ВОДОГРЕЙНЫЙ КОТЕЛ

Полезная модель относится к теплоэнергетике, в частности к конструкции водогрейных водотрубных котлов.
Известна конструкция водогрейного котла по патенту RU 2059937 приоритет 1992.08.18, выбранного в качестве прототипа, содержащего топочную камеру, экранированную трубами, и конвективный трубный пучок снабженные закручивающим устройством потока воды в виде перепускных труб, соединяющих между собой смежные трубы экранов и расположенных тангенциально к их осям.
Недостатком данного изобретения является сложность, большие габариты и низкий КПД водогрейного котла.
Задачей предлагаемой полезной модели является упрощение конструкции, уменьшение габаритов и повышение КПД водогрейного котла.
Указанный технический результат достигается тем, что водогрейный котел, состоящий из горелки, топочной камеры и конвективной части, образованных радиационными и конвективным экранами, которые выполнены из параллельно расположенных труб, соединенных последовательно тангенциально расположенными патрубками для последовательного прохождения воды по трубам экрана и ее раскручивания, при этом топочная камера образована боковыми, потолочным, подовым и торцевым радиационными экранами и выполнена газоплотной с отверстиями для отвода продуктов горения в конвективную часть в радиационных экранах со стороны горелки, конвективная часть образована радиационными экранами с одной стороны и конвективными экранами с другой, охватывает топочную камеру и выполнена газоплотной, а топочная камера и конвективная часть имеют форму параллелепипеда.
Выполнение водогрейного котла с газоплотной топочной камерой в форме параллепипеда, охватываемой конвективными экранами, с отверстиями для отвода продуктов горения в конвективную часть в боковых радиационных экранах со стороны горелки позволяет упростить конструкцию, уменьшить габариты водогрейного котла и повысить его КПД.
Полезная модель поясняется чертежами.
На фиг.1 показан вертикальный продольный разрез водогрейного котла со схемой движения продуктов горения.
На фиг.2 показан горизонтальный продольный разрез А-А.
На фиг.3 показан поперечный разрез котла Б-Б.
Водогрейный котел состоит из топочной панели 1 с «фуркамерой» для установки горелки, топочной камеры 2, образованной боковыми радиационными экранами 3, подовым радиационным экраном 4, потолочным радиационным экраном 5 и торцевым радиационным экраном 6, основной конвективной части 7, образованной радиационными экранами с одной стороны, боковыми конвективными экранами 8, подовым конвективным экраном 9, потолочным конвективным экраном 10, с другой стороны, задней конвективной части 11, образованной торцевым радиационным экраном 6 и торцевым конвективным экраном 12. В радиационных экранах со стороны топочной панели выполнены отверстия 13 для отвода продуктов горения в основную конвективную часть. По периметру торцевого радиационного экрана выполнены отверстия 14, а в центральной части торцевого конвективного экрана выполнено отверстие 15 для отвода продуктов горения из основной и задней конвективных частей соответственно. Котел установлен на раме 16.
Котел работает следующим образом. Жидкое или газообразное топливо, смешанное с воздухом или кислородом, подается в камеру сгорания под давлением. Продукты сгорания, ударяясь в торцовый радиационный экран, возвращаются вдоль боковых радиационных экранов и выходят через отверстия 13 в основную конвективную часть.
При этом, вода, проходящая по трубам радиационных экранов нагревается как излучением пламени горелки, так и забирая тепло у омывающих трубы продуктов горения. Для равномерного распределения тепловой нагрузки при квадратной или прямоугольной форме топочной камеры размеры отверстий 13 увеличиваются по мере удаления от оси горелки. В конвективной части продукты горения, проходят в обратном направлении от горелки к торцевому радиационному экрану, омывая трубы, как радиационных экранов, так и конвективных экранов. Долее продукты горения проходят через отверстия 14, расположенные по периметру торцевого радиационного экрана, проходя по задней конвективной части, омывают трубы торцевых радиационного и конвективного экранов, а затем выводятся из котла через отверстие 15 в конвективном торцевом экране.
Вода последовательно проходит по всем экранам. При этом, за счет соединения смежных труб патрубками, расположенными тангенциально к диаметру труб, поток воды раскручивается, интенсифицируя теплообмен. Кроме того, движение потока воды по спирали обеспечивает вынос газов и снижает образование накипи на внутренних стенках труб.
Вращающийся поток воды в результате закрутки от патрубков с соплами имеет в несколько раз выше скорость по отношению к общему линейному движению воды в котле.
На изготовленном образце раскрученная вода имеет скорость 1,2-1,6 м/с, в результате чего соли постоянной жесткости Са и Mg не откладываются на стенках труб котла. Из-за отсутствия накипи на стенках труб котла КПД остается высоким при длительной эксплуатации.
Таким образом, выполнение водогрейного котла предлагаемой конструкции позволяет получить компактное и технологичное устройство с высоким КПД и длительным сроком работоспособности.