RU67686U1

RU67686U1 - WATER BOILER

Info

Publication number: RU67686U1
Application number: RU2007122683/22U
Authority: RU
Inventors: Равиль Рустамович Ибатуллин; Юрий Михайлович Гнедочкин; Владимир Васильевич Кунеевский; Елена Васильевна Грабовская; Владимир Николаевич Блохин; Игорь Иванович Финапетов; Денис Иванович Старостин; Владимир Борисович Оснос; Максим Алексеевич Кичаев
Original assignee: Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина
Priority date: 2007-06-15
Filing date: 2007-06-15
Publication date: 2007-10-27

Abstract

Полезная модель относится к теплоэнергетике и может быть использована в водогрейных котлах. Предлагаемый котел содержит вертикально расположенный корпус с топкой и внешней конвективной камерой, охватывающей топку и сообщенной с ней, горелку, установленную в крышке котла в зоне топки, выпускное отверстие, выполненное в корпусе котла вблизи его крышки, подводящий и отводящий коллекторы, размещенные соответственно вблизи днища котла и вблизи крышки котла, и поверхности нагрева, включающие экранную и конвективную части, расположенные соответственно в топке и во внешней конвективной камере. Экранная часть выполнена в виде теплообменника, подсоединенного к подводящему и отводящему коллекторам. Внешняя конвективная камера сообщена с топкой через кольцевой зазор, образованный теплообменником и днищем котла. Теплообменник экранной части образован концентрично расположенными внутренним и внешним цилиндрами, между которыми размещена спиралевидная стенка. Конвективная часть образована ребрами, установленными на внешнем цилиндре теплообменника. 2 з.п., 3 ил.The utility model relates to a power system and can be used in boilers. The proposed boiler contains a vertically located housing with a firebox and an external convection chamber covering the firebox and connected with it, a burner installed in the boiler cover in the furnace zone, an outlet made in the boiler body near its cover, supply and exhaust collectors located respectively near the bottom the boiler and near the boiler cover, and the heating surface, including the screen and convective parts located respectively in the furnace and in the external convection chamber. The screen part is made in the form of a heat exchanger connected to the inlet and outlet manifolds. An external convection chamber is in communication with the furnace through an annular gap formed by the heat exchanger and the bottom of the boiler. The heat exchanger of the screen part is formed by concentric internal and external cylinders, between which a spiral wall is placed. The convective part is formed by ribs mounted on the outer cylinder of the heat exchanger. 2 cp, 3 ill.

Description

Полезная модель относится к теплоэнергетике и может быть использована в водогрейных котлах.The utility model relates to a power system and can be used in boilers.

Известен водогрейный котел, содержащий вертикально расположенный корпус с топкой и внешней конвективной камерой, охватывающей топку и сообщенной с ней, горелку, установленную в крышке котла в зоне топки, выпускное отверстие, выполненное в корпусе котла вблизи его крышки, подводящий и отводящий коллекторы, размещенные соответственно вблизи днища котла и вблизи крышки котла, и поверхности нагрева, включающие экранную и конвективную части, расположенные соответственно в топке и во внешней конвективной камере, причем экранная часть выполнена в виде теплообменника, подсоединенного к подводящему и отводящему коллекторам, а внешняя конвективная камера сообщена с топкой через кольцевой зазор, образованный теплообменником и днищем котла (авторское свидетельство СССР №227567, МПК F24H 1/38, 1968).A well-known hot water boiler containing a vertically located housing with a furnace and an external convective chamber covering the furnace and connected with it, a burner installed in the boiler cover in the furnace zone, an outlet made in the boiler body near its cover, inlet and outlet collectors, respectively near the bottom of the boiler and near the cover of the boiler, and the heating surface, including the screen and convective parts located respectively in the furnace and in the external convection chamber, and the screen part is made in a heat exchanger connected to the inlet and outlet manifolds, and the convection chamber communicates exterior to the furnace through an annular gap formed by the heat exchanger and the bottom of the boiler (Inventor's Certificate USSR №227567, IPC F24H 1/38, 1968).

Однако известный котел характеризуется недостаточным КПД (коэффициентом полезного действия), надежностью, прочностью, компактностью и технологичностью, а также сложен в изготовлении.However, the well-known boiler is characterized by insufficient efficiency (efficiency), reliability, durability, compactness and manufacturability, and is also difficult to manufacture.

Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является повышение КПД котла, его надежности, прочности, компактности и технологичности, а также упрощение в его изготовлении.The task to which the present utility model is directed is to increase the boiler efficiency, its reliability, strength, compactness and manufacturability, as well as simplification in its manufacture.

Поставленная задача решается тем, что в водогрейном котле, содержащем вертикально расположенный корпус с топкой и внешней конвективной камерой, охватывающей топку и сообщенной с ней, горелку, установленную в крышке котла в зоне топки, выпускное отверстие, выполненное в корпусе котла вблизи его крышки, подводящий и отводящий коллекторы, размещенные соответственно вблизи днища котла и вблизи крышки котла, и поверхности нагрева, включающие экранную и конвективную части, расположенные The problem is solved in that in a boiler containing a vertically located housing with a furnace and an external convection chamber covering the furnace and connected with it, a burner installed in the boiler cover in the furnace zone, an outlet made in the boiler body near its cover, and outlet collectors, located respectively near the bottom of the boiler and near the cover of the boiler, and the heating surface, including the screen and convective parts located

соответственно в топке и во внешней конвективной камере, причем экранная часть выполнена в виде теплообменника, подсоединенного к подводящему и отводящему коллекторам, а внешняя конвективная камера сообщена с топкой через кольцевой зазор, образованный теплообменником и днищем котла, согласно полезной модели теплообменник экранной части образован концентрично расположенными внутренним и внешним цилиндрами, между которыми размещена спиралевидная стенка, а конвективная часть образована ребрами, установленными на внешнем цилиндре теплообменника.respectively, in the furnace and in the external convection chamber, and the screen part is made in the form of a heat exchanger connected to the inlet and outlet collectors, and the external convection chamber is in communication with the furnace through the annular gap formed by the heat exchanger and the bottom of the boiler, according to a useful model, the heat exchanger of the screen part is formed by concentrically arranged inner and outer cylinders, between which a spiral wall is placed, and the convective part is formed by ribs mounted on the outer cylinder oobmennika.

Поставленная задача решается также тем, что водогрейный котел может быть дополнительно снабжен коническим излучателем, расположенным на днище котла в зоне топки.The problem is also solved by the fact that the boiler can be additionally equipped with a conical emitter located on the bottom of the boiler in the furnace zone.

Поставленная задача решается также тем, что ребра конвективной части могут быть выполнены с шагом, уменьшающимся от днища к крышке котла.The problem is also solved by the fact that the ribs of the convective part can be performed with a step decreasing from the bottom to the lid of the boiler.

На фиг.1 представлен предлагаемый водогрейный котел в продольном разрезе.Figure 1 presents the proposed hot water boiler in longitudinal section.

На фиг.2 - разрез А-А фиг.1.Figure 2 is a section aa of figure 1.

На фиг.3 - вид А фиг.1, где корпус показан в продольном разрезе.Figure 3 is a view A of figure 1, where the housing is shown in longitudinal section.

Предлагаемый водогрейный котел содержит вертикально расположенный корпус 1 (см. фиг.1) с топкой 2 и внешней конвективной камерой 3, охватывающей топку 2 и сообщенной с ней, горелку 4, установленную в крышке 5 котла в зоне топки 2, выпускное отверстие 6, выполненное в корпусе 1 котла вблизи его крышки 5, подводящий и отводящий коллекторы 7, 8, размещенные соответственно вблизи днища 9 котла и вблизи крышки 5 котла, и поверхности нагрева, включающие экранную и конвективную части, расположенные соответственно в топке 2 и во внешней конвективной камере 3. Экранная часть выполнена в виде теплообменника 10, подсоединенного к подводящему и отводящему коллекторам 7, 8. Теплообменник 10 экранной части образован концентрично расположенными внутренним и внешним цилиндрами 11 (см. фиг.2), 12, между которыми размещена спиралевидная The proposed hot water boiler contains a vertically located housing 1 (see Fig. 1) with a firebox 2 and an external convection chamber 3 covering the firebox 2 and connected with it, a burner 4 installed in the boiler cover 5 in the furnace zone 2, an outlet 6 made in the boiler body 1, near its cover 5, inlet and outlet collectors 7, 8, located respectively near the bottom of the boiler 9 and near the cover 5 of the boiler, and the heating surface, including the screen and convection parts, located respectively in the furnace 2 and in the external convection chamber 3 . Crane part is formed as a heat exchanger 10 connected to the inlet and outlet manifolds 7, 8. The heat exchanger 10 is formed by screen portion concentrically arranged inner and outer cylinders 11 (see FIG. 2), 12, between which is placed a helical

стенка 13 (см. фиг.1). Величина шага спирали стенки 13 выбирается такой, чтобы обеспечить движение воды с высокими скоростями для исключения образования накипи. Внешняя конвективная камера 3 сообщена с топкой 2 через кольцевой зазор 14, образованный теплообменником 10 и днищем 9 котла. Конвективная часть образована ребрами 15 (см. фиг.1, 2, 3), установленными на внешнем цилиндре 12 (см. фиг.2) теплообменника 10 (см. фиг.1). Ребра 15 (см. фиг.3) конвективной части могут быть выполнены с шагом, уменьшающимся от днища 9 к крышке 5 котла, что позволяет улучшить эффективность теплообмена. Котел может быть дополнительно снабжен коническим излучателем 16 (см. фиг.1 и 3) из огнеупорного материала, расположенным на днище 9 котла в зоне топки 2.wall 13 (see figure 1). The magnitude of the step of the spiral wall 13 is chosen so as to ensure the movement of water at high speeds to prevent the formation of scale. The external convection chamber 3 is in communication with the furnace 2 through the annular gap 14 formed by the heat exchanger 10 and the bottom 9 of the boiler. The convective part is formed by ribs 15 (see FIGS. 1, 2, 3) mounted on the outer cylinder 12 (see FIG. 2) of the heat exchanger 10 (see FIG. 1). The fins 15 (see FIG. 3) of the convection part can be made in increments decreasing from the bottom 9 to the boiler cover 5, which improves the heat transfer efficiency. The boiler can be additionally equipped with a conical emitter 16 (see figures 1 and 3) of refractory material located on the bottom 9 of the boiler in the zone of the furnace 2.

Водогрейный котел работает следующим образом.The hot water boiler operates as follows.

Из горелки 4 (см. фиг.1) топливная смесь поступает в топку 2, где происходит горение топлива с выделением тепла. Часть выделившегося тепла за счет излучения от факела поглощается водоохлаждаемой поверхностью внутреннего цилиндра 11 (см. фиг.2) теплообменника 10 (см. фиг.1) экранной части. Дополнительно теплопередачу в нижней относительно холодной части топки 2 усиливает конический излучатель 16, нагревающийся от потока горячих газов, выходящих из топки 2, и обеспечивающий равномерное распределение газового потока по кольцевому зазору 14. Через кольцевой зазор 14 горячие продукты горения поступают во внешнюю конвективную камеру 3, проходят ее снизу вверх и отдают тепло ребрам 15 конвективной части, а также водоохлаждаемой поверхности внешнего цилиндра 12 (см. фиг.2) теплообменника 10 (см. фиг.1). По мере охлаждения газов уменьшается их физический объем, однако постепенно уменьшающееся живое сечение за счет уменьшения шага ребер 15 (см. фиг.3) от днища 9 к крышке 5 котла обеспечивает поддержание высокой скорости газов для обеспечения высокой скорости теплообмена в конвективной части. Охлажденные дымовые газы собираются и отводятся из внешней конвективной камеры 3 (см. фиг.1) через выпускное отверстие 6. Нагреваемая вода через подводящий коллектор 7 From the burner 4 (see Fig. 1), the fuel mixture enters the furnace 2, where the fuel is burned with heat. Part of the heat generated due to radiation from the plume is absorbed by the water-cooled surface of the inner cylinder 11 (see figure 2) of the heat exchanger 10 (see figure 1) of the screen. In addition, the heat transfer in the lower relatively cold part of the furnace 2 is enhanced by a conical radiator 16, heated by the flow of hot gases leaving the furnace 2, and providing a uniform distribution of the gas flow along the annular gap 14. Through the annular gap 14, the hot combustion products enter the external convection chamber 3, pass it from the bottom up and give heat to the fins 15 of the convective part, as well as the water-cooled surface of the outer cylinder 12 (see figure 2) of the heat exchanger 10 (see figure 1). As the gases cool, their physical volume decreases, however, the living cross section gradually decreases due to a decrease in the pitch of the ribs 15 (see FIG. 3) from the bottom 9 to the boiler cover 5 to maintain a high gas velocity to ensure a high heat transfer rate in the convection part. Cooled flue gases are collected and discharged from the external convection chamber 3 (see Fig. 1) through the outlet 6. Heated water through the inlet manifold 7

подается в нижнюю часть котла и далее поступает в теплообменник 10 экранной части. Внутри теплообменника 10 благодаря спиралевидной стенке 13, размещенной между концентрично расположенными внутренним и внешним цилиндрами 11 (см. фиг.2), 12, вода проходит по спирали снизу вверх с большими скоростями и нагревается за счет лучистого теплообмена от факела горения топки 2 (см. фиг.1) и дополнительно от конического излучателя 16, что исключает образование накипи. Нагретая вода из теплообменника 10 поступает в отводящий коллектор 8 и далее потребителю.fed to the lower part of the boiler and then enters the heat exchanger 10 of the screen part. Inside the heat exchanger 10, thanks to the spiral wall 13 located between the concentrically located inner and outer cylinders 11 (see Fig. 2), 12, the water passes in a spiral from bottom to top at high speeds and is heated by radiant heat exchange from the combustion flame of the furnace 2 (see figure 1) and additionally from a conical emitter 16, which eliminates the formation of scale. Heated water from the heat exchanger 10 enters the discharge manifold 8 and then to the consumer.

Предлагаемая конструкция водогрейного котла проста в изготовлении, надежна, прочна, компактна и технологична, и позволяет повысить КПД при работе по сравнению с аналогичными котлами.The proposed design of the hot water boiler is simple to manufacture, reliable, durable, compact and technologically advanced, and allows to increase the efficiency during operation compared to similar boilers.

Claims

1. A water boiler containing a vertically located body with a furnace and an external convection chamber covering the furnace and connected with it, a burner installed in the boiler cover in the furnace zone, an outlet made in the boiler body near its cover, supply and discharge collectors placed respectively, near the bottom of the boiler and near the cover of the boiler, and the heating surface, including the screen and convective parts located respectively in the furnace and in the external convection chamber, and the screen part is made in e of the heat exchanger connected to the inlet and outlet collectors, and the external convection chamber is in communication with the furnace through an annular gap formed by the heat exchanger and the bottom of the boiler, characterized in that the heat exchanger of the screen part is formed by concentrically arranged inner and outer cylinders, between which there is a spiral wall, and convective the part is formed by ribs mounted on the outer cylinder of the heat exchanger.

2. The boiler according to claim 1, characterized in that it is additionally equipped with a conical radiator located on the bottom of the boiler in the furnace zone.

3. The boiler according to claim 1 or 2, characterized in that the ribs of the convective part are made in increments decreasing from the bottom to the lid of the boiler.