RU43943U1 - Секционный водотрубный, паровой, безбарабанный, цельносварной котел - Google Patents

Abstract

Предлагаемая полезная модель относится к области теплоэнергетики, а именно, к производству секционных водотрубных, паровых, безбарабанных, цельносварных котлов малой и средней производительности, Техническим результатом полезной модели является создание новой конструкции секционного водотрубного, парового, безбарабанного, цельносварного котла, обладающей большой надежностью работы, а также невысокой трудоемкостью его изготовления. Технический результат достигается в конструкции секционного водотрубного, парового, безбарабанного, цельносварного котла, включающего топку 1 и конвективные поверхности нагрева 2, выполненные в виде секций 3 прямоугольной формы, состоящих из гладких труб и мембранных перегородок 4, отделяющих конвективные поверхности нагрева 2 друг от друга, при этом имеются места, где проставки 5 между гладкими трубами по всей высоте мембранных перегородок 4 не установлены в местах входа дымовых газов в конвективные поверхности нагрева 2 и выхода из них, установлены вертикальные

сепараторы пара 6, соединенные посредством опускных труб 7 с нижним раздающим коллектором 8, а посредством пароотводящих труб 9 с верхним собирающим коллектором 10, связанным с нижним раздающим коллектором 8 трубами рециркуляции 11, на входах в которые установлены эжекторы 12 для подвода питательной воды, причем сепараторы пара 6 соединены между собой посредством уравнительной емкости 13, а секции 3 конвективных поверхностей нагрева 2 установлены под углом 3-45° к горизонту, при этом на прямых вертикальных участках гладких труб каждого эжектора 12 по периметру выполнен ряд отверстий 14 малого диаметра, куда поступает питательная вода, конденсирующая пар, находящийся в котловой воде, поступающей на вход в трубы рециркуляции 11, в котором согласно полезной модели, в местах, где проставки 5 в мембранных перегородках 4 не установлены, дополнительно смонтированы проставки разной высоты 15, позволяющие регулировать сечение для прохода дымовых газов, а следовательно, и их скорость, что обеспечивает интенсификацию конвективного теплообмена, приводящего к снижению температуры уходящего газа, при этом конвективные поверхности нагрева 2 выполнены одинаковой высоты.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к области теплоэнергетики, а именно, к производству секционных водотрубных, паровых, безбарабанных, цельносварных котлов малой и средней производительности.

Известна конструкция секционного водотрубного, парового котла, содержащего топку и конвективный газоход с конвективными поверхностями нагрева, выполненными в виде секций прямоугольной формы и подключенными к соответствующим коллекторам. Котел снабжен сепараторами пара, соединенными посредством опускных труб с нижним раздающим коллектором, а посредством пароотводящих труб с верхним собирающим коллектором, связанным с нижним раздающим коллектором трубами рециркуляции, при этом сепараторы пара сообщены между собой посредством уравнительной емкости, а секции поверхностей

нагрева установлены под углом к горизонту, находящимся в пределах от 3° до 45° (свидетельство на полезную модель РФ №5439, кл. F 22 B 21/34, опубл. 16.11.97 г.).

Совокупность сепараторов, уравнительной емкости и верхнего коллектора, связанного трубами рециркуляции с раздающим нижним коллектором, выполняет функции сепарационного барабана. Вместе с тем эти элементы изготавливают из стандартных труб и не требуют специального технологического оборудования.

Однако известная конструкция обладает следующими существенными недостатками:

- в месте подвода питательной воды в уравнительную емкость из-за возникновения малоциклового нагружения, вызванного условиями эксплуатации, возможно образование трещин в сварных швах, которые могут образоваться также при подаче относительно холодной воды с возникновением значительных гидравлических ударов в замкнутой емкости, что снижает надежность работы металла водотрубного парового котла, даже при соблюдении условий циклической прочности;

- скорости дымовых газов по мере их прохождения через прямоугольные секции, заполненные гладкими трубами, образующими конвективные поверхности нагрева, снижаются, вследствие снижения температуры дымовых газов, что снижает

тепловосприятие этих поверхностей нагрева из-за снижения коэффициентов теплопередачи, а при сжигании твердых топлив это может привести к заносу золой поверхностей нагрева, что также снижает коэффициент тепловой эффективности использования поверхностей нагрева. Все это приводит к снижению КПД котла и повышению температуры уходящих газов.

Указанные недостатки устранены в конструкции секционного водотрубного, парового, безбарабанного, цельносварного котла, наиболее близкого по технической сущности и достигаемому результату к заявляемой конструкции.

Такой секционный водотрубный, паровой, безбарабанный, цельносварной котел включает топку и конвективные поверхности нагрева, выполненные в виде секций прямоугольной формы, состоящих из гладких труб и мембранных перегородок, отделяющих конвективные поверхности нагрева друг от друга, при этом имеются места, где проставки между гладкими трубами по всей высоте мембранных перегородок не установлены в местах входа дымовых газов в конвективные поверхности нагрева и выхода из них, установлены вертикальные сепараторы пара, соединенные посредством опускных труб с нижним раздающим коллектором, а посредством пароотводящих труб с верхним собирающим коллектором, связанным с нижним раздающим коллектором

трубами рециркуляции, на входах в которые установлены эжекторы для подвода питательной воды, причем сепараторы пара соединены между собой посредством уравнительной емкости, а секции поверхностей нагрева установлены под углом 3-45° к горизонту, при этом конвективные поверхности нагрева, расположенные по ходу движения дымовых газов, выполнены разновеликими по высотам с их уменьшением в сторону выхода дымовых газов из котла (свидетельство на полезную модель РФ №19902, кл. F 22 B 21/34, опубл. 10.10.2001 г. - прототип).

Известная конструкция обладает следующими недостатками:

- котловая вода, поступающая в трубы рециркуляции, содержит пар, который вызывает опасность образования паровых пробок, нарушающих условия работы естественной циркуляции и снижающих надежность работы гидравлической схемы котла,

- выполнение конвективных поверхностей нагрева разновеликими по высотам с их уменьшением в сторону выхода из котла дымовых газов приводит к разунификации секций конвективных поверхностей нагрева, что в свою очередь приводит к увеличению трудоемкости изготовления котла, а следовательно, увеличивает его стоимость,

- выполнение встроенной экономайзерной поверхности нагрева в габаритах последнего по ходу дымовых газов пучка конвективных

поверхностей нагрева создает значительные трудности по уплотнению мест подвода и отвода воды к экономайзерной поверхности нагрева, а также создание газоплотности в местах установки экономайзерной поверхности нагрева, что также увеличивает трудоемкость изготовления котла.

Техническим результатом полезной модели является создание новой конструкции секционного водотрубного, парового, безбарабанного, цельносварного котла, обладающего большой надежностью работы, а также невысокой трудоемкостью его изготовления.

Технический результат достигается в конструкции секционного, водотрубного парового, безбарабанного, цельносварного котла, включающего топку и конвективные поверхности нагрева, выполненные в виде секций прямоугольной формы, состоящих из гладких труб и мембранных перегородок, отделяющих конвективные поверхности нагрева друг от друга, при этом имеются места, где проставки между гладкими трубами по всей высоте мембранных перегородок не установлены в местах входа дымовых газов в конвективные поверхности нагрева и выхода из них, установлены вертикальные сепараторы пара, соединенные посредством опускных труб с нижним раздающим коллектором, а посредством пароотводящих труб с верхним собирающим

коллектором, связанным с нижним раздающим коллектором трубами рециркуляции, на входах в которые установлены эжекторы для подвода питательной воды, причем сепараторы пара соединены между собой посредством уравнительной емкости, а секции поверхностей нагрева установлены под углом 3-45° к горизонту, в котором согласно полезной модели, на прямых вертикальных участках гладких труб каждого эжектора по периметру выполнен ряд отверстий малого диаметра, куда поступает питательная вода, конденсирующая пар, находящийся в котловой воде, поступающей на вход в трубы рециркуляции, а в местах, где проставки в мембранных перегородках не установлены, дополнительно смонтированы проставки разной высоты, позволяющие регулировать сечение для прохода дымовых газов, а следовательно, и их скорость, что обеспечивает интенсификацию конвективного теплообмена, приводящего к снижению температуры уходящих газов, при этом конвективные поверхности нагрева выполнены одинаковой высоты.

В таком секционном водотрубном, паровом, безбарабанном, цельносварном котле выполнение на прямых вертикальных участках гладких труб каждого эжектора по периметру ряда отверстий малого диаметра, куда поступает питательная вода, конденсирующая пар, находящийся в котловой воде, поступающей

на вход в трубы рециркуляции, повышает надежность работы котла, а монтаж проставок разной высоты, в местах, где мембранные перегородки не установлены, позволяющий регулировать сечение для прохода дымовых газов, а следовательно, и их скорость, что обеспечивает интенсификацию конвективного теплообмена, приводящего к снижению температуры уходящих газов, обеспечивающий выполнение конвективных поверхностей нагрева одинаковой высоты, приводит к снижению трудоемкости изготовления котла.

Сопоставительный анализ заявляемой конструкции секционного водотрубного, парового, безбарабанного, цельносварного котла и прототипа выявляет наличие отличительных признаков у заявляемой конструкции по сравнению с наиболее близким аналогом, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию «новизна».

Наличие отличительных признаков дает возможность получить положительный эффект, выражающийся в создании новой конструкции секционного водотрубного, парового, безбарабанного, цельносварного котла, обладающего большой надежностью работы и невысокой трудоемкостью его изготовления.

Использование заявляемой полезной модели в области теплоэнергетики обеспечивает ей соответствие критерию «промышленная применимость».

Предлагаемая полезная модель изображена на чертеже, где на фиг.1 представлен общий вид секционного водотрубного, парового, безбарабанного, цельносварного котла, на фиг.2 - разрез по А-А, на фиг.3 - узел установки эжектора на входе в каждую трубу рециркуляции, на фиг.4 - узел мембранной проставки.

Водотрубный паровой, безбарабанный, цельносварной котел, включает топку 1 и конвективные поверхности нагрева 2, выполненные в виде секций 3 прямоугольной формы, состоящих из гладких труб и мембранных перегородок 4, отделяющих конвективные поверхности нагрева 2 друг от друга, при этом имеются места, где проставки 5 между гладкими трубами по всей высоте мембранных перегородок 4 не установлены в местах входа дымовых газов в конвективные поверхности нагрева 2 и выхода из них, установлены вертикальные сепараторы пара 6, соединенные посредством опускных труб 7 с нижним раздающим коллектором 8, а посредством пароотводящих труб 9 с верхним собирающим коллектором 10, связанным с нижним раздающим коллектором 8 трубами рециркуляции 11, на входах в которые установлены эжекторы 12 для подвода питательной воды, причем сепараторы

пара 6 соединены между собой посредством уравнительной емкости 13, а секции 3 конвективных поверхностей нагрева 2 установлены под углом 3-45° к горизонту, при этом на прямых вертикальных участках гладких труб каждого эжектора 12 по периметру выполнен ряд отверстий 14 малого диаметра, куда поступает питательная вода, конденсирующая пар, находящийся в котловой воде, поступающей на вход в трубы рециркуляции 11, а в местах, где проставки 5 в мембранных перегородках 4 не установлены, дополнительно смонтированы проставки разной высоты 15, позволяющие регулировать сечение для прохода дымовых газов, а следовательно, и их скорость, что обеспечивает интенсификацию конвективного теплообмена, приводящего к снижению температуры уходящего газа, при этом конвективные поверхности нагрева 2 выполнены одинаковой высоты.

Секционный водотрубный, паровой, безбарабанный, цельносварной котел работает следующим образом.

Питательная вода подается через инжектор 12, установленный на входе в трубы рециркуляции 11, откуда в нижний раздающий коллектор 8, из которого через нижние горизонтальные трубы топочных прямоугольных секций 3 образовавшаяся пароводяная смесь по вертикальным трубам топочных секций поступает в верхние горизонтальные трубы, входящие в верхний собирающий

коллектор 10, частично разделяясь на пар и воду, откуда, отделенная от пара часть воды по трубам рециркуляции 11 постает в нижний раздающий коллектор 8, а затем - в прямоугольные секции 3 конвективных поверхностей нагрева 2. минуя пароотводящие трубы 9 и сепараторы пара 6, уменьшая тем самым их гидравлическое сопротивление, другая часть пароводяной смеси по пароотводящим трубам 9 поступает в сепараторы пара 6, где происходит окончательное отделение воды от пара. Отсепарированный в сепараторах 6 пар соединяется в общем трубопроводе и отводится из котла, а отсепарированная в них вода собирается в водяных объемах сепаратора пара 6 и опускными трубами 7 отводится в нижний раздающий коллектор 8 и вместе с питательной водой из труб рециркуляции 11 поступает в прямоугольные секции 3 конвективных поверхностей нагрева 2.

Выполнение на прямых участках гладких труб каждого эжектора 12 по периметру ряда отверстий 14 малого диаметра для подвода питательной воды, конденсирующей пар, находящийся в котловой воде, на входах в трубы рециркуляции 11, что повышает надежность работы контура естественной циркуляции котла, что в свою очередь повышает надежность работы котла в целом, а монтаж проставок разной высоты 15 в местах, где проставки 5 в мембранных перегородках 4 не установлены, позволяет регулировать сечение для

прохода дымовых газов, а следовательно, и их скорость, что обеспечивает интенсификацию конвективного теплообмена, приводящего к снижению температуры уходящих газов, при этом конвективные поверхности нагрева 2 выполнены одинаковой высоты, что уменьшает трудоемкость изготовления котла.

Указанные преимущества выгодно отличают заявляемую конструкцию секционного водотрубного, парового, безбарабанного, цельносварного котла от прототипа.

Claims (1)

1. Секционный водотрубный, паровой, безбарабанный, цельносварной котел, включающий топку и конвективные поверхности нагрева, выполненные в виде секций прямоугольной формы, состоящих из гладких труб и мембранных перегородок, отделяющих конвективные поверхности нагрева друг от друга, при этом имеются места, где проставки между гладкими трубами по всей высоте мембранных перегородок не установлены, в местах входа дымовых газов в конвективные поверхности нагрева и выхода из них, установлены вертикальные сепараторы пара, соединенные посредством опускных труб с нижним раздающим коллектором, а посредством пароотводящих труб с верхним собирающим коллектором, связанным с нижним раздающим коллектором трубами рециркуляции, на входах в которые установлены эжекторы для подвода питательной воды, причем сепараторы пара соединены между собой посредством уравнительной емкости, а секции поверхностей нагрева установлены под углом 3ч45° к горизонту, отличающийся тем, что на прямых вертикальных участках гладких труб каждого эжектора по периметру выполнен ряд отверстий малого диаметра, куда поступает питательная вода, конденсирующая пар, находящийся в котловой воде, поступающей на вход в трубы рециркуляции, а в местах, где проставки в мембранных перегородках не установлены, дополнительно смонтированы проставки разной высоты, позволяющие регулировать сечение для прохода газов, а следовательно, и их скорость, что обеспечивает интенсификацию конвективного теплообмена, приводящего к снижению температуры уходящего газа, при этом конвективные поверхности нагрева выполнены одинаковой высоты.