RU34001U1 - Нагревательная установка - Google Patents

Abstract

Нагревательная установка, содержащая установленные в корпусе источник тепла, выполненный в виде горелки, теплообменное устройство с трубопроводами подвода холодного теплоносителя и отвода горячего теплоносителя, образующих контактный теплообмен между источником тепла и теплоносителем, и газоотводный канал для отвода дымовых газов, образующихся при сгорании топлива, отличающаяся тем, что выход трубопровода подвода холодного теплоносителя направлен тангенциально внутренней поверхности нагревательной установки в полость, образованную внутренней поверхностью корпуса, наружной поверхностью горелки и торцевой перегородкой, соединяющей эти поверхности, для отвода горячего теплоносителя используется кольцевой зазор между внутренней поверхностью корпуса и наружной поверхностью газоотводного канала и этот зазор соединен с полостью между наружной поверхностью корпуса и внутренней поверхностью дополнительного кожуха, установленного снаружи корпуса, а эта полость соединена с емкостью для накопления горячего теплоносителя.

Description

НАГРЕВАТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к теплоэнергетике и может быть использована в системах теплоснабжения различного назначения.

Известна нагревательная установка в виде котла, содержащего экраны, подключенные к подводящим патрубкам и образующие между собой газоход и топку, снабженную тангенциальными каналами подвода топливовоздушной смеси, и подключением каждого экрана тангенциально к подводящему патрубку. (См. Авторское свидетельство СССР № 909475, F 24 Н 1/24, F 22 В 21/34). Данный котел работает недостаточно Эффективно из-за сложности конструкции, а также из-за того, что процесс теплообмена происходит через стенку газохода.

Также известна нагревательная установка в виде котла, содержащего размещенную в вертикальном корпусе топку с потолочными и боковыми экранами из труб, сообщенными с подводящими и отводящими коллекторами, а каждые две смежные подъемные и опускные трубы подключены посредством тангенциальных патрубков к соответствующей ближайшей трубе радиационной панели, кроме того, трубы потолочного экрана соединены тангенциальными патрубками с

концевыми участками подъемных труб конвективной панели (См. патент Р.Ф. № 1760997, F 24 Н 1/34). Данная нагревательная установка работает недостаточно эффективно из-за большого количества труб, и потому что процесс теплопередачи происходит через стенку трубы.

Наиболее близким аналогом предлагаемого устройства по совокупности существенных признаков является принятая за прототип известная установка для нагрева, содержащая установленные в корпусе источник тепла, выполненный в виде горелки, и теплообменное устройство с трубопроводами подвода холодного теплоносителя и отвода горячего теплоносителя, выполненное в виде открытой сверху цилиндрической обечайки с днищем, установленной с возможностью вращения, при этом со стороны днища обечайка снабжена кольцевым полым выступом, источник тепла размещен внутри обечайки, выход трубопровода подвода холодного теплоносителя размещен сверху со стороны внутренней поверхности обечайки, входной участок трубопровода отвода горячего теплоносителя размещен в кольцевой полости выступа обечайки. Последняя установлена с формированием со стенками корпуса газоотводного канала с выходом продуктов сгорания со стороны наружной поверхности выступа.(См. патент Р.Ф. № 2178125, F 24 Н 1/10).

В нагревательной установке по прототипу для осуществления контактного теплообмена между источником тепла и теплоносителем применено специальное устройство -цилиндрическая обечайка с днищем

и для работы установки существует необходимость ее вращения для формирования тонкостенного жидкого слоя теплоносителя, при этом для повышения эффективности нагрева теплоносителя, отходящие газы направляют в противоположную сторону для омывания наружной стороны обечайки. В результате увеличивается сопротивление потоку уходящих газов и возникает необходимость в принудительном отсосе продуктов сгорания из корпуса нагревательной установки.

Технической задачей, для решения которой служит предлагаемая конструкция нагревательной установки, является осуществление в установке контактного теплообмена между источником тепла и теплоносителем при минимальной металлоемкости и максимальной надежности установки, повышение эффективности процесса сгорания, снижение содержания вредных выбросов и повышение к.п.д. работы установки.

Для решения поставленной технической задачи в предлагаемой нагревательной установке, содержащей установленный в корпусе источник тепла, выполненный в виде горелки, и теплообменное устройство с трубопроводами подвода холодного теплоносителя и отвода горячего теплоносителя, образующих контактный теплообмен между источником тепла и теплоносителем, газоотводной канал для отвода дымовых газов, выход трубопровода подвода холодного теплоносителя направлен тангенциально внутренней поверхности корпуса нагревательной установки в полость, образованную внутренней

поверхностью корпуса, наружной поверхностью горелки и торцевой перегородкой, соединяющей эти поверхности, а для отвода горячего теплоносителя используется кольцевой зазор между внутренней поверхностью корпуса и наружной поверхностью газоотводного канала. Зазор соединен с полостью между наружной поверхностью корпуса и внутренней поверхностью дополнительного кожуха, установленного снаружи корпуса, а эта полость соединена с емкостью накопления горячего теплоносителя.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых изображены

на фиг. 1 - продольный разрез нагревательной установки.

на фиг 2 - вид сверху на установку.

Нагревательная установка содержит, установленные в корпусе 1, источник тепла, выполненный в виде горелки 2 и теплообменное устройство с направлением выхода трубопровода 3 подвода холодного теплоносителя тангенциально внутренней поверхности корпуса 1 в полость 4, образованную внутренней поверхностью корпуса 1, наружной поверхностью горелки 2 и торцевой перегородкой 5 соединяющей эти поверхности, а для отвода горячего теплоносителя используется кольцевой зазор б между внутренней поверхностью корпуса 1 и наружной поверхностью газоотводного канала 7. Этот зазор соединен с полостью 8 между наружной поверхностью корпуса 1 и внутренней поверхностью кожуха 9, а эта полость соединена с емкостью для накопления горячего теплоносителя 10.

Нагревательная установка работает следующим способом. Из горелки 2 за счет подачи к ней воздуха и топлива, а также зажигания этой смеси (на чертеже эти системы не указанны), в центральной части корпуса формируется факел пламени, а дымовые газы отводятся через газоотводный канал 7. Холодный теплоноситель подается через трубопровод 3 с направлением выхода его тангенциально внутренней поверхности корпуса 1 в полость 4, образованную внутренней поверхностью корпуса 1, наружной поверхностью горелки 2 и торцевой перегородкой, соединяющей эти поверхности. При этом во внутренней полости установки образуется тонкопленочный, уплотненный пристеночный слой жидкости, который движется одновременно аксиально и тангенциально, вращаясь с направлением в сторону газоотводного канала 7. В результате происходит прямой контактный нагрев теплоносителя, а вращающийся слой теплоносителя приобретает повышенную способность воспринимать конвективное и лучистое тепло, а также получать дополнительное тепло за счет взаимодействия тангенциального потока теплоносителя со стенкой корпуса установки. Кроме того, образовавшиеся из теплоносителя пары воды, контактируя с пламенем, будут способствовать снижению концентрации вредных компонентов-оксидов азота в дымовых газах, выходящих через газоотводный канал 7. При этом, за счет вращающегося по внутренней поверхности корпуса 1 слоя жидкости в сторону газоотводного канала 7 будет образовываться разряжение в центральной части корпуса и за счет этого происходит подсос воздуха в горелке к факелу пламени. Нагретый теплоноситель через кольцевой зазор 6 между внутренней стенкой корпуса 1 и наружной поверхностью газоотводного канала 7 подается в полость 8 между наружной поверхностью корпуса 1 и внутренней поверхностью кожуха 9, а от нее к емкости для накопления горячего теплоносителя 10 и далее к потребителю.

Практическое использование предлагаемой установки позволяет повысить экономичность (к.п.д.) работы установки в результате интенсивности теплообмена за счет контактного теплообмена при вращающемся поверхностном слое теплоносителя, образования свободного пространства в центральной зоне корпуса для формирования фронта пламени и усиления подсоса воздуха в зону горения, а также снизить металлоемкость и повысить надежность установки за счет отсутствия специальных труб для нагрева теплоносителя. Кроме того, повышается экологическая безопасность установки за счет снижения содержания в дымовых газах вредных веществ, образующихся при сгорании топлива и поступающих в атмосферу.

Автор/ С.,И. А. Иванов.

Claims (1)

1. Нагревательная установка, содержащая установленные в корпусе источник тепла, выполненный в виде горелки, теплообменное устройство с трубопроводами подвода холодного теплоносителя и отвода горячего теплоносителя, образующих контактный теплообмен между источником тепла и теплоносителем, и газоотводный канал для отвода дымовых газов, образующихся при сгорании топлива, отличающаяся тем, что выход трубопровода подвода холодного теплоносителя направлен тангенциально внутренней поверхности нагревательной установки в полость, образованную внутренней поверхностью корпуса, наружной поверхностью горелки и торцевой перегородкой, соединяющей эти поверхности, для отвода горячего теплоносителя используется кольцевой зазор между внутренней поверхностью корпуса и наружной поверхностью газоотводного канала и этот зазор соединен с полостью между наружной поверхностью корпуса и внутренней поверхностью дополнительного кожуха, установленного снаружи корпуса, а эта полость соединена с емкостью для накопления горячего теплоносителя.