КОНВЕКТИВНЫЙ БЛОК ВОДОГРЕЙНОГО КОТЛА

Полезная модель относится к котельной технике и может быть использована в водогрейных котлах прямоугольной формы.
Известен конвективный блок водогрейного котла, включающий конвективный газоход, снабженный теплообменными поверхностями, содержащими поперечно обтекаемые продуктами сгорания трубные пучки. (см. Котлы малой и средней мощности и топочные устройства. Каталог-справочник. - М.: НИИЭ ИНФОРМЭНЕРГО-МАШ, 1983. - 200 с. (с. 108, рис. 90 - Котел типа КВ-ТС-4-150 и с. 110-111, рис. 91 - Котел типа КВ-ТС-6,5-150).
Известен также конвективный блок водогрейного котла, содержащий два конвективных газохода, снабженных теплообменными поверхностями, содержащими поперечно обтекаемые трубные пучки, гидравлически связанные с продольными коллекторами котла, (см. Котлы водогрейные Гефест: ОАО «Бийский котельный завод»).
Основными недостатками данных конструкций являются:
- технологическая сложность изготовления трубчатых элементов, требующая отдельного шаблона для каждой детали, выполненной в виде рамной конструкции, ввариваемой в вертикальные стояки конвективного газохода;
- нерациональное использование объема шахты конвективного газохода, в виде наличия пустот по высоте газохода, между блоками конвективных поверхностей;
- наличие вертикальных участков труб в рамных трубных конструкциях в конвективных газоходах, и как следствие, продольное их обтекание дымовыми газами, снижающее интенсивность теплообмена на их поверхностях
Задача, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, состоит в упрощении технологии изготовления конвективных газоходов и интенсифицирование теплообмена в конструктивных решениях газоходов.
Техническим результатом является интенсификация теплообмена при упрощении технологии изготовления конвективных газоходов и повышении их ремонтопригодности, эффективное использование объема шахты.
Для решения поставленной задачи конвективный блок водогрейного котла, содержащий два конвективных газохода, снабженных теплообменными поверхностями, содержащими поперечно обтекаемые трубные пучки, гидравлически связанные с продольными коллекторами котла, отличается тем, что теплообменные поверхности, размещенные в конвективных газоходах, содержат прямолинейные поперечно обтекаемые коридорные трубные пучки, содержащие вертикальные стояки, каждый из которых сообщен с соответствующим верхним и нижним продольными коллекторами котла, причем каждый вертикальный стояк разделен горизонтальными перегородками на вертикальные секции, каждая из которых сообщена с горизонтальными трубными пучками, концы которых сообщены со свободно скользящим стояком, концы которого сообщены со второй парой продольных коллекторов котла, при этом его верхнее и нижнее сопряжения с упомянутыми коллекторами перекрыто торцовыми перегородками, а на скользящем стояке выполнен, как минимум один разрез, заглушенный вторыми торцовыми перегородками, размещенными с зазором друг к другу, кроме того, в следующей паре теплообменных поверхностей вертикальный стояк и свободно скользящий стояк меняются местами, кроме того, конвективные газоходы в нижней части сообщены друг с другом полостью осадительной камеры золового уноса. Кроме того, верхняя и нижняя части свободно скользящего стояка сосны друг к другу. Кроме того, длина труб в горизонтальных трубных пучках одинакова.
Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию «новизна».
При этом совокупность отличительных признаков предлагаемой полезной модели обеспечивает интенсификацию теплообмена при упрощении технологии изготовления конвективных газоходов и повышение их ремонтопригодности, эффективное использование объема шахты.
На фиг. 1 показан общий вид конвективного блока водогрейного котла, на фиг. 2 показа разрез Α-A конвективного блока водогрейного котла.
На чертежах показаны газоходы 1 и 2, трубные пучки 3, продольные верхние 4, 5 и нижние 6, 7 коллекторы котла, вертикальные стояки 8, горизонтальные перегородки 9, скользящий стояк 10, верхнее 11 и нижнее 12 сопряжения, торцовые перегородки 13, разрез 14, вторые торцовые перегородки 15, полость 16 осадительной камеры.
Конвективный блок включает два конвективных газохода 1 и 2 (первый из них, ближайший к топке, является опускным для потока газа, а второй подъемным). Его теплообменные поверхности содержат поперечно обтекаемые трубные пучки 3, гидравлически связанные с продольными коллекторами котла. Они содержат вертикальные стояки 8, каждый из которых сообщен с верхним 4 и нижним 6 продольными коллекторами котла. Каждый вертикальный стояк 8 разделен горизонтальными перегородками 9 на вертикальные секции, каждая из которых сообщена с горизонтальными трубными пучками 3, концы которых сообщены со свободно скользящим стояком 10, концы которого сообщены со второй парой продольных коллекторов 5 и 7 котла, при этом его верхнее 11 и нижнее 12 сопряжения с упомянутыми коллекторами перекрыто торцовыми перегородками 13, а на самом скользящем стояке 10 выполнен, как минимум один разрез 14, заглушенный вторыми торцовыми перегородками 15, размещенными с зазором друг к другу. Кроме того, в следующей паре теплообменник поверхностей вертикальный стояк 8 и свободно скользящий стояк 10 меняются местами, т.е. «контактируют» с другими парами продольных коллекторов, что обеспечивает продольно поперечную жесткость конвективного участка котла.
Верхняя и нижняя части свободно скользящего стояка 10 и вертикального стояка 8 соосны друг к другу. Кроме того, длина труб в горизонтальных трубных пучках 3 конвективной части одинакова.
Конвективные газоходы 1 и 2 в их нижней части (и, соответственно, в нижней части конвективного блока) сообщены друг с другом полостью осадительной камеры 16 золового уноса.
Конвективный блок водогрейного котла работает следующим образом.
Дымовые газы, содержащие в своем объеме частицы золы, из пространства топки попадают в конвективный блок. Его конвективные газоходы 1 и 2 обеспечивают в них, вначале опускное, а затем и подъемное движение газов до выходного газового окна. В процессе перемещения газов, последние отдают свое тепло воде, прокачиваемой через горизонтальные трубные пучки 3 вертикальных стояков 6.
Газоходы 1 и 2 обеспечивают опускное и подъемное движение газов до выходного газового окна 17, что обеспечивает при проходе газами поворота в движении от нисходящего к восходящему (осуществляемому через полость осадительной камеры 16 золового уноса) выпадение из газового потока летучей золы. Это, в свою очередь, уменьшает объем выпадающей золы в конвективных газоходах 1 и 2.
Механическую очистку трубных поверхностей конвективных газоходов 1, 2 осуществляют через верхние съемные люки и люк, выполненный на заднем фронте котла (на чертеже не показаны). В боковых экранах топки выполнен проем (на чертеже не показан) для ручного обслуживания и контроля над работой топки. Удаление шлака из топки и золы, выпавшей в конвективных газоходах 1 и 2, может быть осуществлено различными способами в зависимости от конструкции топочного устройства (например, при наличии топки с шурующей планкой, сброс шлака осуществляется в канал золоудаления (на чертежах не показан).
Горизонтальные трубы, составляющие трубные пучки 3, имеют одинаковую длину и не требуют индивидуальных шаблонов. Они вварены в вертикальные стояки 8 с заданным шагом, и позволяют рационально использовать объем конвективного газохода 1 и 2, а также упрощают изготовление конвективного блока. Отсутствие вертикальных участков трубных пучков 3 позволяет улучшить характеристики теплообмена в представленном конструктивном решении.