regenerative part in the region of the upper part of the tubular heat exchanger is inserted at the other end into the closed liquid collector.