RU87246U1 - Водогрейный котел - Google Patents

Abstract

Водогрейный пароконденсационный котел, содержащий герметичный корпус, в нижней части которого размещена топочная камера и дымогарные трубы, а в верхней - теплообменник, выполненный в виде пучка трубок, скомпонованных в коридорном порядке, при этом близлежащие трубки каждого вертикального ряда смещены относительно друг друга в горизонтальном направлении, отличающийся тем, что рабочие участки трубок теплообменника в поперечном сечении выполнены овальной формы, причем продольные оси овалов расположены под углом относительно горизонтальной плоскости, а продольные оси овалов близлежащих трубок каждого вертикального ряда направлены в разные стороны.

Description

Полезная модель относится к теплоэнергетике, а именно к водогрейным котлам, и может быть использована в системах отопления и горячего водоснабжения жилых и общественных зданий.

Известны водогрейные пароконденсационные котлы, основными элементами которых являются герметичный корпус, заполненный водой, топочная камера и дымогарные трубы, размещенный в верхней части корпуса котла теплообменник, например, патент РФ №2080516, МПК F22B 7/00, патент РФ №2289070 МПК F24H 1/00, патент РФ №66798 МПК F24H 1/00.

При работе котлов данного типа продукты сгорания топлива проходят через топочную камеру и систему дымогарных труб, при этом осуществляется передача тепла от горячего газа к воде, находящейся в котле.

Вода в котле нагревается, начинается ее кипение и интенсивное испарение. Пары воды, поднимаясь к трубкам теплообменника, конденсируются на них, передавая свое тепло воде системы теплоснабжения, а конденсат стекает в кипящую воду. Конденсат, стекая с верхних рядов трубок, попадает на трубки расположенные ниже, и чем ниже находится трубка, тем толще пленка конденсата на ней, и тем меньше теплоотдача от пара к воде тепловой сети. Например, при девятирядном пучке теплоотдача девятого ряда по отношению к верхнему ряду меньше в два раза (А.Г.Касаткин «Основные процессы и аппараты химической технологии», Химия, М, 1971 г., стр.305.

Известный водогрейный котел по патенту №66798 является наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемой полезной модели и выбран в качестве ближайшего аналога.

Недостатком известного котла является то, что теплообменник выполнен в виде пучка круглых трубок, скомпонованных в коридорном порядке, при этом конденсат, образующийся на трубках вертикального ряда, весь в полном объеме, стекает на нижележащие трубки.

Техническим результатом полезной модели является повышение теплоотдачи конденсирующегося пара на многорядном пучке трубок теплообменника, что приводит к уменьшению его размеров и массы.

Указанный технический результат достигается тем, что в водогрейном пароконденсационном котле, содержащем герметичный корпус, в нижней части которого размещены топочная камера и дымогарные трубы, а в верхней - теплообменник, выполненный в виде пучка трубок, скомпонованных в коридорном порядке, при этом близлежащие трубки каждого вертикального ряда смещены друг относительно друга в горизонтальном направлении, согласно полезной модели рабочие участки трубок теплообменника, в поперечном сечении выполнены овальной формы, причем продольные оси овалов расположены под углом относительно горизонтальной плоскости, а продольные оси овалов близлежащих трубок каждого вертикального ряда направлены в разные стороны.

Благодаря указанному выполнению устройства теплообменника котла повышается теплоотдача конденсирующегося пара на многорядном пучке трубок теплообменника, что приводит к уменьшению его размеров и массы.

Сущность полезной модели поясняется графическим материалом, где:

- на фиг.1 изображено поперечное сечение котла.

- на фиг.2 сечение пучка трубок теплообменника во время работы котла.

Водогрейный котел содержит герметичный корпус 1, в нижней части которого размещены топочная камера 2, дымогарные трубы 3. В верхней части котла размещены теплообменник 4, герметичная перегородка 5, расположенная над теплообменником 4 и образующая с верхней частью корпуса 1 дополнительную камеру 6, соединенную трубой 7 с нижней частью котла.

Верхняя часть дополнительной камеры 6 снабжена автоматическим воздухоотводчиком 8 с отсечным клапаном.

К нижней части корпуса 1 подведен трубопровод 9 с краном 10, служащий для заполнения котла водой. В дополнительной камере 6 размещен сигнальный патрубок 11, а ниже перегородки 5 - патрубок 12 для стравливания воздуха из парового пространства.

Котел работает следующим образом.

Горелкой (на графических материалах не показана) в топочную камеру 2 подается газ. Продукты сгорания топлива проходят через топочную камеру 2 и систему дымогарных труб 3, при этом осуществляется передача тепла от горячего газа к воде, находящейся в котле. Вода в котле нагревается, происходит ее температурное расширение, вследствие чего вода вытесняет воздух из дополнительной камеры 6 через автоматический воздухоотводчик 8.

При дальнейшем нагревании воды начинается ее кипение и интенсивное испарение. Пар собирается в области теплообменника 4, давление его увеличивается и он вытесняет воду через трубопровод 7 в камеру 6.

Когда вода вытеснит весь воздух из камеры 6, отсечной клапан воздухоотводчика 8 закрывается и отсекает внутренний объем камеры 6 от атмосферы.

Пары воды, поднимаясь к трубкам теплообменника 4, конденсируются на них, передавая свое тепло воде системы теплоснабжения. Конденсат, образующийся на наружной поверхности овальных трубок, под действием силы тяжести стекает к заостренному ребру, а с него на нижележащую трубку, но так как заостренные ребра нижележащих трубок направлены в другую сторону, то весь конденсат будет делиться на две части. Например, вертикальный ряд трубок теплообменника состоит из восьми трубок. Конденсат, образующийся на первой сверху в вертикальном ряду, будет стекать на третью, с третьей на пятую, с пятой на седьмую. Аналогичным образом процесс конденсации будет происходить на другой половине вертикального ряда трубок. Конденсат со второй трубки будет стекать на четвертую, с нее на шестую, с шестой на восьмую.

Таким образом, смещение трубок позволяет организовать стекание конденсата так, что в каждом вертикальном ряду на каждой трубке толщина конденсатного слоя и, следовательно, его термическое сопротивление будет в два раза меньше.

Процесс испарения и конденсации непрерывно повторяется, при этом происходит перенос тепла от паров воды, находящейся в котле, к воде в системе теплоснабжения.

При остановке котла горелка гасится, вода перестает кипеть, давление пара уменьшается и вода из камеры 6 по трубопроводу 7 перетекает в корпус 1, занимая паровое пространство.

Корпус 1 котла заполнен водой из камеры 6 и готов к повторному запуску.

Таким образом, благодаря указанному выполнению устройства теплообменника, улучшаются условия теплоотдачи по всему объему пучка трубок теплообменника, что позволяет уменьшить его размеры и массу.

Claims (1)

1. Водогрейный пароконденсационный котел, содержащий герметичный корпус, в нижней части которого размещена топочная камера и дымогарные трубы, а в верхней - теплообменник, выполненный в виде пучка трубок, скомпонованных в коридорном порядке, при этом близлежащие трубки каждого вертикального ряда смещены относительно друг друга в горизонтальном направлении, отличающийся тем, что рабочие участки трубок теплообменника в поперечном сечении выполнены овальной формы, причем продольные оси овалов расположены под углом относительно горизонтальной плоскости, а продольные оси овалов близлежащих трубок каждого вертикального ряда направлены в разные стороны.