Результат интеллектуальной деятельности: Котел с принудительной циркуляцией

Изобретение предназначено для получение тепла и пара и может быть использовано при создании прямоточных паровых и водогрейных котлов.

Известен котел с принудительной циркуляцией, содержащий топочную камеру, выполненную из горизонтальных труб, соединенных между собой коллекторами, и конвективную часть (патент RU №2362094 кл. F24H /12, опубл. 20.07.2009).

Недостатком известного котла с принудительной циркуляцией является трудоемкость его изготовления и ремонта, обусловленная большим количеством сварочных и сборочных работ. А также недостаточным КПД вследствии не оптимального распределения температур теплоносителя относительно дымовых газов.

Технической проблемой является устранение отмеченных недостатков. Технический результат заключается в упрощении трудоемкости изготовления и ремонта и увеличении при этом КПД котла.

Проблема решается, а технический результат достигается за счет того, что котел с принудительной циркуляцией содержит топочную камеру из экранных труб и расположенную за ней конвективную часть, которая состоит из нескольких последовательно соединенных между собой отводами параллельно расположенных пакетов, выполненных каждый из ряда вертикальных оребренных труб, приваренных с двух концов к верхнему и нижнему соответственно горизонтальному коллектору с образованием совместно с трубами топочной камеры единого водяного тракта.

На фиг. 1 - показана аксонометрия котла вид спереди.

На фиг. 2 - вид спереди.

На фиг. 3 - аксонометрия топочной части.

На фиг. 4 - аксонометрия конвективной части без каркаса.

На фиг. 5 - аксонометрия пакета конвективной части.

На фиг. 6 - разрез А-А на фиг. 2.

На фиг. 7 - разрез В-В на фиг. 2.

На фиг. 8 - разрез С-С на фиг. 2.

На фиг. 9 - узел D на фиг. 8.

Котел с принудительной циркуляцией содержит топочную камеру 1. и конвективную часть 2 (фиг. 2 и 4). Топочная камера выполнена из экранных труб 3. Конвективная часть 2 состоит из нескольких последовательно соединенных между собой отводами параллельно расположенных пакетов 4 (фиг. 5), выполненных каждый из ряда вертикальных оребренных труб 5, приваренных с двух концов к верхнему и нижнему соответственно горизонтальному коллектору 6 с образованием совместно с трубами топочной камеры единого водяного тракта

Котел оснащен воздушными 7 и дренажными 8 кранами. Горячая вода из котла поступает к потребителю по магистрали 9 и возвращается обратно в котел по магистрали 10.

Предлагаемый котел с принудительной циркуляцией в составе котельной (не показано) работает следующим образом. Топливо и воздух подаются через горелку 11 в топочную камеру 1, где топливо сгорает с выделением тепла. Продукты сгорания охлаждаются в конвективной части 2 и выбрасываются в дымовую трубу (не показано). Тепло, полученное при сгорании топлива, воспринимается водой через поверхности нагрева- коллекторы 6, экранные трубы 3, и оребренные трубы 5 конвективной части 2.

Перегородки 12 (фиг. 1 и 7), установленные в коллекторах 13, заставляют воду менять направление движения по экранным трубам, как показано стрелками. Перегородки 12 в коллекторах 13 расположены так, что потоки воды направляются по одинаковому количеству труб 3. Это позволяет иметь одинаковую скорость воды в экранных трубах, за счет чего уменьшаются тепловые и гидравлические развертки в топочной части.

Теплоноситель от потребителя поступает через магистраль 10 в верхний коллектор 6 крайнего пакета 4 конвективной части, затем, нагреваясь в оребренных трубах 5, закрытых с внешней стороны отражающими пластинами 14 (фиг. 9) для увеличения теплопередачи с ребра трубы и равномерного распределения уходящих газов по сечению конвективной части, перемещается в нижний коллектор 6 пакета 4, где через отводы 15 попадает в следующий пакет из оребренных труб и аналогично как и в первом пакете теплоноситель перемещается по оребренным трубам 5 только по направлению вверх попадает уже в верхний коллектор 6, где через отводы 15 попадает в следующий ближний к топке пакет 4. Теплоноситель перемещается последовательно по всем пакетам (количество пакетов определяется для каждого типа размера котла), расположенным параллельно друг к другу и из коллектора 6 ближнего пакета к топочной камере перемещается также через отводы 15 в экранные трубы топочной камеры, где догреваясь до заданной температуры, через патрубок подачи подается потребителю. Благодаря встречным потокам температур уходящих газов и теплоносителя в конвективной части, а также большой площади поверхности конвективной части за счет оребрения труб расположенных в шахматном порядке достигается максимальный эффект теплопередачи и соответственно высокий КПД.

При эксплуатации, после остановки котла, для его опорожнения открываются дренажные краны 8, а при заполнении его водой открываются воздушные краны 7(при закрытых дренажных)

Таким образом, конструкция котла позволяет компактно разместить большую поверхность теплопередающей поверхности с возможностью хорошей циркуляции теплоносителя со встречными потоками температур уходящих газов и воды. Все это соответственно значительно повышает КПД. Упрощает его конструкцию, повышает ремонтопригодность и экономичность в работе сравнительно с прототипом; дает возможность создания множества вариантов однотипных котлов различной мощности.