RU2499187C1

RU2499187C1 - Flame-tube hot-water boiler

Info

Publication number: RU2499187C1
Application number: RU2012118304/06A
Authority: RU
Inventors: Сергей Валерьевич Александров
Original assignee: Сергей Валерьевич Александров
Priority date: 2012-05-03
Filing date: 2012-05-03
Publication date: 2013-11-20
Also published as: RU2012118304A

Abstract

FIELD: heating.

SUBSTANCE: in a flame-tube hot-water boiler containing a housing closed on the front side with a bottom with a hole and a neck for installation of a burner, on the rear side with a tube sheet, inside which there arranged is a flame tube having front and rear bottoms, and smoke tubes located along concentric circles coaxially to the flame tube, the outlet ends of which are fixed in holes of the tube sheet carrying on the outer side a flue gas duct connected to a stack; inlet ends of smoke tubes are bent and fixed in holes of the front bottom and (or) holes located along the flame tube perimeter. Due to such a configuration, in the boiler design in the flow direction of combustion products there are no surfaces participating in heat transfer to heated water, and in particular, a turning chamber, and flue gas turn occurs immediately in smoke tubes.

EFFECT: at existing heat capacity of the boiler, overall dimensions and the weight of the latter are reduced; use efficiency of the boiler surfaces is increased for the heat exchange process; labour intensity of boiler manufacture and assembly is decreased.

1 dwg

Description

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано при производстве водогрейных котлов для отопления и горячего водоснабжения.The invention relates to heat engineering and can be used in the manufacture of hot water boilers for heating and hot water supply.

Известен водогрейный жаротрубный котел (Каталог ОАО «Дорогобужкотломаш» т.1 2007 г., с.12). Котел состоит из цилиндрического корпуса, передней и задней трубных досок, жаровой трубы с обратным (реверсивным) ходом продуктов сгорания, закрытой с одной стороны глухим днищем. Вокруг жаровой трубы расположены дымогарные трубы, закрепленные в трубных досках. С фронта котла находится поворотная камера, в которой продукты сгорания разворачиваются и направляются во входные концы дымогарных труб. Выходные концы дымогарных труб выходят в газовый короб, который соединяется с дымовой трубой.Known hot-water fire tube boiler (Catalog of JSC “Dorogobuzhkotlomash” t.1 2007, p.12). The boiler consists of a cylindrical body, front and rear tube boards, a flame tube with a reverse (reverse) stroke of the combustion products, closed on one side with a blank bottom. Around the flame tube there are smoke tubes fixed in the tube sheets. From the front of the boiler there is a rotary chamber in which the combustion products are deployed and sent to the inlet ends of the smoke tubes. The outlet ends of the chimneys exit into a gas box that connects to the chimney.

Недостатком известного котла является то, что при развороте дымовых газов прерывается теплообмен, то есть часть котла (а именно поворотная камера) не выполняет функцию по передаче тепла от продуктов сгорания теплоносителю. Кроме этого поворотная камера имеет относительно сложную конструкцию, значительную массу, требует применения жаростойких материалов для противостояния воздействию горячих газов, усиленную тепловую изоляцию и должна иметь надежное уплотнение по периметру прилегания к корпусу котла.A disadvantage of the known boiler is that when the flue gas turns, heat transfer is interrupted, that is, part of the boiler (namely, the rotary chamber) does not perform the function of transferring heat from the combustion products to the coolant. In addition, the pivoting chamber has a relatively complex structure, considerable weight, requires the use of heat-resistant materials to withstand the effects of hot gases, enhanced thermal insulation and must have a reliable seal around the perimeter of fit to the boiler body.

Известен также водогрейный жаротрубный котел (Патент на изобретение №2159893), содержащий цилиндрический корпус, к которому спереди примыкает трубная доска, а сзади - днище, образующее пространство, заполненное водой. Внутри водяного объема корпуса размещены жаровая труба цилиндрической формы, снабженная передним и задним эллиптическими днищами, и равномерно расположенные по концентрическим окружностям соосно с жаровой трубой трубы первого и второго хода. Передний торец жаровой трубы, снабженный эллиптическим днищем, имеет в точках, равноудаленных от оси жаровой трубы, крутоизогнутые колена труб и контактирующие с ними своими центральными отверстиями тройники, соединяющие полость жаровой трубы с дымогарными трубами первого хода, выходные концы которых крепятся в отверстиях внутренней стенки поворотной камеры, примыкающей к днищу котла, а входные - в конических отверстиях тройников совместно с которыми образуют диффузоры, а в противолежащих отверстиях тройников установленные профилированные по радиусу заглушки. Входные концы дымогарных труб второго хода крепятся в отверстиях стенки поворотной камеры, а выходные - в отверстиях трубной доски, несущие снаружи газовый короб, связанный с дымовой трубой. Переднее днище жаровой трубы снабжено с внешней стороны горловиной, выведенной за пределы трубной доски, а с внутренней - диффузорным насадком с окнами в местах его примыкания с эллиптическим днищем. Внешняя стенка поворотной камеры выполнена в виде съемной крышки.Also known is a hot-water fire tube boiler (Patent for invention No. 2159893) containing a cylindrical body to which a tube plate adjoins in front and a bottom forming a space filled with water at the back. Inside the body’s water volume there is a cylindrical flame tube equipped with front and rear elliptical bottoms, and pipes of the first and second stroke uniformly spaced along concentric circles. The front end of the flame tube, equipped with an elliptical bottom, has, at points equidistant from the axis of the flame pipe, bent pipe elbows and tees in contact with them with their central holes, connecting the cavity of the flame pipe with smoke tubes of the first stroke, the output ends of which are attached to the holes of the inner wall of the rotary the chamber adjacent to the bottom of the boiler, and the inlet - in the conical holes of the tees together with which form diffusers, and in the opposing holes of the tees installed profiled TED the radial stub. The inlet ends of the second-stage smoke tubes are fixed in the openings of the wall of the rotary chamber, and the outlet ends in the openings of the tube plate, carrying an outside gas box connected to the chimney. The front bottom of the flame tube is equipped on the outside with a neck extended outside the tube plate, and on the inside there is a diffuser nozzle with windows at the points where it adjoins the elliptical bottom. The outer wall of the rotary chamber is made in the form of a removable cover.

Недостатком известного котла является то, что тракт первого разворота дымовых газов у переднего днища жаровой трубы представляет из себя достаточно сложную конструкцию, состоящую из крутоизогнутых колен, соединяющих жаровую трубу с установленными в трубной доске тройниками, которые коническими отверстиями соединяются с дымогарными трубами первого хода. Противоположные отверстия тройников герметизируются профилированными по радиусу специальными заглушками.A disadvantage of the known boiler is that the path of the first turn of the flue gases at the front bottom of the heat pipe is a rather complicated structure consisting of steeply bent elbows connecting the heat pipe to the tees installed in the tube board, which are connected by conical openings to the smoke tubes of the first stroke. Opposite tee holes are sealed with radius-shaped special plugs.

Второй разворот дымовых газов происходит в задней поворотной камере, внешняя стенка которой изолирована изнутри теплостойким материалом и, следовательно, эта стенка поворотной камеры не участвует в процессе теплообмена.The second flue gas reversal takes place in the rear rotary chamber, the outer wall of which is insulated from the inside with heat-resistant material and, therefore, this wall of the rotary chamber is not involved in the heat exchange process.

Цель изобретения - при существующей теплопроизводительности котла уменьшить его габаритные размеры, повысить эффективность использования поверхностей котла для процесса теплообмена, снизить трудоемкость изготовления и сборки котла.The purpose of the invention is, with the existing heat output of the boiler, to reduce its overall dimensions, to increase the efficiency of using the surfaces of the boiler for the heat transfer process, to reduce the complexity of manufacturing and assembling the boiler.

Для решения поставленной задачи предложен водогрейный жаротрубный котел, содержащий корпус, закрытый спереди днищем с отверстием и горловиной под установку горелки, сзади - трубной доской, внутри которого размещены жаровая труба, имеющая переднее и заднее днища, и расположенные по концентрическим окружностям соосно с жаровой трубой дымогарные трубы, выходные концы которых закреплены в отверстиях трубной доски, несущей снаружи газовый короб, соединенный с дымовой трубой. Входные концы дымогарных труб изогнуты и закреплены в отверстиях переднего днища и (или) отверстиях расположенных по периметру жаровой трубы.To solve this problem, a fire-tube boiler is proposed that contains a housing that is closed in front with a bottom with an opening and a neck for installing the burner, with a tube plate at the back, inside which there is a flame tube having front and rear bottoms, and smoke tubes located along concentric circles aligned with the flame tube pipes, the output ends of which are fixed in the holes of the tube plate, carrying outside the gas duct connected to the chimney. The inlet ends of the smoke tubes are bent and fixed in the openings of the front bottom and (or) the openings located around the perimeter of the flame tube.

Поставленные цели достигаются за счет того, что из конструкции котла удаляется поворотная камера, а ее функция по развороту продуктов сгорания передается непосредственно дымогарным трубам. Котел на фиг.1 содержит цилиндрический корпус 1, который спереди закрыт днищем 2 с отверстием и горловиной под установку горелки 3, сзади - трубной доской 4. Внутри водяного объема корпуса находятся жаровая труба 5 с обратным (реверсивным) ходом продуктов сгорания, снабженная передним 6 и задним 7 днищами и расположенные вокруг жаровой трубы по концентрическим окружностям дымогарные трубы 8. Входные концы дымогарных труб изогнуты и закреплены в отверстиях переднего днища и (или) отверстиях, расположенных по периметру жаровой трубы. Выходные концы дымогарных труб закреплены в отверстиях трубной доски 4 и выходят в газовый короб 9, связанный с дымовой трубой. Подвод и отвод подогреваемой воды осуществляется через патрубки 10, установленные на корпусе котла.The goals are achieved due to the fact that the rotary chamber is removed from the boiler design, and its function of turning the products of combustion is transferred directly to the smoke tubes. The boiler of FIG. 1 contains a cylindrical body 1, which is closed in front by the bottom 2 with an opening and a neck for installing the burner 3, and by the back of the pipe 4. Inside the body’s water volume there is a heat pipe 5 with a reverse (reverse) course of the combustion products, equipped with a front 6 and rear 7 bottoms and smoke tubes located around concentric circles around the flame tube 8. The inlet ends of the smoke pipes are bent and fixed in the openings of the front bottom and (or) the holes located around the perimeter of the flame pipe. The output ends of the smoke tubes are fixed in the holes of the tube plate 4 and exit into the gas duct 9 connected to the chimney. The supply and removal of heated water is carried out through nozzles 10 mounted on the boiler body.

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

Котел заполняется циркулирующей водой после чего запускается горелочное устройство 3. Образующиеся продукты сгорания распространяются по всей длине жаровой трубы 5 и, достигнув заднего днища 7, разворачиваются в обратном направлении. Двигаясь вдоль внутренней поверхности жаровой трубы и охлаждаясь, продукты сгорания достигают переднего днища 6 и распределяются по дымогарным трубам 8, пройдя по которым и охладясь до расчетной температуры попадают в газовый короб 9, из которого удаляются через дымовую трубу. Все поверхности котла по ходу дымовых газов задействованы в процессе отбора тепла от продуктов сгорания.The boiler is filled with circulating water and then the burner device 3 is started. The resulting combustion products spread along the entire length of the flame tube 5 and, having reached the rear bottom 7, are turned in the opposite direction. Moving along the inner surface of the flame tube and cooling, the combustion products reach the front bottom 6 and are distributed along the smoke tubes 8, passing through which and cooling to the calculated temperature, they enter the gas box 9, from which they are removed through the chimney. All surfaces of the boiler along the flue gas are involved in the process of taking heat from the combustion products.

Claims

A fire tube boiler containing a housing that is closed at the front with a hole and a neck for installing the burner, at the back with a tube board, inside which there is a flame tube having front and rear bottoms, and smoke tubes located along concentric circles along the flame tube, the outlet ends of which fixed in the holes of the tube plate, carrying outside the gas box connected to the chimney, characterized in that the inlet ends of the smoke tubes are bent and fixed in the holes of the front bottom and (or ) openings located around the perimeter of the flame tube.